專利名稱：納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體及其制備方法，屬于高分子材料制 備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體是快速發(fā)展的一種環(huán)保新材料，其優(yōu)點(diǎn)是 1、兼具傳統(tǒng)橡膠的高彈性能和聚丙烯樹(shù)脂的熱塑加工性能。2、能夠利用現(xiàn)有的樹(shù)脂加工設(shè) 備和加工方法(如壓延、注射、吹塑等)進(jìn)行橡膠制品制造。3、能夠像樹(shù)脂一樣實(shí)行多次加 工并被回收和再利用，可極大地滿足低能耗加工、多樣化加工、精密加工、可重復(fù)加工的要 求。因此，三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體是橡膠發(fā)展的重要方向，也是解決橡膠加工 和橡膠回收再利用的最好途徑。美國(guó)蒙山都(Monsanto)公司是最早獲得三元乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性 體專利的公司(如美國(guó)專利US4311628、US4594390及US4130535等)，中國(guó)發(fā)明專利 ZL91109976. X和ZL200610096995. 1也涉及到通用的三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體 及制備技術(shù)，但是，由上述技術(shù)生產(chǎn)出的工業(yè)化熱塑性彈性體產(chǎn)品的硬度一般大于50A，原 因是低于50A的彈性體的耐撕裂強(qiáng)度太差，而沒(méi)有應(yīng)用的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體及其制備方法，目的是解決當(dāng)彈性 體的硬度低于50A時(shí)，撕裂強(qiáng)度差的問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一種技術(shù)方案是一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性 彈性體，原料配方主要由下列重量份的材料組成三元乙丙橡膠30 -- 50 份；
聚丙烯10 -- 30 份；
納米碳酸鈣1 10份；
橡膠油30 -- 60 份；
交聯(lián)劑0. 2 2. 0份
交聯(lián)助劑0. 2 2. 0份其中，所述交聯(lián)劑選自下列化合物中的一種2，5-雙(特丁基過(guò)氧化)_2，5- 二甲基-3-己炔；2，5-雙(特丁基過(guò)氧化)_2，5-二甲基己烷；過(guò)氧化二異丙苯(DCP ；dicumyl peroxide)；叔丁基過(guò)氧化異丙基碳酸酯；叔丁基異丙苯過(guò)氧化物；雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯(BIPB)包括1，3_雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯和1， 4-雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯；
4
所述交聯(lián)助劑選自下列化合物中的一種二笨甲烷雙馬來(lái)酰亞胺；
1,6-己二醇雙丙烯酸酯；N, N’ -間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案是一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性 彈性體的制備方法，按照重量份將原料準(zhǔn)備好后，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加工，雙螺桿擠 出機(jī)的參數(shù)為長(zhǎng)徑比為38 58，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘 500轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為140°C 200 "C。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述三元乙丙橡膠由三種單體經(jīng)共聚反應(yīng)制成，第一單體為乙烯， 其重量含量為三種單體總重量的50% 75% ；第二單體為丙烯，其重量含量為三種單體總 重量的20% 35% ；第三單體為乙叉降冰片烯或者乙烯降冰片烯，其重量含量為三種單體 總重量的2 0Z0 10% ；所述三元乙丙橡膠的門(mén)尼粘度(ML 1+4，125 °C )為20 100。2、上述方案中，所述聚丙烯是均聚聚丙烯、或者乙烯和丙烯共聚聚丙烯，其熔融指 數(shù)為0. 2 30. 0。3、上述方案中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為30 50nm，其比表面積大于30m2/ g°4、上述方案中，所述橡膠油是白油、石蠟基橡膠油或環(huán)烷基橡膠油，其在40°C條件 下的運(yùn)動(dòng)粘度為40mm2/s 200mm2/S。橡膠油可以改善膠料塑性、降低粘度、分散填充劑使 之易于混合。可以選用中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司的KN系列環(huán)烷基橡膠油和KP系列石蠟基橡膠 油。5、上述方案中，所述原料配方中還含有0. 1 1. 5重量份的抗氧劑，所述抗氧劑選 擇下列化合物中的至少一種四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；3，3’ -硫代丙酸月桂酸酯；亞磷酸三(2，4- 二叔丁基)。6、上述方案中，原料配方中還包含0. 1 1. 5重量份的抗紫外線劑，所述抗紫外線 劑選擇下列化合物中的至少一種2-(2，-羥基-3，，5，- 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；2_(2，-羥基-3，-叔丁基-5，-甲基苯基)_5_氯代苯并三唑；2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮；2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮。7、上述方案中，門(mén)尼粘度是衡量橡膠平均分子量及可塑性的一個(gè)指標(biāo)，門(mén)尼粘度 用門(mén)尼粘度計(jì)測(cè)量。門(mén)尼粘度計(jì)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子，以恒定的轉(zhuǎn)速(一般2轉(zhuǎn)/分)，在試樣 中轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所受到的剪切阻力大小與試樣在硫化過(guò)程中的粘度變化有關(guān)，可通過(guò)測(cè) 力裝置顯示在以門(mén)尼為單位的刻度盤(pán)上，以相同時(shí)間間隔讀取數(shù)值可作出門(mén)尼硫化曲線。 門(mén)尼粘度的單位為(Z1+4，125°C)，按照GB 1232標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，門(mén)尼(轉(zhuǎn)動(dòng))粘度以符號(hào)Z125°C 1+4表示。其中Z表示轉(zhuǎn)動(dòng)粘度值；1表示預(yù)熱時(shí)間為Imin ；4表示轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為4min ；125°C表示試驗(yàn)溫度為125°C，習(xí)慣上常以ML125°C 1+4表示門(mén)尼粘度(GB/T 1233-2008《未硫化 橡膠初期硫化特性的測(cè)定用圓盤(pán)剪切黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定》)。8、上述方案中，硬度是物質(zhì)受壓變形程度或抗刺穿能力的一種物理度量方式。硬 度常用邵氏(也叫肖氏，邵爾，英文SHORE)、洛氏和布氏三種標(biāo)示方法。邵氏硬度一般用于 橡膠類材料上。