CN101948599B

CN101948599B - 一种热塑性弹性体的制备方法

Info

Publication number: CN101948599B
Application number: CN2010105030908A
Authority: CN
Inventors: 张乾; 张勇
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: CN101948599A

Abstract

本发明公开了一种热塑性弹性体的制备方法。这种热塑性弹性体采用了乙烯醋酸乙烯酯橡胶、均聚聚丙烯或共聚聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、过氧化物以及不饱和羧酸盐，经动态硫化的方法制备而得。经过动态硫化制得的热塑性弹性体，其拉伸强度可高达13.0MPa，断裂伸长率大于400％，与未硫化的材料相比均有大幅提高。

Description

一种热塑性弹性体的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制备方法，特别是一种热塑性弹性体的制备方法。

背景技术

热塑性弹性体是指在常温下显示橡胶弹性，高温下具有热塑性树脂可重复加工性，可用于普通热塑性塑料加工设备进行加工成型的一类材料。热塑性弹性体具有加工简便、成本低廉、可连续生产及边角余料可回收利用等特点，被广泛用于汽车、电子电气、工业部件及日用品等领域。

由Coran等开发的动态硫化技术的代表性产品是1981年Monsanto公司开发的商品名为Sentoprene的EPDM/PP热塑性硫化胶弹性体(TPV)，之后于1985年有推出一种崭新的商品名为Geolast的NBR/PP热塑性硫化胶，为橡胶增容与加工再动态硫化成型技术中的应用开辟了新的途径。

专利CN1087101中公开了一种聚氯乙烯热塑性弹性体，通过在聚氯乙烯树脂中加入乙烯醋酸乙烯酯共聚物、邻苯二甲酸酯类增塑剂以各类加工助剂后使材料具备了良好的弹性、耐蚀性和低温可挠性。

专利CN1051740中公开了一种以聚丙烯、乙丙橡胶和乙烯-丙烯共聚物为基体，并以动态部分固化的方法制备而得的热塑性弹性体。改材料总体性能良好，100％模量大于1000psi，抗张强度大于1500psi，断裂伸长率在300％左右。

专利CN1712441中公开了一种热塑性弹性体的制备方法，采用熔融共混法制备三元乙丙橡胶/聚烯烃树脂和不饱和羧酸盐共混，并添加硫化剂过氧化二异丙苯制备的热塑性弹性体。制得的热塑性弹性体物理性能优异，加工性能良好。

综上所述，目前大部分热塑性弹性体均以聚丙烯为树脂基体，而乙烯醋酸乙烯酯橡胶通常只是作为一种增韧剂或者增容剂被添加到基体当中。乙烯醋酸乙烯酯橡胶是一种醋酸乙烯酯含量大于50wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，简称EVM，属于特种橡胶，它在耐高温(175℃)，耐油(相当于丙烯腈含量26-34％的丁腈橡胶)，耐天候老化(仅次于EPDM)以及阻燃方面都具有非常优异的性能。

发明内容

本发明的目的提供一种高分子材料的制备方法，特别是一种热塑性弹性体的制备方法，这种热塑性弹性体以乙烯醋酸乙烯酯橡胶、均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为基体，采用动态硫化的方法来制备。

本发明一种热塑性弹性体的制备方法如下，以下均以质量份来表示：

在双棍开炼机上将50～90份乙烯醋酸乙烯酯橡胶与0～30份不饱和羧酸盐以及1～5份过氧化物在20～30℃条件下均匀混合得到乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶；将10～50份均聚聚丙烯或共聚聚丙烯与10～50份聚丙烯接枝马来酸酐混合并加入密炼机中在180～200℃、40～60rpm条件下塑化1～2分钟，再加入40～80份乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶，在180～200℃、40～60rpm条件下动态硫化5～10分钟后得到一种热塑性弹性体。

本发明使用的乙烯醋酸乙烯酯橡胶的门尼粘度为ML(1+4)100℃＝20～60，醋酸乙烯酯含量为40～90wt％。

本发明使用的均聚聚丙烯的熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为1.00～5.00g/10min。

本发明使用的共聚聚丙烯的熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为5.00～10.00g/10min，共聚的第二单体为乙烯。

