一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料及其制备方法，属于高分子合金材料技术领域。其中，该聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的原料按重量份包括：顺丁橡胶：50～90份、聚乙烯：10～50份、氯化聚乙烯：10～20份、吸酸剂：5～10份、活化剂：2～5份、硫化促进剂：0.5～1份、硫化剂：0.1～0.5份、抗氧化剂：1～5份、填料：10～30份、增塑剂：5～20份。本发明专利技术还提供了上述聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的制备方法。本发明专利技术提供的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，具有良好的物理机械性能、耐腐蚀性能和抗老化性能，从而能够用于加工制备型材或管材。

A Polyethylene/Cis-Butadiene Rubber Alloy Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料及其制备方法，尤其涉及一种抗老化、耐化学腐蚀的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的配方及制备工艺，属于高分子合金材料

技术介绍
高分子合金材料是由两种或两种以上的高分子材料，比如树脂与树脂、树脂与橡胶、树脂与热塑性弹性体，在熔融状态下，经共混和机械剪切力作用，使部分高聚物断链、接枝或嵌段，亦或是基团与链段交换，从而形成的一类宏观上均相、微观上分相的复合体系。顺丁橡胶和聚乙烯都是大规模合成的高分子化学产品，在工程建筑领域、交通运输领域以及农业生产领域等均有着广泛的应用。但是，由于分子结构的限制，顺丁橡胶和聚乙烯与填料的结合能力差异很大，导致二者并用时极易出现界面分离的问题，进而造成了聚乙烯/顺丁橡胶高分子合金材料普遍存在物理机械性能较差，同时耐腐蚀性和抗老化性都不佳的问题。因此，目前市场上的高分子合金制品，多是采用聚丙烯/顺丁橡胶合金材料、聚苯乙烯/顺丁橡胶合金材料等加工而成，而聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的产品则非常少见。聚乙烯/顺丁橡胶合金产品的缺失限制了我国高分子合金制品的应用，也给高性能、高附加值的高分子合金衍生产品的推广和应用带来了巨大的技术桎梏。因此，如何提供一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的配方及制备工艺，使其具有良好物理机械性能，以及具有良好耐腐蚀性和抗老化性，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，通过合理设置其原料及配比，使得到的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料具有良好的物理机械性能，以及良好的耐腐蚀性和抗老化性。本专利技术还提供了上述聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的制备方法，该制备方法能够进一步保证聚乙烯/顺丁橡胶合金材料具有良好的物理机械性能、耐腐蚀性和耐老化性。本专利技术所提供的一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其原料按重量份包括：顺丁橡胶：50～90份、聚乙烯：10～50份、氯化聚乙烯：10～20份、吸酸剂：5～10份、活化剂：2～5份、硫化促进剂：0.5～1份、硫化剂：0.1～0.5份、抗氧化剂：1～5份、填料：10～30份、增塑剂：5～20份。作为聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的基础原料组分，顺丁橡胶，又称为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶，是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95％以上。本专利技术中所用的顺丁橡胶，具体可以为高顺-1,4-聚丁二烯橡胶，即顺丁橡胶中顺-1,4-丁二烯的结构含量超过95％，比如可达到96％～98％，并且，顺丁橡胶的数均分子量()为80,000～120,000、分子量分布指数(即重均分子量与数均分子量的比值，下同)为2～5。聚乙烯也是聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的基础原料组分。在本专利技术具体实施过程中，所用的聚乙烯的数均分子量具体可以为50,000～60,000、分子量分布指数为1～2。氯化聚乙烯(CPE)是由高密度或低密度聚乙烯经氯化制备的弹性体。在本专利技术具体实施过程中，所用的氯化聚乙烯的数均分子量为30,000～40,000、分子量分布指数为5～6、氯含量为20％～40％。适当提高聚乙烯和/或氯化聚乙烯的用量对于提高聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的性能是有利的，尤其对于进一步改善耐酸、耐碱、耐有机溶剂腐蚀性能，在本专利技术具体实施过程中，通常控制原料中聚乙烯与氯化聚乙烯质量之和与顺丁橡胶的质量比为(0.75～1.25)：1。吸酸剂用于消除烯烃聚合过程中产生的酸性物质，本专利技术所用的吸酸剂，可以是目前高分子合金材料制备过程中常用的吸酸剂，比如可以是氧化镁、氧化钙、氧化铅、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。在本专利技术具体实施过程中，一般氧化镁或氢氧化镁作为吸酸剂。本专利技术所采用的活化剂，可以是目前高分子合金材料制备过程中常用的活化剂，比如可以是氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的一种或多种。在本专利技术具体实施过程中，所用的活化剂为氧化锌或硬脂酸锌。硫化促进剂简称为促进剂，作用在于缩短硫化时间、降低硫化温度，并能够提高橡胶的物理机械性能等。