【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热塑性硫化橡胶材料领域，进一步地说，是涉及一种热塑性硫化橡胶及其制备方法、应用。
技术介绍
1、动态硫化，指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化，在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合，因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中，从而形成既有传统橡胶的优异弹性又有塑料的良好加工性能的高性能热塑性弹性体，即，热塑性硫化橡胶(tpv)。热塑性硫化橡胶同时具有传统硫化橡胶的高弹性和塑料的可重复加工性能，作为一种绿色环保的新型材料而受到广泛关注。
2、热塑性硫化橡胶多以固态橡胶和塑料为主要原料动态硫化而成；其制备方法通常是将橡胶、塑料、抗氧剂和增容剂熔融混合，然后再加入硫化体系进行动态硫化。在橡胶和塑料的动态共硫化工艺中，橡胶与塑料的黏度相差越大，动态共硫化工艺难度越大，所制备的热塑性硫化橡胶的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等性能越差。因此，为了降低动态共硫化工艺难度、提高热塑性硫化橡胶的拉伸强度、断裂伸长率和硬度性能，通常选择与塑料的黏度相差较小的橡胶作为原料。
3、相对于固体橡胶，液体橡胶与塑料的黏度相差更大。因此，目前基本是选择固体橡胶与塑料动态硫化制备热塑性硫化橡胶；以液体橡胶和塑料为主要原料动态硫化制备热塑性硫化橡胶的相关报道较少。
技术实现思路
1、为了解决液体橡胶与塑料黏度差距过大，所制备的热塑性硫化橡胶存在拉伸强度、断裂伸长率和硬度等性能差的技术问题；本专利技术提供了一种以液体橡胶和塑料为主要原料动态硫化制备热塑性硫化
2、本专利技术的专利技术目的之一在于提供一种热塑性硫化橡胶的制备方法。
3、所述制备方法以液体橡胶、硫化体系、塑料、增容剂和抗氧剂为原料，包括以下步骤：
4、(1)将硫化体系分为两部分，一部分作为硫化体系a，剩余部分为硫化体系b；其中，所述硫化体系a的质量占硫化体系质量的0-20％，优选为5-15％；
5、(2)将所述塑料、增容剂和抗氧剂破碎、混合均匀作为预混物a；
6、(3)将所述硫化体系a与所述液体橡胶混合均匀作为预混物b；
7、(4)将所述预混物a熔融，向熔融态的所述预混物a中加入所述预混物b进行混合，然后加入硫化体系b进行动态硫化，得到热塑性硫化橡胶；
8、其中，所述预混物b、硫化体系b均采用连续进料方式加入熔融态的所述预混物a中。
9、本专利技术的方法创造性地将硫化体系分为两部分，同时将预混物b、硫化体系加料方式限定为连续加料。液体橡胶的黏度与熔融态塑料的黏度差距过大，在混合初期阶段难以获得均匀分散的橡塑预混物；所以，分散不均匀的橡塑预混物直接加入硫化体系时，大颗粒的橡胶相粒子交联，难以破碎，影响动态硫化。但是本专利技术中，由于预混物b包含液体橡胶和硫化体系a(硫化体系中的较少部分)，少量硫化体系可以部分硫化液体橡胶，使得部分液体橡胶开始交联，从而提高了液体橡胶的黏度、橡塑两相的黏度差逐渐减小，使得液体橡胶与熔融态塑料和混合均匀程度越来越高、至完全混合均匀，获得分散均匀的橡塑预混物；此时再加入硫化体系b，则不会出现“大颗粒的橡胶相粒子交联，难以破碎”的现象，可以获得优异的硫化效果。另外，由于预混物b中硫化体系a只占硫化体系的一小部分，不会在橡塑两相完全混匀之前出现液体橡胶完全硫化，也不会出现液体橡胶硫化程度过高导致黏度过高而难以与熔融态塑料混匀的情况；同时通过采用连续加料的方式控制硫化速度，防止硫化速度过快出现局部难度过大、橡塑两相难以混匀的情况。
10、所述制备方法，其步骤(2)可以采用现有任意一种能将塑料、增容剂和抗氧剂破碎的破碎设备，具体的可以使用密炼机。
11、所述制备方法，其步骤(3)可以采用现有任意一种实现液体橡胶与其硫化体系混合的混合设备完成，具体的可以使用双行星混合机。
12、所述制备方法，其步骤(4)可以采用双螺杆挤出设备实现；具体地，可以采用现有任意一种可以用于制备热塑性硫化橡胶的双螺杆挤出机。所述双螺杆挤出设备的温度为180～210℃；所述双螺杆挤出设备的转速为200～800rpm。
