具有改进的高温性能的热塑性弹性体制造技术

一种包括工程树脂、热塑性烯烃聚合物与弹性体共聚物的动态硫化合金和工程树脂与合金的相容剂的三组分共混物。该组合物在高温下保持结构完整性并具有良好的拉伸性能、伸长性能和耐流体性能。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于工程热塑性塑料的热塑性弹性体，该弹性体具有改进的高温性能，同时又保持优良的伸长特性。热塑性弹性体一般定义为可按与常规热塑性材料相同的方式加工和再生，但在使用温度下又具有类似于硫化橡胶性能的聚合物或聚合物共混物。塑料与弹性体橡胶的共混物或合金对于生产高性能热塑性弹性体、尤其是用于在各种领域中代替热固性橡胶，已变得越来越重要。既具有热塑性塑料性能又具有弹性体性能的聚合物共混物一般通过将热塑性塑料与弹性体组合物按这样的方式混合制得，即将弹性体作为不连续颗粒相充分并均匀分散于热塑性塑料连续相中。涉及硫化组合物的早期研究发现于US3037954中，该专利公开了静态硫化及动态硫化技术，其中将可硫化弹性体分散于树脂状热塑性聚合物中并在连续混炼和剪切聚合物共混物的同时将弹性体硫化。所得组合物是硫化弹性体如丁基橡胶、氯化丁基橡胶、聚丁二烯或聚异丁烯在未硫化的热塑性聚合物如聚丙烯基质中的微粒凝胶分散体。US5003003涉及聚酰胺树脂与弹性体乙烯-丙烯聚合物的共混物，其中弹性体已被官能化，分散于聚酰胺树脂中后被交联。所得共混物具有改进的拉伸强度，伸长和耐油性。PCT申请公开WO92/02582描述了热塑性工程塑料与C4-7异构单烯烃和对烷基苯乙烯的含卤弹性体共聚物的共混物。该共混物中的弹性体组分可硫化或不硫化。US5238990公开了聚酰胺与接枝聚合物的热塑性共混物，其中接枝聚物是(a)C4-7异构单烯烃和烷基苯乙烯的共聚物或含卤共聚物与(b)不饱和羧酸或其衍生物的反应产物。据说该共混物具有改进的冲击强度，同时保持聚酰胺的高挠曲模量。在US5244961中，公开了一种在金属化合物存在下制备热塑性聚酰胺和C4-7异构单烯烃与对烷基苯乙烯的含卤共聚物的共混物的方法。该共混物具有改进的低温耐冲击性。本专利技术发现，通过将(a)热塑性工程树脂与(b)包括热塑性烯烃聚合物和具有反应性硫化位点的烯烃弹性体的动态硫化合金(DVA)在(c)工程树脂和DVA的相容剂存在下共混，可提供一种具有优良物理性能的热塑性弹性体组合物。这些组合物在高温下保留其结构完整性，并具有良好的拉伸性，伸长和耐流体性。它们可用于高温性能重要的领域，如汽车发动机罩部件。工程树脂用于本专利技术的热塑性工程塑料一般为玻璃化转变温度(Tg)或熔点高于150℃、优选高于200℃的极性无定或半结晶物质。它们可以单独或混合使用，并选自聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚砜、聚内酯、聚缩醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚苯氧(PPO)、聚苯硫(PPS)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂、聚酰亚胺、苯乙烯马来酸酐(SMA)和芳族聚酮，优选的热塑性工程树脂为聚酰胺。更优选的聚酰胺是尼龙6、尼龙6，6、尼龙11、尼龙12及其混合物或共聚物。合适的热塑性聚酰胺(尼龙)包括在聚合物链中具有重复酰胺单元的结晶状或树脂状高分子量固体聚合物(包括二元共聚物和三元聚合物)。聚酰胺可通过聚合一种或多种ε-内酰胺如己内酰胺、吡咯烷酮、ω-十二碳内酰胺和氨基十一内酰胺或氨基酸制备，或通过二元酸与二胺缩聚制备。成纤和模塑级尼龙都是合适的。这些聚酰胺的例子是聚己内酰胺(尼龙6)、聚ω-十二碳内酰胺(尼龙12)、聚己二酰己二胺(尼龙6，6)、聚壬二酰己二胺(尼龙6，9)、聚癸二酰己二胺(尼龙6，10)、聚邻苯二酰己二胺(尼龙6、IP)和11-氨基-十一酸缩聚产物(尼龙11)。合适聚酰胺(尤其是那些软化点低于275℃的)的另一些例子描述于Kirk-othmer，Encyclopedia of ChemicalTechnology，第三版Vol.18，P406-409和Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering，第二版，Vol.11，P445-450中。