CN103059401B - 一种耐油热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐油热塑性弹性体及其制备方法。现有的商业化产品相容性、加工性能、力学性、耐油性均较差。该耐油热塑性弹性体为乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、添加剂的混合物。制备该耐油热塑性弹性体的方法步骤是首先将乙烯醋酸乙烯酯EVM与硫化剂按照质量比为1000:0.1~5,30℃~200℃下共混,制得母胶;母胶出料后降至常温并粉碎;将粉碎后的母胶与乙烯醋酸乙烯酯EVA混合均匀后,140~250℃下动态硫化1~5分钟,出料制得耐油热塑性弹性体。本发明弹性体具有良好的力学性能、优异的耐油性能、工业制备简单、加工经济且可回收的优点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种环境友好的电缆材料,具体是一种耐油热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。热塑性弹性体可以采用类似热塑性树脂的加工工艺来反复加工和回收再利用。热塑性弹性体通常由热塑性树脂与橡胶经动态硫化制备而成,在熔融加工过程中橡胶发生硫化并作为分散粒子均匀地分散在热塑性树脂的连续相中。这样,硫化后的橡胶分散相提供材料的弹性和柔性,而热塑性树脂基体提供材料的熔融加工性能。US3,037,954公开了橡胶的静态硫化和动态硫化的技术,其中,可硫化的橡胶相分散在熔融的树脂状热塑性聚合物中,在连续混合和剪切的条件下,共混体系中的橡胶相被硫化。生成的组合物为一种硫化交联的橡胶相分散在可熔融加工的热塑性高分子基体中的多相高分子复合体系。得到的动态硫化物不仅具有硫化橡胶的柔性和回弹性,而且具有热塑性塑料的可反复加工性。
三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)是目前应用最广泛的动态硫化共混物,埃克森公司的Santoprene系列产品已广泛应用于汽车零件、消费用品、工业用品等。但是由于EPDM是无规共聚物,而PP是高等规度的高结晶度的高聚物,二者在聚集态上的显著差别导致两者相容性较差,在加工性能、力学性能方面均差强人意。在一些对材料要求较高的环境下,EPDM/PP型动态硫化热塑性弹性体存在欠缺,特别是其EPDM和PP均属非极性高分子,动态硫化的热塑性弹性体耐油性极差,不能满足应用环境对材料耐油性越来越苛刻的要求。
蒋峰等人在世界橡胶工业37,12:20~25,2010报道了通过增加乙丙橡胶硬度的方法来提高材料的耐油性能,虽然乙丙橡胶硬度提高后,其耐油性能有相应的提高,但是随着乙丙橡胶的硬度增加,该橡胶制品的耐老化性能有较明显的下降。
乙烯醋酸乙烯酯共聚物是由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而成,其性能强烈依赖于两共聚单体的比例。在共聚物中,如果乙烯组份含量高(通常称为EVA),EVA为半结晶性高分子,表现为较高的模量和强度,可用于作为塑料相;如果醋酸乙烯酯组份含量高(通常称为EVM),材料不结晶,是典型的橡胶。由于醋酸乙烯酯有很强的极性,因此乙烯醋酸乙烯酯共聚物具有优异的耐油性能。因此,为克服目前EPDM/PP热塑性动态硫化橡胶耐油性差的缺点,在本发明中,选用两种醋酸乙烯酯含量不同的乙烯醋酸乙烯酯共聚物分别作为热塑性弹性体中的热塑性树脂和橡胶,进行动态硫化,制备出力学性能和耐油性相当好的热塑性弹性体。乙烯醋酸乙烯酯共聚物的耐油性随VA(乙烯醋酸乙酯)含量的变化而有所不同。VA含量40﹪时,其耐油性能相当于丁苯橡胶,而VA含量80﹪时,其耐油性能差不多相当于ACN(丙烯腈)含量为30﹪~34﹪的高耐油丁腈橡胶的耐油水平。因此,由两种醋酸乙烯酯含量不同的乙烯醋酸乙烯酯共聚物动态硫化得到的新型热塑性弹性体比现有传统的热塑性弹性体具有更好的耐油性能,弥补了传统热塑性弹性体的耐油性不好而不能满足汽车工业等领域对材料耐油性提出的更高要求的缺陷。同时,制备的弹性体具有很好的熔融加工性能。
EVM的化学组成与EVA相同,它们都是乙烯醋酸乙烯酯共聚物,因此,橡胶EVM与塑料EVA具有优异的相容性,使得EVM和EVA共混动态硫化所制得的的热塑性弹性体具有优良的力学性能,满足了橡胶电缆材料在力学性能方面的使用要求,克服了传统热塑性弹性体中各组分间相容性不好而导致的力学性能下降的缺陷。
发明内容
本发明一个目的是针对现有热塑性弹性体耐油性差的缺点,提供了一种力学性能好、耐油性强的热塑性弹性体。
一种耐油热塑性弹性体为乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、添加剂的混合物;其中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化物硫化剂、添加剂的质量比为(100~100.5):(33.3~100):(0~0.5):(0~127.5);
所述的乙烯醋酸乙烯酯交联物为通式Ⅰ或通式Ⅱ所示结构的不规则共聚物:
通式Ⅰ:
通式Ⅱ:
其中m、n、p、q均为10~5000;R基团为硫、硅烷基或含有环氧基的苯酚齐聚物基团。
本发明的另一个目的是提供一种制备该耐油热塑性弹性体的方法,本发明通过动态硫化的方法巧妙的使用两种具有不同结构的乙烯醋酸乙烯酯共聚物进行有针对性的硫化,制备具有耐油性的新型热塑性弹性体。该方法具体步骤是:
步骤(1).将乙烯醋酸乙烯酯EVM与硫化剂按照质量比为1000:0.1~5,在30℃~200℃下共混,制得母胶;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪~80﹪;
所述的硫化剂为硫磺、过氧化物硫化剂、含氢硅烷硫化剂、树脂类硫化剂中的一种;其中过氧化物硫化剂为所有过氧化物硫化剂,含氢硅烷硫化剂为所有含氢硅烷硫化剂,树脂类硫化剂为所有树脂类硫化剂;
当硫化剂为过氧化物硫化剂,过氧化物硫化剂只是单纯起到提供自由基的作用,乙烯醋酸乙烯酯EVM之间形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;当硫化剂为硫磺、树脂类硫化剂或含氢硅烷硫化剂,该硫化剂与乙烯醋酸乙烯酯EVM发生接枝反应,进而形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;
共混温度优选为50℃~180℃;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎;
步骤(3).将粉碎后的母胶与乙烯醋酸乙烯酯EVA混合均匀后,140~250℃下动态硫化1~5分钟,出料制得耐油热塑性弹性体;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5﹪~40﹪;
加入的乙烯醋酸乙烯酯EVA与母胶中乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1:1~3;
动态硫化采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机或往复式单螺杆销钉挤出机(简称Buss机),螺杆挤出机的螺杆转速为60r/min~180r/min,密炼机的转子转速为60r/min~180r/min,往复式单螺杆销钉挤出机(简称Buss机)的螺杆转速为60r/min~180r/min;