邵氏硬度的測(cè)試方法用邵氏硬度計(jì)插入被測(cè)材料，表盤(pán)上的指針通過(guò)彈簧 與一個(gè)刺針相連，用針刺入被測(cè)物表面，表盤(pán)上所顯示的數(shù)值即為硬度值。邵氏硬度的描述 方法分A、D兩種，分別代表不同的硬度范圍，90度以下的用邵氏A硬度計(jì)測(cè)試，并得出數(shù)據(jù)， 90度及以上用邵氏D硬度計(jì)測(cè)試并得出數(shù)據(jù)。9、上述方案中，在國(guó)際單位制中，運(yùn)動(dòng)粘度單位為斯，即每秒平方米(m2/S)，實(shí)際 測(cè)定中常用厘斯(est)，表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即lest = lmm2/S)。運(yùn)動(dòng)粘度 廣泛用于測(cè)定噴氣燃料油、柴油、潤(rùn)滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品、使用后的潤(rùn)滑油、 原油等的粘度，運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定采用逆流法。10、上述方案中，熔融指數(shù)(Melting Index, MI)熱塑性塑料在一定溫度和壓力 下，熔體在十分鐘內(nèi)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值，以(g/lOmin)來(lái)表示。其測(cè)量時(shí)是在國(guó)標(biāo)的 溫度條件下進(jìn)行。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明制得的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體可以顯著提高彈性體材料的撕裂強(qiáng) 度，使得硬度低達(dá)30A的三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的撕裂強(qiáng)度大于ΙΟΚΝ/m，從而 擴(kuò)大了三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的應(yīng)用范圍。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述本發(fā)明所提出的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體的主要物理機(jī)械性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如 下硬度(邵氏)(ASTMD2240) 30A 50A拉伸強(qiáng)度(ASTMD412) 2. 0 5. OMpa伸長(zhǎng)率(ASTMD412) 300% 700%撕裂強(qiáng)度(ASTMD624) 10. 0 20. OKN/m實(shí)施例一 六一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體及其制備方法(1)、實(shí)施例一 六的原料配方如下表
權(quán)利要求
一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于原料配方主要由下列重量份的材料組成三元乙丙橡膠30～50份；聚丙烯 10～30份；納米碳酸鈣 1～10份；橡膠油 30～60份；交聯(lián)劑 0.2～2.0份；交聯(lián)助劑0.2～2.0份；其中，所述交聯(lián)劑選自下列化合物中的一種2，5 雙(特丁基過(guò)氧化) 2，5 二甲基 3 己炔；2，5 雙(特丁基過(guò)氧化) 2，5 二甲基己烷；過(guò)氧化二異丙苯；叔丁基過(guò)氧化異丙基碳酸酯；叔丁基異丙苯過(guò)氧化物；雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯；所述交聯(lián)助劑選自下列化合物中的一種二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺；1，6 己二醇雙丙烯酸酯；N，N’ 間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于所述三元乙 丙橡膠由三種單體經(jīng)共聚反應(yīng)制成，第一單體為乙烯，其重量含量為三種單體總重量的 50% 75% ；第二單體為丙烯，其重量含量為三種單體總重量的20% 35% ；第三單體為 乙叉降冰片烯或者乙烯降冰片烯，其重量含量為三種單體總重量的2% 10%;所述三元乙 丙橡膠的門(mén)尼粘度為20 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于所述聚丙烯是 均聚聚丙烯、或者乙烯和丙烯共聚聚丙烯，其熔融指數(shù)為0. 2 30. 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于所述納米碳酸 鈣的平均粒徑為30 50nm，其比表面積大于30m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于所述橡膠油是 白油、石蠟基橡膠油或環(huán)烷基橡膠油，其在40°C條件下的運(yùn)動(dòng)粘度為40mm2/S 200mm2/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于所述原料配方 中還含有0. 1 1. 5重量份的抗氧劑，所述抗氧劑選擇下列化合物中的至少一種四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯； 3，3’-硫代丙酸月桂酸酯； 亞磷酸三(2，4-二叔丁基)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，其特征在于原料配方中還 包含0. 1 1. 5重量份的抗紫外線劑，所述抗紫外線劑選擇下列化合物中的至少一種2-(2，-羥基-3，，5，- 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；2-(2，-羥基-3，-叔丁基-5，-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑； 2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮； 2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一權(quán)利要求所述的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體的制備方 法，其特征在于按照重量份將原料準(zhǔn)備好后，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加工，雙螺桿擠出機(jī) 的參數(shù)為長(zhǎng)徑比為38 58，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘 500轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為140°C 200°C。
全文摘要
一種納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體，原料配方主要由30～50份的三元乙丙橡膠、10～30份的聚丙烯、1～10份的納米碳酸鈣、30～60份的橡膠油、0.2～2.0份的交聯(lián)劑以及0.2～2.0份的交聯(lián)助劑組成。本發(fā)明制得的納米增強(qiáng)超柔軟熱塑性彈性體可以顯著提高彈性體材料的撕裂強(qiáng)度，使得硬度低達(dá)30A的三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的撕裂強(qiáng)度大于10KN/m，從而擴(kuò)大了三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C08L23/16GK101948587SQ20101028418
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者徐紅巖 申請(qǐng)人:蘇州特威塑膠有限公司