13、所述预混物b可以通过液体计量装置加入所述双螺杆挤出设备；所述硫化体系b可以通过液体计量装置加入所述双螺杆挤出设备。所述液体计量装置可以采用现有任意一种具有防止倒灌、耐高温、注射压力足够的液体计量装置；具体地，可以采用液体计量泵。采用液体计量装置可以进行精准定量化加料。
14、所述预混物a的进料速度为80-420kg/h，优选为160-340l/h。
15、所述预混物b进料速度为100-500l/h，优选为200-400l/h。
16、所述硫化体系进料速度为1-60l/h，优选为20-30l/h。
17、所述制备方法可以采用双螺杆挤出设备时，所述预混物a进入所述双螺杆挤出设备的进料口，在所述双螺杆挤出设备的挤出段熔融；所述预混物b进入所述双螺杆挤出设备的挤出段、熔融态预混物a的后方；所述硫化体系b进入双螺杆挤出设备的挤出段、所述预混物b进入位置的后方，优选地，所述硫化体系b进入所述预混物b与熔融态预混物a混合均匀后的位置。双螺杆挤出设备的从前到后的方向为从进料口到出料口的方向。
18、本专利技术采用双螺杆挤出设备的方法中，所述预混物b和硫化体系均是进入双螺杆挤出设备的挤出段，而不是通过进料口加料。与现有采用双螺杆挤出设备的方法中，主要原料均通过进料口加料的加料方式不同。
19、所述预混物a进入所述双螺杆挤出设备的进料口，在所述双螺杆挤出设备的挤出段熔融。所述预混物b进入所述双螺杆挤出设备的挤出段、熔融态预混物a的后方；从此处开始，预混物b与熔融态预混物a开始混合。预混物b与熔融态预混物a开始混合的同时，预混物b中的液体橡胶开始硫化；随着预混物b与熔融态预混物a的向后推进，液体橡胶黏度开始提高、橡塑黏度差降低、橡塑逐渐混合均匀。所述硫化体系b进入所述双螺杆挤出设备的挤出段、所述预混物b进入位置的后方；此时，橡塑已混合均匀，硫化体系b加入后开始动态共硫化。
20、所述液体橡胶选自液体硅橡胶。所述液体硅橡胶选自粘度为1000-200000cst中的至少一种。
21、所述塑料选自聚己内酯。所述聚己内酯的分子量为5000-150000，优选为20000-100000。
22、所述增容剂选自硅烷改性聚氨酯和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。
23、所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂和硫代丙酸酯类抗氧剂中的至少一种，优选选自受阻酚类抗氧剂。所述硫代丙酸酯类抗氧剂可以选自硫代二丙酸双十二烷酯、硫代二丙酸二月桂酯等中的一种以上。
24、所述硫化体系包括含氢硅油、铂催化剂和抑制剂。
25、所述含氢硅油中活泼氢的含量为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热塑性硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法以液体橡胶、塑料、硫化体系、增容剂和抗氧剂为原料，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用双螺杆挤出设备；
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
9.一种热塑性硫化橡胶，其特征在于，所述热塑性硫化橡胶采用如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备而成。
10.一种如权利要求9所述热塑性硫化橡胶在骨折固定、组织工程支架以及亲肤设备领域的应用。
【技术特征摘要】
1.一种热塑性硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法以液体橡胶、塑料、硫化体系、增容剂和抗氧剂为原料，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用双螺杆挤出设备；
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：宁南英，张洪方，田明，于冰，郭业龙，李昕宇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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