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三元乙丙橡胶(EPDM)发泡材料作为一种综合性能优良的合成橡胶泡材,被广泛地应用在汽车工业、建筑业、电气和电子行业等领域。但是EPDM属于易燃材料,氧指数为20%左右,并且发泡后的EPDM材料与空气接触的比表面积增大,会更加容易燃烧,阻燃的难度增大,这限制了其应用范围的拓展。对于添加型的阻燃方法来说,随着阻燃剂含量的增加,可用于发泡的基体橡胶含量就会相应地减少,难以形成小而均匀的泡孔,从而导致材料的使用性能较差。为此,本课题首先选用氯丁橡胶(CR)代替部分EPDM,减少阻燃剂的添加份数,保证了用来发泡的基体橡胶的含量。后通过改变促进剂Na-22和TMTD以及相容剂EPDM-g-MAH的含量来改善EPDM/CR共混橡胶中EPDM相和CR相的共硫化性和相容性。目前,卤素阻燃剂仍是EPDM发泡材料的主要阻燃剂之一,但其在燃烧过程中会释放出大量的有毒烟气,不利于人身安全和环境的保护,因此新型高效的无卤阻燃剂必定会成为未来市场需求的新宠。本论文首次应用可膨胀石墨(EG)、有机蒙脱土(OMMT)和氢氧化镁(MH)组成新的协同阻燃体系来阻燃EPDM/CR发泡材料,制备出了仅需要20-25 wt.%的无机无卤阻燃剂即可达到难燃及UL-94的V-0级别的泡孔相对均匀的无卤阻燃EPDM/CR发泡材料。制备的发泡材料符合我国阻燃产业从开发高性能产品转移至开发兼具高性能及环保性产品上来的政策指导。因此本课题具有较大的现实意义。本课题对EPDM/CR复合材料的硫化速率、力学性能、动态力学性能、热稳定性能、微观形貌和阻燃性能等进行了测试,得到的结果有:(1)本课题选用硫磺和氧化锌作为EPDM/CR共混橡胶的硫化体系,按照最佳有效硫配比,设计了基础配方。通过改变促进剂Na-22和TMTD的含量,均能有效地减小EPDM相与CR相硫化速率和交联密度的差值,改善两相的共硫化性,从而提高两相的相容性。改变相容剂EPDM-g-MAH的含量,能够有效地改善EPDM与CR的相容性,但会降低EPDM/CR的硫化速率和交联密度,损害两相的共硫化性。在Na-22、TMTD和EPDM-g-MAH的添加量分别为1.5、2.1和10 phr,EPDM/CR硫化胶的拉伸断面平整,出现了明显的脊柱线,其拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度分别为17.84 MPa、483.75%和28.38 kN/m。(2)本课题在160℃、110 r/min的密炼机中制备了OMMT/EPDM纳米插层复合材料。复合材料中OMMT的层间距比纯OMMT的值增大了2.78 nm,为5.04 nm。(3)EG、OMMT和MH之间具有较好的协同阻燃作用。EG与OMMT共用后,无卤阻燃EPDM/CR发泡材料的LOI值得到一定程度的提高,HRR和SPR的第二个峰值明显地降低,热稳定性能得到提高,形成了较完整的平整炭渣,并形成了完整、致密和坚硬的镶嵌结构的炭层(即膨胀石墨插入到OMMT形成的“平层-蜂窝”结构中),达到了UL-94的V-1级别。MH与EG和OMMT共用能够带来更优的阻燃性能。其中,5%EG/5%OMMT/5%MH的LOI值达到了29.1%,能够通过UL-94的V-0级别的测试。(4)粒径较小的OMMT有助于EPDM/CR形成更加完善的泡孔结构,而粒径较大的EG会严重损害材料的发泡结构。