CN105255082B - 一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶及其制备方法，该热塑性硫化胶由以下重量份的原料制成：丙烯酸酯橡胶40‑80、三元尼龙60‑20、橡胶硫化剂0.5‑7、硫化促进剂0.5‑3、硬脂酸0.5‑2、防老剂0.5‑5。本发明的热塑性硫化胶具有优异的耐油、耐高温性能，保持橡胶高弹性能的同时具有热可塑性，可利用塑料生产工艺生产橡胶制品，减少污染，节能环保，可广泛应用于密封件、胶管、电缆等制品。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料改性领域，涉及一种热塑性硫化胶及其制备方法，具体涉及一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶及其制备方法。
背景技术
热塑性硫化胶是一种兼具橡胶和塑料的双重特性，在使用温度下显示橡胶高弹性，在高温下又能塑化成型加工的新型高分子材料。热塑性硫化胶一般采用动态硫化技术制备，在较高温度场和剪切场的混合作用下，橡胶相在形成交联网络的同时被剪切、破碎、分散，最终以1-2μm的橡胶颗粒分散于塑料连续相中，橡胶粒子间没有化学键的相互作用，而是被很薄的塑料连续相所包围，这种特殊的海岛结构赋予热塑性弹性体良好的力学性能和加工性能。
热塑性硫化胶中交联的橡胶粒子是被塑料相所包围，在高温加热的条件下表现出热塑性，因此可通过使用挤出、注塑、吹塑、压延等塑料成型方法对其进行加工。通过塑料的加工方式可有效降低生产设备成本，提高生产效率，减少对环境的污染，最重要的是可以像塑料一样重复加工，循环利用，减少对环境的污染，这也为废旧橡胶的循环利用开辟了新的途径。
丙烯酸酯橡胶其主链为饱和结构、侧基为极性酯基，因此具有优异的高温耐油性能，三元尼龙具有熔点低，柔软性好等特点，便于加工。丙烯酸酯橡胶和尼龙都具有极性基团，二者表面能较为接近，因而具有良好的相容性，这为丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶良好的加工性能和使用性能提供了理论依据。
中国专利CN102585416A公布了一种耐高温、耐油型热塑性硫化胶，该热塑性硫化胶由丙烯酸酯橡胶和聚酯为基体制得。中国专利CN103044696A公布了一种热塑性硫化胶的制备方法，该方法通过将部分橡胶和塑料预混后，在动态硫化过程中加入剩余塑料的方法制备热塑性硫化胶。中国专利CN1508170A公布了一种热塑性硫化胶的制备方法，该方法先将橡胶和塑料预混,再制备橡胶母胶，然后进行动态硫化,该方法将塑料一次性加入，不利于硫化剂和促进剂及其他加工助剂在橡胶中的充分分散，中国专利CN101696279A公布了一种热塑性硫化胶的制备方法，该方法通过预先准备反应性一步料、硫化剂母胶、促进剂母胶，然后共混熔融动态交联以制备热塑性硫化胶，虽然分散性较好，但制备工艺繁琐，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于制备一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。
本发明的另一目的是提供所述的热塑性硫化胶的制备方法。
本发明具体技术措施如下，其中所述原料分数除特殊说明外，均为质量份数。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶，其特征在于：该热塑性硫化胶由以下质量份数的原料制成：
该热塑性硫化胶是在混合器中，在150-240℃下动态硫化制得。
所述的所述丙烯酸酯橡胶是环氧型、羧酸型及活性氯型丙烯酸酯橡胶中的一种或几种。所述的三元尼龙是由尼龙6/尼龙66/尼龙1010三种共聚物单体的共聚材料。所述橡胶硫化剂为皂类/硫磺并用硫化体系、N,N'-二(亚肉桂基-1,6-己二胺)硫化体系、TCY(1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪)硫化体系中的一种或几种。所述防老剂为TK100、防老剂4010、防老剂1010中的一种或几种。
为了得到本发明的热塑性硫化胶，本发明还提供了一种制备上述热塑性硫化胶的方法，具体步骤为：
(1)将丙烯酸酯橡胶和三元尼龙分别在80℃下干燥8小时。
(2)将步骤(1)所得三元尼龙和橡胶硫化剂、促进剂、硬脂酸、防老剂在挤出机上挤出造粒并烘干，制得三元尼龙母粒。
(3)将步骤(1)所得丙烯酸酯橡胶投入密炼机内，待转矩平衡后加入步骤(2)所得母粒，在密炼机内完成动态硫化，既得本发明热塑性硫化胶。
本发明采用丙烯酸酯橡胶和三元尼龙为基体，制得一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性塑性硫化胶。
本发明的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶的性能测试方法如下：按GB/T528-1998进行力学性能测试。按照GB/T 1690-2010进行硫化胶的耐油性能测试，实验液体为46#抗磨液压油，实验条件100℃×72h。按GB/T 3512-2001进行硫化胶的老化性能测试，实验条件100℃×72h。
本发明的热塑性硫化胶具有优异的耐油、耐高温性能，保持橡胶高弹性的同时具有热可塑性可利用塑料生产工艺生产橡胶制品，减少污染，节能环保，可广泛应用于密封件、胶管、电缆等制品
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例所用丙烯酸酯橡胶和三元尼龙使用前均需80℃下烘干8h，其中，丙烯酸酯橡胶为活性氯型，尼龙为三元尼龙。
实施例1
制备质量比为70/30的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。
操作步骤如下：
