一种具有互穿网络结构的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具有互穿网络结构的热塑性弹性体及其制备方法，包含以下组分：乙丙橡胶0‑100份；1,2‑聚丁二烯0‑60份；丙烯聚合物10‑100份；填料0‑100份；增塑剂10‑80份；硫化体系1‑20份；抗氧剂0.1‑5份；防老剂0.5‑6份；其他助剂0‑50份。本发明专利技术制备得到的热塑性弹性体具有三维互穿网络结构，具有优异的力学性能和压缩永久变形低的特点，能够替代传统的EPDM硫化胶和EPDM/PP型TPV，用于汽车密封条，玻璃导槽、内外水切，以及建筑物玻璃墙体密封条等制品中，且工艺简单、成本更低。

A thermoplastic elastomer with interpenetrating network structure and its preparation method

The invention provides a thermoplastic elastomer with interpenetrating network structure and a preparation method thereof, comprising the following components: ethylene propylene rubber 0 \u2011 100 parts; 1,2 \u2011 polybutadiene 0 \u2011 60 parts; propylene polymer 10 \u2011 100 parts; filler 0 \u2011 100 parts; plasticizer 10 \u2011 80 parts; curing system 1 \u2011 20 parts; antioxidant 0.1 \u2011 5 parts; antioxidant 0.5 \u2011 6 parts; other additives 0 \u2011 50 parts. The thermoplastic elastomer prepared by the invention has three-dimensional interpenetrating network structure, excellent mechanical properties and low compression permanent deformation, can replace the traditional EPDM vulcanizate and EPDM / PP TPV, and is used in automobile sealing strip, glass guide groove, internal and external water cutting, building glass wall sealing strip and other products, and has simple process and lower cost.

【技术实现步骤摘要】
一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体及其制备方法。
技术介绍
动态硫化热塑性弹性体(TPV)是橡胶相和塑料相在硫化体系存在的条件下，经过高温、高剪切的作用，形成“海-岛”结构，橡胶均匀地分散在塑料相中。在常温条件下，TPV具有橡胶的弹性性能和塑料的强力性能，在高温条件可以采用塑料的加工工艺进行重复加工，相对于传统热固性硫化橡胶，TPV具有可重复加工利用，加工工艺简单的优点，在汽车、建筑、电器件等领域得到广泛应用。由三元乙丙橡胶(EPDM)和聚丙烯(PP)经动态硫化制备的热塑性弹性体，不仅能够有效改善聚丙烯的低温脆性和耐冲击性，同时也能有效提高三元乙丙橡胶的抗撕裂性能，且两者结构上相似性好，溶解参数相近，相容性好，动态硫化工艺简单，是目前广泛工业化应用的动态硫化热塑性弹性体，在汽车、建筑、电器，尤其是汽车(约占其产量的45％)等领域得到广泛的应用。目前，在汽车领域中，TPV主要用于汽车的密封条、衬垫等，这类制品对TPV的压缩永久变形、力学性能提出更高的要求。TPV的压缩永久变形与橡胶相的压缩永久变形有关，而硫化胶的压缩永久变形与交联密度及交联网络结构的热稳定性有关。一般条件下，交联密度越大，交联结构的热稳定性越好，硫化胶的高温压缩永久变形就越小，因此改善橡胶的压缩永久变形是降低TPV压缩永久变形的方法之一。传统的EPDM/PP型TPV存在着一定的缺陷，压缩永久变形大、力学性能差，限制其大规模的应用。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中EPDM/PP型TPV压缩永久变形大、力学性能不高的问题，提供一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体及其制备方法，该热塑性弹性体压缩永久变形小、力学性能优异、成本更低。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体，包含以下组分：优选地，所述乙丙橡胶为由乙烯、丙烯共聚制备而成的二元乙丙橡胶或者由乙烯、丙烯和第三单体共聚制备而成的三元乙丙橡胶，或为所述二元乙丙橡胶与所述三元乙丙橡胶的混合物优选地，所述由乙烯、丙烯共聚制备的二元乙丙橡胶，其中乙烯质量含量为20％-75％，所述二元乙丙橡胶的门尼粘度[ML1+4(125℃)]为15-140。优选地，所述由乙烯、丙烯和第三单体共聚制备成的三元乙丙橡胶EPDM，其中乙烯含量为15％-75％，门尼粘度[ML1+4(125℃)]为15-140。第三单体为亚乙基降冰片烯、双环戊二烯或1,4-己二烯；第三单体为亚乙基降冰片烯时，质量含量为0.3％-15％。优选地，所述1,2-聚丁二烯数均分子量为600-450000。由于存在侧链乙烯基，它又含有3种链接方式：(1)无规立构，(2)全同立构，(3)间同立构。进一步地优选地，所述1,2-聚丁二烯为全同和间同结构，其中乙烯基含量在10％-100％。优选地，所述丙烯聚合物为聚丙烯均聚物、聚丙烯的共聚物、乙烯-丙烯的无规共聚物、乙烯-丙烯的嵌段共聚物，丙烯-辛烯的无规共聚物、丙烯-辛烯的嵌段共聚物中的一种或者几种，其熔融指数为0.1-60g/10min。优选地，所述填料为纳米粘土、炭黑、白炭黑、石墨烯、碳酸钙、滑石粉、陶土、二氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡、石墨粉、云母粉、立德粉、氧化锌、二氧化钼、硅酸钙、煤干粉、短纤维、硫化胶粉中的一种或者几种。优选地，所述硫化体系由硫化剂和助硫化剂组成。所述硫化剂为硫磺、不溶性硫磺、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、1,3-双叔丁基过氧异丙基苯、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、1,1-二叔丁基过氧基-3,3，5-三甲基环己烷、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、4,4-双(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、1,3-双(2-叔丁基过氧异丙基)苯、对叔丁基苯酚甲醛树脂、对叔辛基苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、溴化辛烯苯酚甲醛树脂、溴化叔基苯酚甲醛树脂中的一种或者几种；所述助硫化剂为氧化锌、硬脂酸、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-双亚糠基丙酮，偏苯三酸三烯丙酯、氯化亚锡中的一种或者几种。优选地，所述增塑剂为环烷油、石蜡油(白油)、环芳烃油、凡士林、石油树脂的一种或者几种，进一步优选为环烷油和石蜡油。所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂264、抗氧剂2246、抗氧剂425、抗氧剂168、抗氧剂1330、复合抗氧剂B225、复合抗氧剂B1171的一种或者几种。所述防老剂为防老剂4020、防老剂4010、防老剂4030、防老剂4050、防老剂H、2-巯基苯并咪唑(MB)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(RD)、9,9-二甲基吖啶(BLE)和N-苯基-β-萘胺(D)中的一种或者几种。所述其他助剂，包括赋予热塑性弹性特定性能的市场上常用助剂，包括阻燃剂、发泡剂、耐磨剂等。本专利技术中具有互穿网络结构的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：(1)将密炼机的转速设定50转/min，初始温度设定为45℃，将乙丙橡胶和1,2-聚丁二烯加入到密炼机混炼一定时间后，加入防老剂混炼一定时间后，加入填料混合一定时间排胶，然后加入到单螺杆挤出机中进行挤出造粒；(2)将步骤(1)中的母料颗粒和丙烯聚合物、硫化体系、抗氧剂放入高速混合器中进行预混合，混合后的物料加入到双螺杆挤出机中进行动态硫化挤出造粒，将增塑剂通过液体计量泵在双螺杆挤出机的塑化段加入到挤出机中，双螺杆挤出的转速为120-450转/min，各温度段的温度设定在140-220℃。本专利技术的有益效果是：1)动态硫化过程中，乙丙橡胶在硫化剂作用能够形成交联网络，1,2聚丁二烯在硫化剂的作用下也能成交联网络，同时由于1，2聚丁二烯中乙烯基含量很高，动态硫化的过程中，乙烯基上氢原子脱去与脱去氢原子的乙丙橡胶交联，从而在乙丙橡胶大分子链中间生成大分子桥键，因此1,2聚丁二烯自身交联的同时，在乙丙橡胶网络形成乙丙橡胶的交联桥键，从而形成互穿的交联网络，提高橡胶相的强力性能和降低橡胶相压缩永久变形。此外，由于1,2聚丁二烯乙烯基含量高，导致其分子链旋转半径相对小，从而减小橡胶相大分子链之间的相互缠绕和提高交联键含量，最终橡胶相凝胶含量的上升，提高了橡胶相回弹性，改善TPV的压缩永久变形。因此，所制备得到的动态硫化热塑性弹性体中，橡胶相具有三维互穿网络结构，具有优异的力学性能和压缩永久变形低的特点，能够替代传统的EPDM硫化胶和EPDM/PP型TPV，用于汽车密封条，玻璃导槽、内外水切，以及建筑物玻璃墙体密封条等制品中。2)采用三元动态硫化工艺制备出动态硫化热塑性弹性体，工艺简单、成本更低。具体实施方式为克服现有技术中EPDM/PP型TPV压缩永久变形大、力学性能不高的问题，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，包含以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，包含以下组分：