步骤(1)或(3)中还可以加入添加剂,添加剂为交联助剂、抗氧化剂、促进剂、阻燃剂中的一种或多种;当为多种时,比例为任意比;
所述的交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、对醌二肟(GMF)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、烷基化三亚乙基四胺二硫化秋兰姆(TATD)中的一种或多种;交联助剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为0.5~3:100;
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂4010、抗氧剂4020中的一种或多种;抗氧化剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1.0~1.5:100;
所述的促进剂为过氧化二异丙苯(DCP)或1,3-二特丁基过氧化二异丙苯;促进剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为0.1~3:100;
所述的阻燃剂为膨胀石墨(EG)、羟基硅油(HSO)、氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、蒙脱土(MMT)、硼酸锌(FB)、高氮阻燃剂(MCA)、硅胶、硅酮粉、微胶囊化处理红磷中的一种或多种,阻燃剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1~120:100;
如硫化剂为含氢硅烷硫化剂,步骤(1)或(3)中必须加入促进剂。
本发明中EVM与EVA均是乙烯醋酸乙烯酯共聚物,无论选择何种硫化体系,硫化体系对EVM和EVA都会起到硫化交联作用。通过上述制备方法,可有效地控制动态硫化时的硫化对象,有针对性地对EVM和EVA混合物种的EVM进行硫化交联,从有效地保证了经过动态硫化后的EVM和EVA混合物具有良好的加工性能。并且,由于在动态硫化之前制备硫化剂母胶,而不是直接加入硫化剂,因而硫化剂与橡胶相的接触更加均匀,从而提高了硫化过程的均匀程度。
本发明提供的EVM/EVA热塑性弹性体具有良好的力学性能,以及优异的耐油性能,可通过成形工艺制备橡胶电缆,广泛用于电子、建材、汽车等多个领域。较之于现有的热固性弹性体,本发明热塑性弹性体加工性能好、工业制备简单,在加工经济性以及可回收性上有热固性弹性体所不可比拟的优势。
附图说明
图1为实施例1~3动态硫化所制弹性体的拉伸断裂曲线;
图2为实施例2和实施例4动态硫化所制弹性体的拉伸断裂曲线;
图3为实施例2、5、6动态硫化所制弹性体的拉伸断裂曲线;
图4为实施例6动态硫化所制弹性体的扭矩-时间曲线;
图5为对比例1动态硫化所制弹性体的扭矩-时间曲线;
图6为对比例2动态硫化所制弹性体的扭矩-时间曲线。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的分析(下面实施例涉及的DCP含)。
对比例1
将50gEVA与0.2g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5.5分钟后,出料制得弹性体。
对比例1制得的弹性体中乙烯醋酸乙烯酯EVA交联物、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:0.2。
EVA的型号为ELVAX260,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪,熔体流动速率为6g/min。
对比例2
将50gEVM与0.2g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化3.5分钟后,出料制得弹性体。
对比例2制得的弹性体中乙烯醋酸乙烯酯EVM交联物、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:0.2。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min。
实施例1
步骤(1).将50gEVM与0.1g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例1制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.1。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX750,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为9﹪,熔体流动速率为7g/min。
实施例2
步骤(1).将50gEVM与0.1g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例2制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.1。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX260,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪,熔体流动速率为6g/min。
实施例3
步骤(1).将50gEVM与0.1g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例3制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.1。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX40L-03,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪,熔体流动速率为3g/min。
将实施例1、2、3制得的弹性体在180℃的热压机中热压成厚片,用标准哑铃型冲压刀制备标准试验样条进行力学性能测试。
由图1、表一、表二可知,实施例1、2、3制得的弹性体均有良好的力学性能。
表一实施例1、2、3制得弹性体的拉伸断裂数据
表二实施例1、2、3制得弹性体的拉伸回复数据
实施例4
步骤(1).将70gEVM与0.14g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与30gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例4制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为70:30:0.14。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX260,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪,熔体流动速率为6g/min。