市购的热塑性聚酰胺也可有利地用于实施本专利技术，其中软化点或熔点为160℃至230℃的线型结晶聚酰胺是优选的。发现提供有用组合物的工程树脂的用量，按包括工程塑料、DVA和相容剂的组合物重量计，通常为约10到约50重量份，更优选为约10至约40重量份。动态硫化合金本专利技术组合物的DVA组分包括热塑性烯烃聚合物和弹性体(橡胶)，这些组分已在硫化剂存在下熔混以动态硫化弹性体。所得DVA是其中分散有微米或亚微米大小弹性体颗料的聚烯烃基料。弹性体在动态硫化过程中须至少部分硫化(交联)，并且优选充分或完全硫化。用于说明书和权利要求中的术语“动态硫化”是指在聚烯烃存在下、在高剪切条件并在温度高于聚烯烃熔点温度下硫化弹性体的方法。这样弹性体同时交联并通常以细颗粒分散于聚烯烃中(尽管共连续相形态或不连续和共连续相形态的混合物也有可能形成)。动态硫化通过在常规混合设备如辊炼机、Banbury混炼机、Brabender混炼机、连续混炼机、混炼挤塑机等中混合这些组分进行。动态硫化组合物的独特性能在于无论弹性体被部分硫化或完全硫化，该组合物仍可用常规加工技术如挤塑、注塑和压塑加工和再加工。边角料和溢料可被利用和再加工。用于说明书和权利要求中的“充分硫化”和“完全硫化”是指要被硫化的弹性体组分已硫化至其中交联橡胶弹性体性能与除了热塑性弹性体处的常规硫化态弹性体性能相似的状态。简而言之，充分硫化是指基本上能够被硫化的所有橡胶组分都已硫化。硫化程度可按凝胶含量，或相反可萃取组分表示。硫化程度还可以交联密度表示。所有这些表述在现有技术中(例如在US5100947和5157081中)都是公知的，这里作为参考全部引入。发现用于本专利技术组合物的DVA量，按包括工程树脂。DVA和相容剂的重量计，通常为约90到约50重量份，更优选约90至约60重量份。热塑性烯烃聚合物适用于本专利技术中的聚烯烃包括非极性的热塑性结晶或半结晶烯烃均聚物和共聚物。它们由具有2至6个碳原子的单烯烃单体如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯等制备。其中乙烯、丙烯及其混合物是优选的。聚乙烯可以是低密度、超低密度或高密度的。术语聚丙烯包括丙烯均聚物和含有约1至约20％(重量)乙烯或4至16个碳原子α-烯烃共聚单体的丙烯反应器共聚物及其混合物。聚丙烯可为通常具有窄Tg范围的等规或间同立构聚丙烯。市购聚烯烃可用于实施本专利技术。发现提供有用DVA组合物的聚烯烃用量，按聚烯烃和弹性体的重量计，通常为约10至约90％(重量)。聚烯烃的优选含量为约10至约50％(重量)。可硫化弹性体适用于本专利技术中的弹性体与热塑性烯烃聚合物相容并具有反应性硫化位点，这些硫化位点既可以是弹性体骨架的整体部分，也可以通过加入官能基团引入。一类优选的弹性体是由C4-7异构烯烃和对烷基苯乙烯的共聚物制备的。这些共聚物更详细地描述于US5162445中，它公开的内容这里作为参考引入。特别优选的弹性体以异丁烯和对甲基苯乙烯的卤化共聚物为代表。乙烯-丙烯(EPR)和聚(乙烯-共聚-丙烯-共聚-二烯)(也称之为EPDM橡胶)弹性体单独或与异构烯烃和对烷基苯乙烯的共聚物相结合在组合物中也显示良好的性能。用于DVA组合物中的烯烃弹性体的量，按聚烯烃和弹性体重量计通常为约90至约10％(重量)。弹性体的含量优选为约90至约50％(重量)。硫化体系在本专利技术组合物中，通常将DVA弹性体组分至少部分硫化或交联。本领域熟炼技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，它包括（ａ）、（ｂ）和（ｃ）的共混物，其中：（ａ）为约１０至约５０重量份的热塑性工程树脂；（ｂ）为约９０至约５０重量份的动态硫化合金，它包括：（ｉ）热塑性烯烃聚合物，和（ｉｉ）具有反应性硫化位点的弹性体共聚物；及 （ｃ）为约２至约３５重量份的（ａ）和（ｂ）的相容剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K文卡塔斯韦姆，
申请(专利权)人：高级弹性体系统两合公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]