一种全硫化聚烯烃热塑性弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种全硫化聚烯烃热塑性弹性体及其制备方法。用普通橡塑共混的方法将粒径不大于１μｍ的具有交联结构的橡胶粒子和聚烯烃塑料共混，由此而制得橡胶相的粒径及凝胶含量可控性好、机械性能良好的全硫化聚烯烃热塑性弹性体。该热塑性弹性体具有较高的白度值，易于制成浅色及其它色彩的制品。本发明专利技术的制备方法工艺简单、设备成本低、工艺条件易于控制、适用于工业化大批量生产的要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热塑性弹性体，进一步的说，本专利技术涉及一种全硫化聚烯烃热塑性弹性体和这种全硫化聚烯烃热塑性弹性体的制备方法。全硫化热塑性弹性体是八十年代发展的新型材料，是由弹性体与刚性塑料在一定的条件下，通过机械共混的方法来制备的。它兼有塑料和橡胶特性在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型。全硫化热塑性弹性体在相态上是完全交联了的橡胶相分散在塑料基质中。由于橡胶相已经交联，所以全硫化热塑性弹性体的强度、弹性、耐热性及抗压缩永久变形性都比未交联的热塑性弹性体要有很大的提高。同时，耐化学品以及加工稳定性有明显改善，而且橡塑共混比可在较大范围内变更，使材料在性能上有更大的调节余地。在现有技术中全硫化热塑性弹性体是用动态硫化法来制备的。如文献科技期刊《合成橡胶工业》，1986年5期361～364页，“动态全硫化乙丙橡胶/聚烯烃共混热塑性弹性体”；科技期刊《化工进展》，1987年5期16～19页，“聚烯烃型全硫化热塑性弹性体的发展”；G.霍尔登、N.R.莱格、R.夸克及H.E.斯罗德主编，“热塑性弹性体”，化学工业出版社，101～127页、151～186页(2000年)；朱玉俊编著，“弹性体的力学改性”，北京科学技术出版社，335～395页(1992年)所述的所谓动态硫化法是指橡胶与塑料共混时，借助硫化剂和强烈的剪切应力作用进行硫化反应的过程，其技术关键是在硫化尚未结束之前混合不能停止，并且要有足够的硫化剂用量以保证橡胶能够完全硫化。传统的动态硫化法是在共混的过程中对橡胶相进行完全硫化，对硫化剂、共混温度、剪切速率、共混时间及相互间的配合等都有很高的要求，生产工艺比较复杂，不好控制橡胶相的平均粒径及交联度；该方法需要特殊的适用于动态硫化法的共混设备，所以该法的生产成本很高。几乎不可能制备饱和橡胶型(如硅橡胶等)全硫化热塑性弹性体。全硫化聚烯烃类热塑性弹性体属于热塑性弹性体的一大类，常用于汽车、电线电缆、机械等领域的制品。这类全硫化热塑性弹性体通常是通过动态硫化法制备的。如上所述，动态硫化法具有其自身的一些不足，比如需要特殊共混设备、设备投资高、橡胶相的粒径与凝胶含量等不易控制等。而且通过动态硫化法得到的全硫化聚烯烃热塑性弹性体带有颜色，不易制成浅色制品，也不易染成其它颜色。本专利技术的目的是为了提供一种全硫化聚烯烃热塑性弹性体，其橡胶相的粒径与凝胶含量可控性好，具有良好的机械性能。尤其具有较高的白度值，易于制成浅色制品，也易于染色而制成其它颜色的制品。本专利技术的另一个目的是提供一种制备所述全硫化聚烯烃热塑性弹性体的较为简便的方法。该方法不同于动态硫化法，其使用通用的橡塑共混设备而不需要特殊的共混设备，工艺简单，工艺条件易于控制，对于橡胶相的粒径和交联度可控性好。本专利技术的全硫化聚烯烃热塑性弹性体是这样实现的本专利技术的全硫化聚烯烃热塑性弹性体是包括聚烯烃塑料和橡胶组分共混而得。橡胶组分和聚烯烃塑料的重量比为30∶70～75∶25，优选50∶50-75∶25。其中橡胶组分为具有交联结构的橡胶粒子。该种橡胶粒子优选为均相结构，其平均粒径为0.02μm～1μm，优选为0.05μm～0.5μm，更优为0.05μm～0.3μm。该种全硫化聚烯烃热塑性弹性体具有良好的机械性能及较高的白度值。在本专利技术的全硫化聚烯烃热塑性弹性体中，作为分散相的橡胶粒子优先选用与聚烯烃塑料相容性好的橡胶，其包括以下橡胶的至少一种天然橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶或硅橡胶等。该种橡胶粒子的凝胶含量为60％重量或更高、优选为80％重量或更高。