2.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述乙丙橡胶为由乙烯、丙烯共聚制备而成的二元乙丙橡胶或者由乙烯、丙烯和第三单体共聚制备而成的三元乙丙橡胶，或为所述二元乙丙橡胶与所述三元乙丙橡胶的混合物；所述二元乙丙橡胶中，乙烯的质量含量为20-75％，门尼粘度[ML1+4(125℃)]为15-140；所三元乙丙橡胶中，乙烯的质量含量为15-75％，门尼粘度[ML1+4(125℃)]为15-140；第三单体为亚乙基降冰片烯、双环戊二烯或1,4-己二烯。


3.根据权利要求2所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述第三单体为亚乙基降冰片烯，质量含量为0.3％-15％。


4.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的，其特征在于，所述1,2-聚丁二烯数均分子量为600-450000。


5.根据权利要求4所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述1,2-聚丁二烯为全同和间同结构，其中乙烯基含量为10％-100％。


6.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述丙烯聚合物为聚丙烯均聚物、聚丙烯的共聚物、乙烯-丙烯的无规共聚物、乙烯-丙烯的嵌段共聚物，丙烯-辛烯的无规共聚物、丙烯-辛烯的嵌段共聚物中的一种或者几种，其熔融指数为0.1-60g/10min。


7.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述填料为纳米粘土、炭黑、白炭黑、石墨烯、碳酸钙、滑石粉、陶土、二氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡、石墨粉、云母粉、立德粉、氧化锌、二氧化钼、硅酸钙、煤干粉、短纤维、硫化胶粉中的一种或者几种。


8.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的热塑性弹性体，其特征在于，所述硫化体系由硫化剂和助硫化剂组成；
所述硫化剂为硫磺、不溶性硫磺、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2,5-二甲基-2,5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国杰，马访中，汪杨，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：淮安瑞祥新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32