[發明專利]耐熱性熱塑性彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 201610193318.5
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105694224A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 石敏;朱建華;蔣團輝
• 申請（專利權）人: 貴州省材料產業技術研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/16;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/08;C08K5/09;C08K3/22;C08K5/14;C08K5/3492;C08K5/134
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其是一種耐熱性熱塑性彈性體及其制備方 法。

背景技術

動態硫化熱塑性彈性體（英文名ThermoplasticVulcanizate），又稱熱塑性硫化 橡膠，簡稱TPV。它是橡膠在硫化交聯的過程中被剪切成“微小”顆粒分散于聚丙烯基質中的 熱塑性彈性體，兼具傳統橡膠的高彈性和聚丙烯樹脂的熱塑性加工性能，是快速發展的一 種新型環保材料，其具優異的耐候性，耐臭氧性，抗疲勞性，優良的著色性及無毒環保，可回 收利用等特點，被廣泛應用于汽車行業及建筑等領域。但是，在一些特殊的應用條件下，如 汽車散熱器管，發動機艙內及其它需要耐高溫的環境中，現在普通的熱塑性彈性體則難以 滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的是：提供一種耐熱性熱塑性彈性體及其制備方法，它具有優異耐熱 性能及更好的力學性能以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：耐熱性熱塑性彈性體，按質量份數計算，包括橡膠30～70 份，聚丙烯30～70份，改性填料2～14份、石蠟油10～30份、硫化體系1～10份及抗氧劑0.1～ 1.2份。

所述的橡膠為三元乙丙橡膠，其中，乙烯的質量百分比為50～76%，丙烯的質量百 分比為20～35%，乙叉降冰片烯的質量百分比為4～15%，總計為100%，所述的三元乙丙橡膠 的門尼粘度為25～100門尼值。

所述的改性填料為改性硫酸鈣晶須，改性硫酸鈣晶須的平均直徑為1～10μm，平均 長度為20～200μm，平均長徑比為10～200，CaSO₄含量≥98%。

所述的硫化體系的組成包括過氧化物、硬脂酸、氧化鋅及三烯丙基異氰酸酯，過氧 化物、硬脂酸、氧化鋅及三烯丙基異氰酸酯的質量比為0.5～3：1～3：1～5：1～5。

所述的過氧化物為過氧化二異丙苯或1,4-雙叔丁基過氧化異丙基苯。

所述的聚丙烯為丙烯的均聚物，或是乙烯和丙烯的共聚物，熔融指數為0.2～ 30.0g/10min。

所述的抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑1076。

耐熱性熱塑性彈性體的制備方法，按上述重量份數取各組分，將橡膠與石蠟油進 行混合處理，加入硫化劑體系，混合均勻后，放置30分鐘，再加入聚丙烯、抗氧劑及改性填 料，混合均勻，在加工設備中進行動態硫化混煉，混煉溫度為150～220℃，混煉時間為10～ 25分鐘，最后成型即可制得耐熱性熱塑性彈性體。

所述的改性填料的制備是，將硫酸鈣晶須在轉速為150～300r/min的條件下攪拌 30-60s，進行預分散，再加入改性劑溶液在600～950r/min的條件下攪拌4～8min，出料以 后，在80℃下烘2h，獲得改性硫酸鈣晶須；改性劑溶液中按質量百分比計算，包括硅烷偶聯 劑KH-5503%，丙酮72%及水25%或硅烷偶聯劑KH-5503%，乙醇72%及水25%；改性劑溶液的 用量為硫酸鈣晶須量的0.5～5%。

進行混煉的加工設備為密煉機和雙螺桿擠出機；進行成型的加工設備為平板硫化 劑和注塑機，雙螺桿擠出機的長徑比為40～58:1，轉速為180～300轉/分鐘。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明利用抗氧劑具有比EPDM及PP 分子更活潑的氫原子的原理，在EPDM/PP共混物的熱氧老化過程中，抗氧劑氫原子更易于與 共混物分子鏈在熱與氧的作用下形成的過氧自由基反應，抑制自由基的連鎖反應，阻止分 子鏈的斷裂或氧化斷裂，從而增強EPDM/PPTPV的耐熱性，提高其老化性能。而經硅烷偶聯 劑KH-550改性處理后的硫酸鈣晶須，在EPDM/PP共混過程中與EPDM形成“硬核-軟殼”的包覆 結構，在進行熱氧老化時硫酸鈣的這種分散狀態對氣體有一定的阻隔作用，阻礙了氣體和 熱量的傳導，使EPDM/PPTPV的耐熱穩定性增加，耐熱老化性能變好。而且改性后的硫酸鈣 晶須在基體材料中分散性提高并與基體材料的附著力增強，同時提高EPDM與PP相界面結合 強度，有利于EPDM/PPTPV力學性能的改善，同時“物理交聯點”的形成可使得材料的壓縮永 久變形降低。本發明簡單易行、材料來源廣泛、成本低廉，使用效果好。

具體實施方式