将实施例4制得的弹性体在180℃的热压机中热压成厚片,用标准哑铃型冲压刀制备标准试验样条进行力学性能测试。
由图2、表三、表四可知,实施例2、4制得的弹性体均由良好的力学性能。
表三实施例2、4制得弹性体的拉伸断裂数据
表四实施例2、4制得弹性体的拉伸回复数据
实施例5
步骤(1).将50gEVM与0.15g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例5制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.15。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX260,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪,熔体流动速率为6g/min。
实施例6
步骤(1).将50gEVM与0.2g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,160℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
实施例6制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为50:50:0.2。
EVM为朗盛生产,EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,熔体流动速率为10g/min;EVA的型号为ELVAX260,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪,熔体流动速率为6g/min。
将实施例2、5、6制得的弹性体在180℃的热压机中热压成厚片,用标准哑铃型冲压刀制备标准试验样条进行力学性能测试。
由图3、表五、表六可知,实施例2、5、6制得的弹性体均由良好的力学性能。
表五实施例2、5、6制得弹性体的拉伸断裂数据
表六实施例2、5、6制得弹性体的拉伸回复数据
使用HAAKE转子流变仪对实施例6、对比例1和对比例2硫化程度进行实时观测,所得扭矩-时间曲线见图4、图5、图6。
由图4、图5可知,实施例6制得的耐油热塑性弹性体硫化平坦区未有任何返原现象,说明该共混体系有良好的热稳定性。实施例6制得的耐油热塑性弹性体硫化最大扭矩明显小于对比例1中单一EVA的硫化最大扭矩。
由图4、图5、图6可知,对比例1单独硫化EVA,硫化平台出现所需的时间长;对比例2单独硫化EVM,硫化平台出现所需的时间少;实施例6对EVM/EVA混合物进行动态硫化,硫化平台出现所需的时间介于对比例1和对比例2之间。因此在制备弹性体过程中EVM会优先硫化,可有效地控制动态硫化时的硫化对象,有针对性地对EVM和EVA混合物中的EVM进行硫化交联。
实施例7
步骤(1).将100gEVM、0.01g硫磺与3g三丙烯基氰脲酸酯TAC混合均匀后,30℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与100gEVA混合均匀后,140℃下加入到螺杆转速为60r/min的螺杆挤出机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5﹪。
实施例7制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、三丙烯基氰脲酸酯TAC的质量比为100.01:100:3。
实施例8
步骤(1).将100gEVM、0.02g硫磺与3g三烯丙基异氰脲酸酯TAIC混合均匀后,40℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与90gEVA混合均匀后,150℃下加入到螺杆转速为80r/min的螺杆挤出机动态硫化4分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为52﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为8﹪。
实施例8制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC的质量比为100.02:90:3。
实施例9
步骤(1).将100gEVM、0.05g过氧化二异丙苯DCP与2.5g对醌二肟GMF混合均匀后,50℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与83gEVA混合均匀后,160℃下加入到螺杆转速为100r/min的螺杆挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为55﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为10﹪。
实施例9制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP、对醌二肟GMF的质量比为100:83:0.05:2.5。
实施例10
步骤(1).将100g EVM、0.08g环氧树脂与2g二硫化四甲基秋兰姆TMTD混合均匀后,60℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与77g EVA混合均匀后,165℃下加入到螺杆转速为120r/min的螺杆挤出机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为58﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为12﹪。
实施例10制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二硫化四甲基秋兰姆TMTD的质量比为100.08:77:2。
实施例11
步骤(1).将100gEVM、0.1g过氧化二异丙苯DCP与0.5g烷基化三亚乙基四胺二硫化秋兰姆TATD混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与71gEVA混合均匀后,170℃下加入到螺杆转速为150r/min的螺杆挤出机动态硫化1分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为60﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为15﹪。
实施例11制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP、烷基化三亚乙基四胺二硫化秋兰姆TATD的质量比为100:71:0.1:0.5。
实施例12