具体的，本专利技术所用的硫化促进剂可商购，也可自行制备，一般为目前常用的有机促进剂商品，比如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)，N,N'-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)中的一种或多种。在本专利技术具体实施过程中，所用的硫化促进剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。硫化剂用于促进橡胶分子链之间发生交联反应，使线形分子形成立体网状结构。具体的，本专利技术中所用的硫化机可以是橡胶加工过程中常用的硫化机，比如过氧化二异丙苯(即俗称的硫化剂DCP)、过氧化苯甲酰(即俗称的引发剂BPO)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(即俗称的双-25)、硫化剂TCY、过氧化月桂酰(LPO)、4,4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯(即俗称的引发剂LQ-VA)和过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己酯)(TBCP)中的一种或多种。在本专利技术具体实施过程中，所用的硫化剂可选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷中的一种或多种，比如过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。抗化氧剂可用于延缓或抑制聚合物氧化过程的进行。本专利技术所采用的抗氧化剂，可以是目前高分子合金材料制备过程中常用的抗氧化剂产品，比如四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即俗称的抗氧剂1010)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(即俗称的抗氧剂2246)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(即俗称的抗氧剂1076)、N-苯基-α-萘胺(即俗称的抗氧剂A)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(即俗称的抗氧剂RD)和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚(即俗称的抗氧剂1520)中的一种或几种。在本专利技术具体实施过程中，所用的抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。填料主要起补强和填充作用。本专利技术中所用的填料，可以是目前高分子合金材料制备过程中常用的填料，比如炭黑，以及碳酸钙、陶土、硫酸钡和滑石粉等。在本专利技术具体实施过程中，可选用目前较为常见的商业化填料产品，比如碳黑N330，碳黑N660、碳黑N550、碳黑N774、白碳黑Si-175和轻质碳酸钙中的一种或几种。本专利技术中所采用的增塑剂，可以是石蜡、氯化石蜡、聚乙烯蜡，石蜡油，环烷油，芳烃油中的一种或几种。其中，环烷油是以环烷烃为主要组份的混合物，其主要特征是分子中有一个或多个饱和环状碳链，外观呈油状液体，所以称为环烷油，也可称为环烷基油；芳烃油也称芳香烃或芳烃，是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物，它是石油化工的基本产品和基础原料之一，主要包括苯、甲苯和二甲苯、乙苯等；氯化石蜡可以选自目前商业化的氯化石蜡产品，比如氯化石蜡-50、氯化石蜡-70等。在本专利技术具体实施过程中，可选择石蜡或聚乙烯蜡作为增塑剂。上述聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，可以采用目前高分子合金材料常用的制备方法制得，比如采用挤出注塑成型工艺。在本专利技术具体实施过程中，是采用了混炼工艺。本专利技术还提供一种上述聚乙烯/顺丁橡胶合金材料的制备方法，包括如下步骤：将所有组分按比例混合，然后经混炼、排胶和成型，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其特征在于，其原料按重量份包括：顺丁橡胶：50～90份、聚乙烯：10～50份、氯化聚乙烯：10～20份、吸酸剂：5～10份、活化剂：2～5份、硫化促进剂：0.5～1份、硫化剂：0.1～0.5份、抗氧化剂：1～5份、填料：10～30份、增塑剂：5～20份。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其特征在于，其原料按重量份包括：顺丁橡胶：50～90份、聚乙烯：10～50份、氯化聚乙烯：10～20份、吸酸剂：5～10份、活化剂：2～5份、硫化促进剂：0.5～1份、硫化剂：0.1～0.5份、抗氧化剂：1～5份、填料：10～30份、增塑剂：5～20份。2.根据权利要求1所述的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其特征在于，所述顺丁橡胶为高顺-1,4-聚丁二烯橡胶，所述顺丁橡胶的数均分子量为80,000～120,000、分子量分布指数为2～5。3.根据权利要求1所述的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其特征在于，所述聚乙烯的数均分子量为50,000～60,000、分子量分布指数为1～2。4.根据权利要求1所述的聚乙烯/顺丁橡胶合金材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯的数均分子量为30,000～40,000、分子量分布指数为5～6、氯含量为20～40％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广明，韩明哲，闫蓉，杨亮，詹续芹，韩艳，宋玉萍，姜彩鹏，费宇晶，李洪波，赵泽鹏，黄权经，刘玉兰，于琦洲，张学全，胡雁鸣，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11