本发明使用的聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率为1％～5％。

本发明使用的过氧化物的为过氧化二异丙苯或2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷。

本发明使用的不饱和羧酸盐为甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、丙烯酸镁或丙烯酸锌。

本发明一种热塑性弹性体的制备方法中，采用了乙烯醋酸乙烯酯橡胶和均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为基体，其中乙烯醋酸乙烯酯橡胶是一种非晶极性橡胶，均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为一种结晶非极性塑料。通过动态硫化的方法使乙烯醋酸乙烯酯橡胶橡的粘度发生改变，并通过动态的剪切使乙烯醋酸乙烯酯橡胶均匀地分散在均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中，从而使材料具有可重复加工性能。当基体中乙烯醋酸乙烯酯橡胶/均聚聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐比例为70/15/15，过氧化二异丙苯和丙烯酸锌的用量分别为1.5份和8份时，热塑性弹性体的拉伸强度可达到13.3MPa，断裂伸长率大于400％。

具体实施方式：

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

以下实施例所用材料如下：

乙烯醋酸乙烯酯橡胶(EVM)：朗盛公司Levapren 600HV，醋酸乙烯酯含量为60wt％，门尼粘度ML(1+4)100℃＝27+4；

均聚聚丙烯：茂名石化T30S，熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为3.00±1.00g/10min；

共聚聚丙烯：SK集团R140M，熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为6.00g/10min，共聚的第二单体为乙烯；

聚丙烯接枝马来酸酐：日之升公司CMG5001，接枝率为1％，熔体流动指数在230℃、2.16kg条件下大于等于90g/10min。

实施例1～5

在双棍开炼机上将乙烯醋酸乙烯酯橡胶与丙烯酸锌、过氧化二异丙苯按表1所示的配方在20～30℃条件下匀混合得到乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶；按表1所示的配方将一定量的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐混合后加入密炼机中，180℃、60rpm条件下塑化1～2分钟，再加入乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶在180℃、60rpm条件下动态硫化5～10分钟，得到一种热塑性弹性体。根据ASTM D412测得材料的力学性能，具体数据见表2。

表1配方(质量份)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						乙烯醋酸乙烯酯橡胶	70	70	70	70	70
均聚聚丙烯	30	15	15	-	-
						共聚聚丙烯	-	-	-	30	15
聚丙烯接枝马来酸酐	-	15	15	-	15
						过氧化二异丙苯	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
丙烯酸锌	-	-	8	-	-

表2样品厚度为1.0mm，拉伸速率100mm/min时的力学性能结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						拉伸强度/MPa	4.6	8.4	13.3	10.8	13.0
断裂伸长率/％	63	302	403	359	376

由表2，当乙烯醋酸乙烯酯橡胶/均聚聚丙烯的比例为70/30，过氧化二异丙苯用量为1.5份时，材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为4.6MPa和63％。加入聚丙烯接枝马来酸酐进行增容后，材料的拉伸强度从4.6MPa提高到了8.4MPa，断裂伸长率提高了5倍。用共聚聚丙烯代替均聚聚丙烯后材料的性能进一步提高。这是由于加入第二单体破坏了聚丙烯分子链的结构，降低了聚丙烯的结晶度从而提高了其与乙烯醋酸乙烯酯橡胶的相容性，最终导致了材料力学性能的提高。在实施例2的基础上加入8份丙烯酸锌后，材料的拉伸强度提高至13.3MPa，断裂伸长率也提高了100％。

Claims

1.一种热塑性弹性体的制备方法，其特征在于制备方法如下，以下均为质量份表示：

在双辊开炼机上将50～90份乙烯醋酸乙烯酯橡胶与0～30份不饱和羧酸盐以及1～5份过氧化物在20～30℃条件下均匀混合得到乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶；将10～50份均聚聚丙烯或共聚聚丙烯与10～50份聚丙烯接枝马来酸酐混合并加入密炼机中在180～200℃、40～60rpm条件下塑化1～2分钟，再加入40～80份乙烯醋酸乙烯酯橡胶母胶，在180～200℃、40～60rpm条件下动态硫化5～10分钟后得到一种热塑性弹性体；

共聚聚丙烯的熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为5.00～10.00g/10min，共聚的第二单体为乙烯。

2.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体的制备方法，其特征是乙烯醋酸乙烯酯橡胶的门尼粘度为ML(1+4)100℃＝20-60，醋酸乙烯酯含量为40～90wt％。

3.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体的制备方法，其特征是均聚聚丙烯的熔融流动指数在230℃、2.16kg条件下为1.00-5.00g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体的制备方法，其特征是采用的聚丙烯接枝马来酸酐接枝率为1％。

5.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体的制备方法，其特征是过氧化物为过氧化二异丙苯或2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷。

6.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体的制备方法，其特征是不饱和羧酸盐为甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、丙烯酸镁或丙烯酸锌。