[發明專利]一種脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備熱塑性硫化膠的方法

有效

• 申請號: 201310555050.1
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103601984A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 盧燦輝;張新星
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L61/06;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06;C08K5/47;C08K5/40;C08J11/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備熱塑性硫化膠的方法，屬于高分子材料的加工領域。

背景技術

隨著工業化水平的提高，國內外汽車用三元乙丙橡膠密封件制品、發泡制品的產量迅速遞增，給環境造成極大污染，廢舊三元乙丙橡膠的回收及循環利用受到人們的極大重視。同時，三元乙丙橡膠/聚丙烯動態硫化制得的熱塑性硫化膠在汽車、電子電氣行業應用越來越廣泛。與傳統熱固性橡膠相比，熱塑性硫化膠不僅具有熱固性橡膠的高彈性和使用性能，而且打破了熱固性橡膠的成型方法和回收方法，采用塑料的各種成型方法進行成型加工，可以方便地多次進行回收再利用。熱塑性硫化膠材料優異的綜合性能，使得其廣泛應用于國民經濟的各個領域。但傳統熱塑性硫化膠的價格成本很難再有大幅度下降空間，現有熱塑性硫化膠的材料成本大都超過同類硫化橡膠的總成本，不具有競爭能力，因而開發低成本、高性能的熱塑性硫化膠材料制備新技術具有重大意義。采用廢舊三元乙丙橡膠替代部分生膠制備熱塑性硫化膠被認為是降低成本的有效途徑，但廢舊三元乙丙橡膠由于具有三維交聯結構，與聚丙烯基體間的相容性較差，導致熱塑性硫化膠性能顯著降低[J.K.Kim,S.H.Lee?and?S.H.Hwang,Journal?of?Applied?Polymer?Science,2003,90,2503.]。因此，對廢舊三元乙丙橡膠進行脫硫預處理，從而制備性能優異的熱塑性硫化膠是目前亟待解決的難題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備熱塑性硫化膠的方法，其特點是采用固相力化學反應器（ZL200410040237.9）對廢舊三元乙丙橡膠進行超細粉碎和力化學脫硫，然后將脫硫三元乙丙膠粉添加到三元乙丙生膠中，并與硫化助劑在雙輥開煉機上混合均勻，制得混煉膠；經破碎后與聚丙烯在雙螺桿擠出機中實施動態硫化，通過交聯體系、操作油和軟化增塑劑的復配，以及動態硫化工藝調控脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯熱塑性硫化膠的相形態結構，獲得高性能、低成本熱塑性硫化膠。

本發明采用以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備熱塑性硫化膠的方法包括以下步驟：

（1）脫硫三元乙丙膠粉的制備

將廢舊三元乙丙橡膠加入固相力化學反應器中進行粉碎和脫硫，轉速1000-3000rpm，同時通入循環水冷卻，控制循環水溫度在5-35℃，經反復碾磨3-10次，在剪切力、壓力和摩擦力共同作用下，實現超細粉碎和應力誘導力化學脫硫，脫硫三元乙丙膠粉的凝膠含量為50-70%，粒徑為10-120μm，備用；

（2）混煉膠的制備

將凝膠含量為50-70%、粒徑為10-120μm的脫硫三元乙丙膠粉100～400份，三元乙丙生膠100份，操作油70～300份與硫磺硫化體系：氧化鋅2～5份，硬脂酸1～3份，硫磺0.5～5份，2,2'-二硫代二苯并噻唑0.5～1.5份，二硫化四甲基秋蘭姆0.5～1.5份；或酚醛樹脂硫化體系：酚醛樹脂5～15份，氯化亞錫0.5～3份，用雙輥開煉機混煉，即得混煉膠；

（3）熱塑性硫化膠的制備

將上述混煉膠機械破碎成小塊后與聚丙烯80～200重量份在雙螺桿擠出機中實施動態硫化造粒，擠出機螺桿轉速為60～100rpm，溫度為160～200℃，得熱塑性硫化膠。

所述三元乙丙生膠的門尼粘度(ML1+4)為35～60。

所述操作油為石蠟油、環烷油或白油中的任一種。

脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備熱塑性硫化膠的方法得到的脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯熱塑性硫化膠。

脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯熱塑性硫化膠用于汽車密封條、擋泥板、手柄、電線電纜絕緣層及護套、機電外殼或電氣腳墊領域。

性能測試：

1.采用拉力試驗機測試熱塑性硫化膠的拉伸強度和斷裂伸長率，拉伸速率500mm/min，詳見表1所示，結果表明脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備的熱塑性硫化膠與未脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備的熱塑性硫化膠相比，力學性能提高了1～2倍。

2.采用橡膠硬度計測試熱塑性硫化膠的邵爾A硬度，詳見表1所示，結果表明脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備的熱塑性硫化膠與未脫硫三元乙丙膠粉/聚丙烯共混制備的熱塑性硫化膠相比，邵爾A硬度有所降低。

本發明具有如下優點：

1.脫硫三元乙丙膠粉添加量大，最高可占共混物總質量的40～60%，成本低，應用廣泛。