CN102634110A - 一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体pp专用料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料的制备方法。本发明涉及的产品有利于低压注射成型、挤出成型，成型易脱模，制件轮廓清晰。同时具有良好的耐冲击性、耐候性、耐紫外线性能、耐热性、其耐油性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性优于通用型氯丁橡胶。具体制备方法是将聚丙烯、弹性体、软化剂、抗氧剂、助剂加入到高速搅拌机中混合，经双螺杆挤出机熔融挤出造粒，熔融过程中从玻纤口位置计量加入硫化剂进行硫化交联。本发明涉及配方组成为聚丙烯50-80、弹性体20-50、软化剂0-0.5、硫化剂0.1-2、助硫化剂0.1-1、抗氧剂0.5-2、助剂0.2-1.0。

Description

一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料的制备方法，根据本方法制备的材料应用于高档汽车及高速列车的挡风玻璃密封条、汽车气囊外罩、防尘罩、各种垫圈和密封条、防震座垫等。 

技术背景：

在汽车行业飞速发展的时代，汽车的轻量化是大家关注的一个问题，而汽车的安全性更是大家关注的焦点，每年随着汽车产量的迅猛增加，汽车的价格呈现出下降趋势，这就导致汽车材料性能的缩水现象出现，而德系、日系、美系汽车更注重的则是舒适和安全，因此，这些高档汽车在选材方面有着严格的要求，如汽车的挡风玻璃密封条、汽车气囊外罩、防尘罩、各种垫圈和密封条、防震座垫等材料的性能要求都在日益的提高。 

随着汽车工业的快速发展，软质PVC、CR和NR密封条的外观质量和内在性能，尤其是耐气候性能和使用寿命已不能满足轿车和其他高档汽车的需求，为此，国内外均已逐步推广热塑性弹性体汽车密封条的生产和应用。 

热塑性弹性体的研究始于20世纪60年代，当时采用简单共混的方法；1973年W.K.Fischer采用部分硫化的方法制备了热塑性弹性体；80年代初，A.Y.Coran T和R.Patel等人在前人工作的基础上采用动态全硫化技术制备了热塑性弹性体。 

热塑性弹性体材料的成本低、力学性能优异，具有高冲击强度性、耐油性、耐老化、耐候性，热塑性弹性体材料正在逐步取代热固性的不可回收的材料，它既具有弹性体的优良物理力学性能，又可回收重复利用，使之节约资源且清洁环保，又提高了产品的产量。 

申请号为200610096995.1的专利提出了一种加入聚硅氧烷的方法来制备三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体。申请号为200810032799.7的专利配方体系采用氢化苯乙烯制备一种无任何增塑剂、无任何加工油的高强度、高透明的新型热 塑性弹性体。两种方法所制得的热塑性弹性体材料虽然在热塑性弹性体的冲击性能、耐油性、耐氧化、耐臭氧等性能方面有了一定的改善，但在热塑性弹性的注塑成型加工的流动性方面均没有较好的改进，尤其是注塑成型材料，流动性差会造成制品的缺料、熔接痕等现象出现，大大降低的制品的力学性能，即使可以成型，由于需要较高的注塑压力，对设备的耗能、磨损也相当的大，造成生产成本过高。 

因此，如何使材料具有较低压缩变形性、耐冲击性、耐化学腐蚀性、耐油性的同时，具有良好的流动性以满足制品在成型加工方面的较高要求，将具有重要的实际应用价值。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种高流动性、耐永久变形性优异的制备方法。 

本发明的难点在于聚丙烯材料的选取、弹性体材料选取及配比、硫化体系的确定、抗氧体系的确定、加工工艺的控制。 

本发明的上述目的通过以下技术方案实现： 

一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料的制备方法，其特征在于，涉及配方由以下配比的原料组成：(份) 

a.聚丙烯                    50-80 

b.弹性体                    20-50 

c.软化剂                    0-0.5 

d.硫化剂                    0.1-2 

e.助硫化剂                  0.1-1 

e.抗氧剂                    0.5-2 

f.助剂                      0.2-1 

其中聚丙烯、弹性体重量份数之和为100份，其它助剂为质量分数 

发明优点： 

1.聚丙烯材料为等规聚丙烯，等规度不低于85％，熔融指数在30-100g/min之间，材料本身具有良好的耐溶剂性、耐热性和加工流动性；易于加工成型。 

2.弹性体材料自身、弹性体与聚丙烯材料的配比的确定，达到热塑性弹性体材料性能的最佳状态，抗氧体系配比的确定，使得耐候效果达到更好。 

3.使用双螺杆挤出机挤出成型，相对于常用的开炼、密炼等间歇共混设备工艺，具有更高剪切力，机筒温度可分段调节。聚丙烯和弹性体混合物在熔融过程中从玻纤口位置计量加入硫化剂进行交联硫化，通过精确控制工艺条件，橡胶相完全交联形成三维网络结构，并以细小颗粒充分分散在树脂中，避免了聚集对产品性能的影响，从而制备出性能更为优良，特别是流动性更好的热塑性弹性体。该材料压缩变形在40％以下，使用温度可达100-120℃。可完全替代橡胶，尤其是环保要求严格、无毒卫生的使用场合。 