将189g三元尼龙、4.41g硬脂酸、2.21g硫磺、26.46g硬脂酸钠、2,65g硬脂酸钾在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒75g，丙烯酸酯橡胶147g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
实施例2
制备质量比为80/20的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。与实施例1不同之处在于物料质量不同。
操作步骤如下：
将126g三元尼龙、5.04g硬脂酸、2.52g硫磺、30.18g硬脂酸钠、3.02g硬脂酸钾在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒55.59g，丙烯酸酯橡胶168g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
实施例3
制备质量比为60/40的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。与实施例1不同之处在于物料质量不同。
操作步骤如下：
将252g三元尼龙、3.78g硬脂酸、1.89g硫磺、22.68g硬脂酸钠、2.27g硬脂酸钾在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒94.21g，丙烯酸酯橡胶126g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
实施例4
制备质量比为70/30的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。与实施例1不同之处在于硫化体系不同，使用TCY(1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪)硫化体系。
操作步骤如下：
将189g三元尼龙、4.41g硬脂酸、2.21g硫磺、8.82g硬脂酸锌、6.63硫化剂TCY(1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪)、6.63g促进剂PZ在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒72.57g，丙烯酸酯橡胶147g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
实施例5
制备质量比为70/30的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。与实施例1不同之处在于硫化体系不同，使用N,N'-二(亚肉桂基-1,6-己二胺)硫化体系。
操作步骤如下：
将189g三元尼龙、4.41g硬脂酸、2.21g硫磺、8.82g硬脂酸锌、13.23g硫化剂N,N'-二(亚肉桂基-1,6-己二胺)、在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒72.57g，丙烯酸酯橡胶147g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
实施例6
制备质量比为70/30的丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶。与实施例1不同在于加入防老剂TK100。
操作步骤如下：
将189g三元尼龙、4.41g硬脂酸、2.21g硫磺、26.46g硬脂酸钠、2,65g硬脂酸钾、17.64g防老剂TK100在双螺杆挤出机上175℃混合挤出造粒，制得母粒。称取所得母粒80.79g，丙烯酸酯橡胶147g在密炼机内进行动态硫化，动态硫化温度170℃，转子转速60r/min，得到丙烯酸酯/尼龙热塑性硫化胶，170℃模压成型后进行性能测试，热塑性硫化胶性能见表1。
表1丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶的性能
Claims (4)
1.一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于：
该热塑性硫化胶由以下质量份的原料制成：
丙烯酸酯橡胶 40-70；
三元尼龙 60-30；
橡胶硫化剂 0.5-7；
硫化促进剂 0.5-3；
硬脂酸 0.5-2；
防老剂 0.5-5；
所述橡胶硫化剂为皂类/硫磺并用硫化体系、N,N'-二(亚肉桂基-1,6-己二胺)硫化体系中的一种或几种；
该热塑性硫化胶的制备方法包括如下操作步骤：
（1）将丙烯酸酯橡胶和三元尼龙分别在80℃下干燥8小时；
（2）将步骤（1）所得三元尼龙和橡胶硫化剂、硫化促进剂、硬脂酸、防老剂在挤出机上挤出造粒并烘干，制得三元尼龙母粒；
（3）将步骤（1）所得丙烯酸酯橡胶投入密炼机内，待转矩平衡后加入步骤（2）所得母粒，在密炼机内150-240℃下完成动态硫化，即得热塑性硫化胶。
2.如权利要求1所述的热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸酯橡胶是环氧型、羧酸型及活性氯型丙烯酸酯橡胶中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于：所述的三元尼龙是由尼龙6/尼龙66/尼龙1010三种共聚物单体的共聚材料。
4.如权利要求1所述的热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于：所述防老剂为防老剂TK100、防老剂4010、防老剂1010中的一种或几种。
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