[發明專利]一種汽車輪胎用耐高溫高氣體阻隔性熱塑性共混物及其制備方法

在審

• 申請號: 201910509813.6
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN112080080A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 田明;李豪杰;寧南英;張立群;田洪池;韓吉彬
• 申請（專利權）人: 北京化工大學;山東道恩高分子材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/28
• 分類號: C08L23/28;C08L23/12;C08L61/06;C08L77/02;C08L77/06;C08L51/00;C08L23/08;C08L53/02;C08L51/06;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/098
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明涉及一種汽車輪胎用耐高溫高氣體阻隔性熱塑性共混物及其制備方法。所述熱塑性共混物包括鹵化丁基聚丙烯熱塑性彈性體100份、高氣體阻隔性塑料10～60份、增容劑1～15份和抗氧劑0.2～1份，其中鹵化丁基聚丙烯熱塑性彈性體包括鹵化丁基橡膠100份、聚丙烯10～40份、硫化體系1.8～18份和抗氧劑0.5～1份。本發明通過采用氧化鋅和/或酚醛復配硫化體系先制備出相態結構精細的鹵化丁基聚丙烯熱塑性彈性體，再與具有高熔點高氣體阻隔性的塑料和增容劑熔融共混，制備得到了具有精細的微觀相態結構，優異物理力學性能，硬度較低的耐高溫高氣體阻隔性的熱塑性共混物。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體地說，是涉及一種汽車輪胎用耐高溫高氣體阻隔性熱塑性共混物及其制備方法。

背景技術

熱塑性硫化膠主要由少量熱塑性樹脂(20～40％)和大量高度交聯的橡膠(60～80％)組成，硫化交聯的橡膠顆粒分散在連續的樹脂中，橡膠微區提供彈性，樹脂提供熔融溫度下的塑性流動。丁基橡膠(IIR)和尼龍(PA)混合并經過動態硫化形成的IIR/PA熱塑性彈性體(DVA)，具有良好的物理機械性能和優異的氣密性能，可以重復加工，且加工方式多樣，其主要應用于輪胎的氣密層。對于丁基橡膠和尼龍體系，橡塑兩相的相容性較差，難以制備出結構精細，性能優異的PA合金材料。如專利US 6617383B2、CN 101296997A公布了幾種具有低滲透性的IIR/PA熱塑性彈性體，將鹵化丁基橡膠和尼龍共混，以EPDM/苯乙烯、聚異丁烯等馬來酸改性形式為相容劑，氧化鋅為硫化劑，通過動態硫化工藝制備，但在該體系中，并未真正解決丁基和尼龍相容性較差問題，使得制品微觀相態粗糙，橡膠分散相粒徑較大；另外，由于氧化鋅單一硫化體系的硫化速率和硫化程度較低，只能適用于鹵化程度含量較高的橡膠，難以滿足動態硫化工藝高交聯度高硫化速率的要求。專利CN 102964702A公開了一種尼龍/溴化丁基熱塑性彈性體及制備方法，通過將溴化丁基和三元共聚尼龍通過預混和動態硫化過程制備得到。在輪胎的硫化成型階段，需要將氣密層與輪胎緊密貼合，一次成型，但硫化腔內溫度較高，所以氣密層必須具備一種較好的耐高溫性能，在此專利中，選用尼龍熔點較低(170℃)，難以滿足硫化工藝要求。

發明內容

針對于以上現有技術的不足，本發明提供一種汽車輪胎用耐高溫高氣體阻隔性熱塑性共混物及其制備方法。

為解決上述問題，本發明首先選用相容性較好的丁基橡膠(IIR)/聚丙烯(PP)體系，通過橡塑預混、動態硫化制備出相態結構精細且橡塑比較高的鹵化丁基橡膠/聚丙烯熱塑性彈性體基體，保證相態結構的精細化，使橡膠分散相粒徑保持在1-2μm；然后再將其與一定量的高熔點高氣體阻隔性塑料和增容劑熔融共混，制備具有精細的微觀相態結構，優異物理力學性能，硬度較低的耐高溫高氣體阻隔性的熱塑性共混物。本發明鹵化丁基聚丙烯熱塑性彈性體制備過程中采用氧化鋅和/或酚醛樹脂復合硫化體系，在橡膠硫化過程中，氧化鋅以鹵化丁基橡膠中的鹵化基團作為交聯點，酚醛樹脂與鹵化丁基膠中的不飽和雙鍵反應，形成新的交聯點，在橡膠硫化過程中，兩者形成協同效應，相較于單一硫化體系，硫化速率和硫化程度有了明顯提高。

本發明的目的之一是提供一種汽車輪胎用耐高溫高氣體阻隔性熱塑性共混物，是由包含以下組分的原料共混得到，以重量份計：

所述高氣體阻隔性塑料，優選自尼龍6、尼龍66、尼龍612、尼龍610、尼龍1010、尼龍12及它們的二元共聚尼龍、或乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一種。

優選地，乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯摩爾含量為20～60％、乙烯醇摩爾含量為40～80％。

所述增容劑優選自聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)、氫化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐(SEBS-g-MAH)、環氧化氫化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(環氧化SEBS)中的至少一種。

所述抗氧劑可選擇本領域常用的抗氧劑，優選如受阻酚類抗氧劑，如抗氧劑1010等。