[發明專利]一種提高聚丙烯基熱塑性硫化膠性能的方法

有效

• 申請號: 201810586571.6
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN110577704B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 田明;沈昱岑;寧南英;張立群;王瀚彬
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/12;C08L23/08;C08L9/02;C08K5/20;C08K3/08
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種提高聚丙烯基熱塑性硫化膠性能的方法，該制備方法包括：將制備好的熱塑性硫化膠混合成核劑，經過后加工工藝調控材料內部晶型含量。本發明通過控制成核劑在熱塑性硫化膠中的作用，改變了熱塑性硫化膠內部連續相的晶型結構。通過晶型的調控，進一步提升了材料的彈性和力學性能，實現在后加工過程中提升熱塑性硫化膠的性能。方法過程簡單，可操作性強，普遍適用于聚丙烯基熱塑性硫化膠。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，進一步地說，是涉及一種提高聚丙烯基熱塑性硫化膠性能的方法。

背景技術

熱塑性硫化膠(TPV)是一種通過動態硫化反應加工技術得到的特殊的熱塑性彈性體。大量的橡膠相和少量的塑料相熔融共混時，橡膠相在交聯劑作用下發生化學交聯，粘度增大，同時在高溫及機械剪切作用下，橡膠塑料熔融共混物發生相反轉，大量的橡膠相破碎成微米顆粒并均勻的分散于少量的塑料相中，最后形成特殊的海-島結構。這種特殊結構使得熱塑性硫化膠既具有傳統橡膠的彈性和柔軟性，又有塑料的可熱塑加工和可回收利用的性能。TPV的彈性和力學性能的主要取決于材料微觀結構和兩相性能。如今開發了許多體系和不同功能的TPV體系來適應市場中的需求，然而普遍來說其力學性能和彈性較傳統橡膠的彈性和力學性能還有一定的差距。同時，TPV的性能必須在制備中完成調控，這是現有技術上的一個特點。如若在后加工過程中，通過一種方法可以提高材料的力學性能和彈性，可以進一步實現TPV材料的高性能化并拓寬應用范圍。

聚丙烯基熱塑性硫化膠是熱塑性硫化膠中一大類體系，具有廣泛的運用，但其改性優化研究重點主要集中在熱塑性硫化膠的制備過程中。CN103756129A公開了一種三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體及其制備工藝，在三元乙丙橡膠中加入固體煤焦油、滑石粉等，混煉后與聚丙烯進行共混，制得高強度和物理機械性能的混煉膠。CN1687218A公開了一種三元乙丙橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體的制備方法，其選擇采用雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物作為硫化劑，以替代部分硫磺組成平衡硫化體系消除硫化返原現象，制備力學性能良好的混煉膠。CN103012875A公開了一種反式聚異戊二烯和聚丙烯的熱塑性硫化膠及其制備方法，通過橡膠配方的調整，制備出力學性能良好的熱塑性硫化膠。CN1304428A公開了一種烯烴橡膠和聚丙烯聚合物熱塑性彈性體組合物的制備,制備過程中的組合物可包括增塑劑、抗氧化劑、填料、橡膠加工油等的其它加工助劑，使得該彈性體在保持優良的物理性能的同時具有提高的加工性能。

目前針對熱塑性硫化膠的性能改進主要以改進配方為主。在制備過程中實現性能提升的方法較為復雜，受影響因素多，且大多不具有普適性。

發明內容

為進一步提升聚丙烯基熱塑性硫化膠的性能，尤其是力學性能和彈性，且實現在后加工中進行調控，本發明提供了一種提高聚丙烯基熱塑性硫化膠的性能的方法。本發明通過向聚丙烯基熱塑性硫化膠中引入成核劑，同時通過溫度等加工條件的控制，適當提高了材料中的β晶含量。經過驗證，這種方法在后加工中成功提高了熱塑性硫化膠的彈性和力學性能。

本發明的目的之一是提供一種提高聚丙烯基熱塑性硫化膠性能的方法，包括以下步驟：

(1)成核劑添加：將熱塑性硫化膠與成核劑混合，進行熔融共混、造粒；

(2)熱加工：將步驟(1)所得的混合物進行高溫熱加工，溫度為180～220℃，時間為5～10min，優選溫度為200～220℃，優選時間為8～10min；

(3)冷卻定型：將步驟(2)所得產物冷卻定型，溫度為30～60℃，優選溫度為30～40℃，時間為3～5min。

其中，以重量份數計，聚丙烯基熱塑性硫化膠100份，成核劑0.01～2份，優選成核劑0.05～1.5份。

所述成核劑選擇本領域常用的成核劑，優選為稀土類、稠環芳烴類、有機酸及鹽類或酰胺類中的至少一種，更優選芳香酰胺成核劑TMB-5、稀土β成核劑WBG、雙偶氮黃或鄰苯二甲酸鈣中的至少一種。