以上所述的有交联结构的橡胶粒子优选为按照本申请人于1999年12月3日提交的中国专利申请99125530.5所制备的全硫化粉末橡胶。在制备过程中优先选用与聚烯烃塑料相容性好的全硫化粉末橡胶，其可包括以下全硫化粉末橡胶的至少一种全硫化粉末天然橡胶、全硫化粉末丁苯橡胶、全硫化粉末聚丁二烯橡胶或全硫化粉末硅橡胶等。该种全硫化粉末橡胶是指凝胶含量达60％重量或更高，更优为75％重量或更高，干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉。该粉末橡胶的粒径为0.02μm～2μm，优选为0.03μm～1.5μm，更优为0.05μm～0.5μm。该全硫化粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的。以上所述的橡胶粒子还可以采用按照本申请人于2000年11月3日提交的中国专利申请00130386.4所制备的交联型粉末橡胶。在制备过程中优先选用与聚苯乙烯相容性好的交联型粉末橡胶，其包括以下交联型粉末橡胶的至少一种交联型粉末丁苯橡胶或交联型粉末聚丁二烯橡胶等。该种交联型粉末橡胶是一种以交联型合成橡胶乳液为原料，经干燥得到的粉末橡胶。这种交联型粉末橡胶不需加入隔离剂即可自由流动。其粒径为0.05μm～0.3μm。其凝胶含量与作为原料的交联型合成橡胶乳液的凝胶含量保持一致，为80％重量或更高，优选为85％重量或更高。该交联型粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。作为本专利技术全硫化聚烯烃热塑性弹性体的主体塑料的聚烯烃塑料，包括聚烯烃塑料的均聚物、共聚物和聚烯烃塑料的共混物等。优选为以下物质中的至少一种聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯或聚乙烯共聚物等。本专利技术全硫化聚烯烃热塑性弹性体的制备方法是利用橡塑加工中通常的共混法，将橡胶组分与聚烯烃塑料通过橡塑共混设备熔融共混造粒而制得全硫化聚烯烃热塑性弹性体。橡胶组分与聚烯烃塑料的重量比为30∶70～75∶25，其优选为50∶50～75∶25。其中橡胶组分为具有交联结构的橡胶粒子。该种橡胶粒子优选为均相结构，其平均粒径为0.02μm～1μm，优选为0.05μm～0.5μm，更优为0.05μm～0.3μm。作为本专利技术的全硫化聚烯烃热塑性弹性体分散相的具有交联结构的橡胶粒子优选为均相结构，其凝胶含量在60％重量或更高，优选80％重量或更高。由此制备的全硫化聚烯烃热塑性弹性体中橡胶相的凝胶含量即为该种具有交联结构的橡胶粒子本身的凝胶含量。本专利技术的制备方法中具有交联结构的橡胶粒子是按照本申请人于1999年12月3日提交的中国专利申请99125530.5所制备的全硫化粉末橡胶。在制备过程中优先选用与聚烯烃塑料相容性好的全硫化粉末橡胶，其可包括以下全硫化粉末橡胶的至少一种全硫化粉末天然橡胶、全硫化粉末丁苯橡胶、全硫化粉末聚丁二烯橡胶或全硫化粉末硅橡胶等。该种全硫化粉末橡胶是指凝胶含量达60％重量或更高，更优为75％重量或更高，干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉。该粉末橡胶的粒径为0.02μm～2μm，优选为0.03μm～1.5μm，更优为0.05μm～0.5μm。该全硫化粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的。以上所述的橡胶粒子还可以采用按照本申请人于2000年11月3日提交的中国专利申请00130386.4所制备的交联型粉末橡胶。在制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全硫化聚烯烃热塑性弹性体，是包括聚烯烃塑料和橡胶组分共混而得，橡胶组分和聚烯烃塑料的重量比为３０∶７０～７５∶２５，其中橡胶组分为平均粒径为０．０２μｍ～１μｍ的具有交联结构的橡胶粒子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓红，乔金梁，高建明，刘轶群，宋志海，黄帆，魏根栓，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]