4.开炼机、密炼机为间歇性生产设备，需分次混合，分批生产，硫化时间需要10-15min，而双螺杆挤出机可连续混合，连续生产，硫化时间只需10-20s，大大提高了产品的质量和产量。 

附图说明

附图1是制备方法工艺流程图。 

具体实施方法： 

根据上述方案中所使用的成分，具体为： 

[0001]所述的聚丙烯选自：聚丙烯为等规聚丙烯，等规度不低于85％，熔指在30-100g/10min之间。 

[0002]所述的弹性体选自：乙烯-辛烯共聚物(POE)，三元乙丙橡胶(EPDM)，中一种或两种的混合物。 

[0003]所述的软化剂选自：环烷油、石蜡油中的一种。 

[0004]所述的硫化剂选自：过氧化物、酚醛树脂中的一种或两种的混合物。 

[0005]所述的助硫化剂选自：二乙烯基苯、氯化亚锡中一种或两种的混合物。 

[0006]所述的抗氧剂选自：1010、330、1024中的一种或几种的混合物。 

[0007]所述的助剂选自：硬脂酸、EBS中的一种或两种的混合物。 

制备方法是： 

(1)先将弹性体和聚丙烯、软化剂、抗氧剂、硫化助剂、助剂共混，在175-185℃下聚丙烯熔融，5-10s后在玻纤口处计量加入硫化剂进行硫化交联，在高剪切熔融条件下使弹性体以颗粒状分散于聚丙烯中。 

(2)双螺杆挤出机的区域温度控制为：I区170℃～175℃、II区170℃～175℃、III区170℃～180℃、IV区175℃～180℃、V区175℃～180℃、VI区175℃～185℃、VII区180℃～185℃、机头温度180℃～185℃，螺杆转速为180～220转/分，喂料转数为5-15转/分。 

挤出、冷却、干燥、切粒得到成品。 

具体实施例： 

实施例1-7： 

	1	2	3	4	5	6	7
								聚丙烯	60	60	60	60	60	60	60
弹性体	40(3∶1)	40(POE)	40(EPDM)	40(3∶1)	40(3∶1)	40(3∶1)	40(3∶1)
								软化剂	0	0	0	0.5	0	0	0
硫化剂	1.0	1	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
								抗氧剂	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
硫化助剂	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.2	0.4
								助剂	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4

注释：实施例1为酚醛硫化体系，弹性体(POE∶EPDM)配比为3∶1，实施例2中弹性体全部为POE，实施例3中弹性体全部为EPDM，实施例4中加入软化剂，实施例5为配方体系直接共混后挤出，实施例6为过氧化物硫化体系，实施例7为密炼机硫化。 

表1性能检测表 

综合以上性能指标来看，实施例1中酚醛树脂硫化体系兼顾了产品的力学性能和加工流动性，其仅对双键作用，对树脂的影响很小，克服了实施例6过氧化物引起的材料降解，同时材料的压缩永久变形、耐油性、和加工性能得到显著改善；弹性体的配合使用解决了POE、EPDM单独使用时的存在的耐候性、耐臭氧性、耐紫外线性能差等缺点；未加入软化剂避免了加工时产生挥发性物质；计量加入硫化剂进行硫化比直接共混的性能优异。综上所述，实施例1的综合性能指标最佳，因此配方体系最优，加工工艺最好。 

Claims (8)

1.一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，由以下重量配比的原料组成：(份)

a.聚丙烯                50-80

b.弹性体                20-50

c.软化剂                0-0.5

d.硫化剂                0.1-2

e、助硫化剂             0.1-1

e.抗氧剂                0.5-2

f.助剂                  0.2-1。

2.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的聚丙烯为等规聚丙烯，等规度不低于85％，熔体流动速率为30-100g/10min，用量为50-80份。

3.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)中一种或两种组分的混合物，用量为20-50份。

4.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的软化剂为环烷油、石蜡油中的一种，用量为0-0.5份。

5.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的硫化剂为过氧化物、酚醛树脂中一种或两种的混合物，用量0.1-2份。

6.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的助硫化剂为二乙烯基苯、氯化亚锡中一种或两种的混合物，用量0.1-1份。

7.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的抗氧剂为1010、330、1024中一种或几种组分的混合物，用量为0.5-2份。

8.权利要求1所述的一种高流动性、耐永久变形性优异的热塑性弹性体PP专用料，其特征在于，所述的助剂为硬脂酸、EBS中一种或两种的混合物，用量0.2-1份。 

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