步骤(1).将100gEVM、0.12g二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、1g三烯丙基氰脲酸酯TAC与1g三烯丙基异氰脲酸酯TAIC混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与67gEVA混合均匀后,175℃下加入到螺杆转速为160r/min的螺杆挤出机动态硫化1分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为62﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为16﹪。
实施例12制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、三烯丙基氰脲酸酯TAC、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC的质量比为100:67:0.12:1:1。
实施例13
步骤(1).将100gEVM、0.18g二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、1g三烯丙基氰脲酸酯TAC与1g二硫化四甲基秋兰姆TMTD混合均匀后,90℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与60gEVA混合均匀后,170℃下加入到螺杆转速为160r/min的螺杆挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为65﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为19﹪。
实施例13制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、三烯丙基氰脲酸酯TAC、二硫化四甲基秋兰姆TMTD的质量比为100:60:0.18:1:1。
实施例14
步骤(1).将100gEVM、0.22g硫磺、0.5g三烯丙基氰脲酸酯TAC、0.8g对醌二肟与1g二硫化四甲基秋兰姆TMTD混合均匀后,120℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与63gEVA混合均匀后,190℃下加入到螺杆转速为180r/min的螺杆挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为55﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为21﹪。
实施例14制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、三烯丙基氰脲酸酯TAC、对醌二肟、二硫化四甲基秋兰姆TMTD的质量比为100.22:63:0.5:0.8:1。
实施例15
步骤(1).将100gEVM、0.15g叔丁酚醛树脂与1.5g抗氧剂1010混合均匀后,80℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与63gEVA混合均匀后,180℃下加入到螺杆转速为180r/min的螺杆挤出机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为65﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为20﹪。
实施例15制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂1010的质量比为100.15:63:1.5。
实施例16
步骤(1).将100gEVM、0.18g酚醛树脂与1.2g抗氧剂4010混合均匀后,90℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与59gEVA混合均匀后,185℃下加入到螺杆转速为60r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为68﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为22﹪。
实施例16制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂4010的质量比为100.18:59:1.2。
实施例17
步骤(1).将100gEVM、0.2g环氧树脂与1.0g抗氧剂4020混合均匀后,100℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与55gEVA混合均匀后,190℃下加入到螺杆转速为80r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化4分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为70﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为24﹪。
实施例17制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂4020的质量比为100.2:55:1。
实施例18
步骤(1).将100gEVM、0.25g环氧树脂、0.5g抗氧剂4010与1g抗氧剂4020混合均匀后,110℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与52gEVA混合均匀后,195℃下加入到螺杆转速为100r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为72﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为25﹪。
实施例18制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂4010、抗氧剂4020的质量比为100.25:52:0.5:1。
实施例19
步骤(1).将100gEVM、0.3g环氧树脂、0.2g抗氧剂1010与1g抗氧剂4020混合均匀后,100℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与65gEVA混合均匀后,185℃下加入到螺杆转速为100r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为77﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为25﹪。
实施例19制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂1010、抗氧剂4020的质量比为100.3:65:0.2:1。
实施例20
步骤(1).将100gEVM、0.29g环氧树脂、0.5g抗氧剂1010、0.5g抗氧剂4010与0.5g抗氧剂4020混合均匀后,110℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,195℃下加入到螺杆转速为100r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化4分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为70﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为25﹪。
