CN101824190B - 极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法，原料配方主要由65～80重量份的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体、5～15重量份的马来酸酐接枝聚丙烯以及10～20重量份的橡胶改性聚酰胺组成。本发明制得的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体能与极性材料如尼龙有很好粘合性，可广泛用于需要柔软手感的家用电器，工具等制品的制造。

Description

极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法，特别涉及一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体是快速发展的一种环保新材料，其优点是：1、兼具传统橡胶的高弹性能和聚丙烯树脂的热塑加工性能。2、能够利用现有的树脂加工设备和加工方法(如压延、注射、吹塑等)进行橡胶制品制造。3、能够像树脂一样实行多次加工并被回收和再利用，可极大地满足低能耗加工、多样化加工、精密加工、可重复加工的要求。因此，三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体是橡胶发展的重要方向，也是解决橡胶加工和橡胶回收再利用的最好途径。
美国蒙山都(Monsanto)公司是最早获得三元乙丙橡胶/聚烯烃热塑性弹性体专利的公司(如美国专利US4311628、US4594390及US4130535等)，中国发明专利ZL91109976.X和ZL200610096995.1也涉及到通用的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备技术。上述三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体采用非极性的聚丙烯作为连续相，导致弹性体的表面呈现非极性的特征，这样的弹性体可以与聚丙烯，聚乙烯等非极性的材料有很好的相容性和粘合性，可以覆盖在聚丙烯或聚乙烯塑料表面以形成柔软手感的表层，但是这类弹性体与极性的材料不相容，在二次模塑后无法形成粘合成一体的材料。
发明内容
本发明提供一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法，目的是解决现有的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体与极性材料不相容的问题。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，原料配方主要由下列重量份的材料组成：
三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体            65～80份；
马来酸酐接枝聚丙烯                         5～15份；
橡胶改性聚酰胺                             10～20份。
为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的制备方法，按照重量份将原料准备好后，采用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机的参数为：长径比为36～58，转速为200转/分钟～500转/分钟，温度为140℃～200℃。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的邵氏硬度为45A～85A。
2、上述方案中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的熔融指数大于或等于100g/10min(230℃2.16Kg)，且马来酸酐的接枝率大于或等于0.5％。
3、上述方案中，所述橡胶改性聚酰胺为三元乙丙橡胶/聚酰胺热塑性弹性体，其熔点为115℃～160℃，以水的密度为参照，其相对密度为1.07～1.10。
4、上述方案中，原料配方中还包含0.1～1.5重量份的抗氧剂，所述抗氧剂选择下列材料中的一种：
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)；
β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧剂1076)；
2，6-二叔丁基对甲酚(抗氧剂264)；
1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(抗氧剂CA)；
2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)。
5、上述方案中，原料配方中还包含0.1～1.5重量份的抗紫外线剂，所述抗紫外线剂选择下列材料中的至少一种：
2-(2’-羟基-3’5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；
(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；
2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
6、上述方案中，原料配方中还包含0.1～1.5重量份的润滑剂，所述润滑剂选择石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。
7、上述方案中，硬度是物质受压变形程度或抗刺穿能力的一种物理度量方式。硬度常用邵氏(也叫肖氏，邵尔，英文SHORE)、洛氏和布氏三种标示方法。邵氏硬度一般用于橡胶类材料上。邵氏硬度的测试方法：用邵氏硬度计插入被测材料，表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连，用针刺入被测物表面，表盘上所显示的数值即为硬度值。邵氏硬度的描述方法分A、D两种，分别代表不同的硬度范围，90度以下的用邵氏A硬度计测试，并得出数据，90度及以上用邵氏D硬度计测试并得出数据。
8、上述方案中，熔融指数(Melting Index，MI)：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值，以(g/10min)来表示。
9、上述方案中，所述接枝率(grafting ratio)是指在接枝聚合过程中，被接枝的单体质量与所得聚合物总质量(包括未接枝的原聚合物、接上枝的聚合物和接枝单体的均聚合物或接枝混合单体的共聚物三部分质量)之比，是表示接枝效率的一个参数。用接枝率％＝(被接枝的单体质量/聚合物总质量)×100表示。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明制得的极性聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体与极性材料如金属，尼龙和聚酯有很强的粘合力，可以与其进行二次模塑，覆盖在其表层形成柔软的表面，适合于工具把手等需要柔软表面的制品的制造。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一～实施例六：一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体