实施例20制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、抗氧剂1010、抗氧剂4010、抗氧剂4020的质量比为100.29:50:0.5:0.5:0.5。
实施例21
步骤(1).将100gEVM、0.28g酚醛树脂与1g1,3-二特丁基过氧化二异丙苯混合均匀后,120℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与50gEVA混合均匀后,200℃下加入到螺杆转速为120r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为75﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为26﹪。
实施例21制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、1,3-二特丁基过氧化二异丙苯的质量比为100.28:50:1。
实施例22
步骤(1).将100gEVM、0.3g酚醛树脂与0.1g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,130℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与47gEVA混合均匀后,205℃下加入到螺杆转速为140r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为78﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为28﹪。
实施例22制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP的质量比为100.3:47:0.1。
实施例23
步骤(1).将100gEVM、0.32g乙烯基三甲氧基硅烷与3g1,3-二特丁基过氧化二异丙苯混合均匀后,130℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与47gEVA混合均匀后,205℃下加入到螺杆转速为150r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化1分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为80﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为29﹪。
实施例23制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、1,3-二特丁基过氧化二异丙苯的质量比为100.32:47:3。
实施例24
步骤(1).将100gEVM、0.35g酚醛树脂与30g膨胀石墨EG混合均匀后,140℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与45gEVA混合均匀后,210℃下加入到螺杆转速为160r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为78﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为30﹪。
实施例24制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、膨胀石墨EG的质量比为100.35:45:30。
实施例25
步骤(1).将100gEVM、0.38g酚醛树脂与5g羟基硅油HSO混合均匀后,150℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与43gEVA混合均匀后,215℃下加入到螺杆转速为180r/min的往复式单螺杆销钉挤出机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为79﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为31﹪。
实施例25制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、羟基硅油HSO的质量比为100.38:43:5。
实施例26
步骤(1).将100gEVM、0.4g环氧树脂与120g氢氧化铝ATH混合均匀后,160℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与41gEVA混合均匀后,220℃下加入到转子转速为60r/min的密炼机动态硫化5分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为76﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为32﹪。
实施例26制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、氢氧化铝ATH的质量比为100.4:41:120。
实施例27
步骤(1).将100gEVM、0.38g硫磺与100g氢氧化镁MH混合均匀后,170℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与40gEVA混合均匀后,225℃下加入到转子转速为80r/min的密炼机动态硫化4分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为77﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为33﹪。
实施例27制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、氢氧化镁MH的质量比为100.38:40:100。
实施例28
步骤(1).将100gEVM、0.42g硫磺与20g蒙脱土MMT混合均匀后,180℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与38gEVA混合均匀后,230℃下加入到转子转速为100r/min的密炼机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为73﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为35﹪。
实施例28制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、蒙脱土MMT的质量比为100.42:38:20。
实施例29