检测方法：本发明所制得的极性聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体的好坏通过测量剥离强度来衡量。按照ASTM D903标准，剥离强度的检测方法如下：在贴合的制品上，沿纵向(或横向)切出长条作为试片。预先将一端剥离，分别由拉力机的上下夹具夹持，以一定分离速度将整个试片分离，记录其最大的负荷值，除以试样宽度，即为剥离强度，单位为KN/m或N/cm。此法可检验胶粘层与基材的粘牢度。一般认为剥离强度大于14N/cm时才具有实际应用价值。
原料配方由下列重量份的材料组成
表1
Figure GSA00000133212300031
  实施例四   邵氏A，70A   70   10   20
  实施例五   邵氏A，85A   65   5   10
  实施例六   邵氏A，60A   68   9   15
  比较例   邵氏A，60A   100   /   /
续表1
Figure GSA00000133212300041
1、实施例三、实施例六以及比较例所采用的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体是苏州特威塑胶有限公司按照ZL200610096995.1的中国发明专利实施例一的配方生产，其邵氏硬度为60A。
2、实施例四所采用的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体是苏州特威塑胶有限公司按照ZL200610096995.1的中国发明专利实施例二的配方生产，其邵氏硬度为70A。
3、马来酸酐接枝聚丙烯购自上海日之升新技术发展有限公司(地址：上海市闵行区沪闵路3078号)。
4、实施例二、实施例三采用的橡胶改性聚酰胺为三元乙丙橡胶/聚酰胺热塑性弹性体。
5、a代表抗氧剂1076；b代表抗氧剂264；c代表抗氧剂CA；d代表抗氧剂2246；e代表抗氧剂1010。
6、抗紫外线剂一栏中，A代表2-(2’-羟基-3’5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；B代表(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；C代表2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；D代表2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
7、表格中的数字代表重量份数。
制备方法：根据表1和续表1中的配方将三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，马来酸酐接枝聚丙烯，橡胶改性聚酰胺及助剂在塑料混合锅中混和5分钟，将该混和物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经过挤出造粒得到三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体。双螺杆挤出机的直径为65毫米，长径比为48，温度控制范围为140℃～200℃，螺杆转速控制在290rpm。得到的三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体在220度由注塑机二次模塑到尼龙片材上(由尼龙6加30％的玻璃纤维制造)，然后检测剥离强度，剥离强度见表2。
表2
  项目   剥离强度，N/cm
  实施例一   18
  实施例二   16
  实施例三   23
  实施例四   31
  实施例五   15
  实施例六   23
  比较例   3
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：原料配方主要由下列重量份的材料组成：
三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体   65～80份；
马来酸酐接枝聚丙烯                5～15份；
橡胶改性聚酰胺                    10～20份；
所述橡胶改性聚酰胺为三元乙丙橡胶/聚酰胺热塑性弹性体。
2.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：所述三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的邵氏硬度为45A～85A。
3.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚丙烯的熔融指数大于或等于100g/10min，且马来酸酐的接枝率大于或等于0.5％。
4.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：所述橡胶改性聚酰胺的熔点为115℃～160℃，相对密度为1.07～1.10。
5.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：原料配方中还包含0.1～1.5重量份的抗氧剂，所述抗氧剂选择下列材料中的至少一种：
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯；
2，6-二叔丁基对甲酚；
1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；
2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
6.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：原料配方中还包含0.1～1.5重量份的抗紫外线剂，所述抗紫外线剂选择下列材料中的至少一种：
2-(2’-羟基-3’5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；
(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；
2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
7.根据权利要求1所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，其特征在于：原料配方中还包含0.1～1.5重量份的润滑剂，所述润滑剂选择石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的极性三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：按照重量份将原料准备好后，采用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机的参数为：长径比为36～58，转速为200转/分钟～500转/分钟，温度为140℃～200℃。
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