步骤(1).将100gEVM与0.45g二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB混合均匀后,190℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶、10g硼酸锌FB与35gEVA混合均匀后,235℃下加入到转子转速为120r/min的密炼机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为74﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为36﹪。
实施例29制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、硼酸锌的质量比为100:35:0.45:10。
实施例30
步骤(1).将100gEVM、0.46g二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB与5g高氮阻燃剂MCA混合均匀后,180℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与34gEVA混合均匀后,240℃下加入到转子转速为140r/min的密炼机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为75﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为38﹪。
实施例30制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、高氮阻燃剂MCA的质量比为100:34:0.46:5。
实施例31
步骤(1).将100gEVM、0.48g二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB与3g硅胶混合均匀后,200℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与33.4gEVA混合均匀后,245℃下加入到转子转速为150r/min的密炼机动态硫化3分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为75﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为39﹪。
实施例31制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、二-(叔丁基过氧异丙基)苯BIPB、硅胶的质量比为100:33.4:0.48:3。
实施例32
步骤(1).将100gEVM、0.5g叔丁酚醛树脂与1g硅酮粉混合均匀后,185℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与33.4gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为160r/min的密炼机动态硫化4分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为70﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例32制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、硅酮粉的质量比为100.5:33.4:1。
实施例33
步骤(1).将100gEVM、0.5g叔丁酚醛树脂与15g微胶囊化处理红磷混合均匀后,195℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与40gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为180r/min的密炼机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为60﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例33制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、微胶囊化处理红磷的质量比为100.5:40:15。
实施例34
步骤(1).将100gEVM、0.5g叔丁酚醛树脂、2g硅胶与12g微胶囊化处理红磷混合均匀后,50℃下共混,制得母胶。
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与38gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为180r/min的密炼机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为65﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例34制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、硅胶、微胶囊化处理红磷的质量比为100.5:38:2:12。
实施例35
步骤(1).将100gEVM、0.5g叔丁酚醛树脂、2g硅胶与80g氢氧化镁MH混合均匀后,200℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与36gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为180r/min的密炼机动态硫化1分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为80﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为35﹪。
实施例35制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、硅胶、氢氧化镁MH的质量比为100.5:36:2:80。
实施例36
步骤(1).将100gEVM、0.4g叔丁酚醛树脂、2g硅胶、25g膨胀石墨EG与10g微胶囊化处理红磷混合均匀后,70℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与42gEVA混合均匀后,200℃下加入到转子转速为180r/min的密炼机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为64﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例36制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、硅胶、膨胀石墨EG、微胶囊化处理红磷的质量比为100.4:42:2:25:10。
实施例37
步骤(1).将100gEVM与0.5g乙烯基三甲氧基硅烷混合均匀后,175℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶、2g过氧化二异丙苯DCP、15g微胶囊化处理红磷与38gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为180r/min的密炼机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为65﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例37制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、过氧化二异丙苯DCP、微胶囊化处理红磷的质量比为100.5:38:2:15。
实施例38
步骤(1).将100gEVM、0.4g乙烯基三乙氧基硅烷、1g三烯丙基氰脲酸酯TAC与3g过氧化二异丙苯DCP混合均匀后,180℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与40gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为160r/min的密炼机动态硫化1分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为75﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为40﹪。
实施例38制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、三烯丙基氰脲酸酯TAC、过氧化二异丙苯DCP的质量比为100.4:40:1:3。
实施例39
步骤(1).将100gEVM、0.5g乙烯基三(二甲氧基乙氧基)硅烷、3g三烯丙基氰脲酸酯TAC、1g1,3-二特丁基过氧化二异丙苯与15g微胶囊化处理红磷混合均匀后,190℃下共混,制得母胶;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎。
步骤(3).将粉碎后的母胶与40gEVA混合均匀后,250℃下加入到转子转速为160r/min的密炼机动态硫化2分钟后,出料制得耐油热塑性弹性体。
EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为80﹪,EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为25﹪。
实施例39制得的热塑性弹性体中乙烯醋酸乙烯酯交联物、乙烯醋酸乙烯酯EVA、三烯丙基氰脲酸酯TAC、1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、微胶囊化处理红磷的质量比为100.5:40:3:1:15。
实施例1~39均能在180℃的热压机中延压成片,说明热塑性弹性体具有优良的加工性能。
上述实施例中所用的过氧化二异丙苯DCP均为上海方锐达化学品有限公司生产;耐油性实验中所用实验油为IRM902标准油,Calumet Lubricants Company生产;上述实施例中所得弹性体试验均在温度为25℃、相对湿度为50﹪的环境中进行;上述实施例中所得弹性体力学性能测试使用仪器为Instron UniversalTesting Machine;使用哑铃型样品,按GB/T-528-98标准进行测试。
Claims (4)
1.一种耐油热塑性弹性体的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤(1).将乙烯醋酸乙烯酯EVM与硫化剂按照质量比为1000:0.1~5,在30℃~200℃下共混,制得母胶;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVM中醋酸乙烯酯的质量含量为50﹪~80﹪;
所述的硫化剂为硫磺、过氧化物硫化剂、含氢硅烷硫化剂、树脂类硫化剂中的一种;
当硫化剂为过氧化物硫化剂,过氧化物硫化剂只是单纯起到提供自由基的作用,乙烯醋酸乙烯酯EVM之间形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;当硫化剂为硫磺、树脂类硫化剂或含氢硅烷硫化剂,该硫化剂与乙烯醋酸乙烯酯EVM发生接枝反应,进而形成网状结构的乙烯醋酸乙烯酯交联物;
步骤(2).母胶出料后降至常温并粉碎;
步骤(3).将粉碎后的母胶与乙烯醋酸乙烯酯EVA混合均匀后,140~250℃下动态硫化1~5分钟,出料制得耐油热塑性弹性体;
如硫化剂为含氢硅烷硫化剂,步骤(1)或(3)中加入促进剂,所述的促进剂为过氧化二异丙苯或1,3-二特丁基过氧化二异丙苯,加入的促进剂与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为0.1~3:100;
所述的乙烯醋酸乙烯酯EVA中醋酸乙烯酯的质量含量为5﹪~40﹪;
加入的乙烯醋酸乙烯酯EVA与母胶中乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1:1~3。
2.如权利要求1所述的一种耐油热塑性弹性体的制备方法,其特征在于步骤(3)中动态硫化采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机或往复式单螺杆销钉挤出机,螺杆挤出机的螺杆转速为60r/min~180r/min,密炼机的转子转速为60r/min~180r/min,往复式单螺杆销钉挤出机的螺杆转速为60r/min~180r/min。
3.如权利要求1所述的一种耐油热塑性弹性体的制备方法,其特征在于步骤(1)或(3)中还可以加入添加剂,添加剂为交联助剂、抗氧化剂、促进剂、阻燃剂中的一种或多种;
所述的交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、对醌二肟、二硫化四甲基秋兰姆、烷基化三亚乙基四胺二硫化秋兰姆中的一种或多种;交联助剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为0.5~3:100;
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂4010、抗氧剂4020中的一种或多种;抗氧化剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1.0~1.5:100;
所述的促进剂为过氧化二异丙苯或1,3-二特丁基过氧化二异丙苯;促进剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为0.1~3:100;
所述的阻燃剂为膨胀石墨、羟基硅油、氢氧化铝、氢氧化镁、蒙脱土、硼酸锌、高氮阻燃剂、硅胶、硅酮粉、微胶囊化处理红磷中的一种或多种,阻燃剂的加入量与乙烯醋酸乙烯酯EVM的质量比为1~120:100。
4.如权利要求1所述的一种耐油热塑性弹性体的制备方法,其特征在于步骤(1)中共混温度为50℃~180℃。
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