CN1066170C - 橡塑弹性体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种橡塑弹性体材料，是采用马来酸酐对聚丙烯接枝的聚丙烯，用胺类引发剂对丁腈橡胶进行胺基化了的丁腈橡胶，以及氯化聚乙烯、增塑剂、硬脂酸、四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]、二氯化锡，按比例塑炼而成的弹性体材料，该产品可用热塑性塑料的加工方法成型加工，不用橡胶制品的硫化复杂工艺，可节约能源，降低成本，提高劳动生产率。该材料可用于耐热油制品，如：密封件、管材等，性能指标达到原橡胶制品的要求。
Description
本发明属于高分子聚合物热塑弹性体材料及其制备方法。
在本发明以前，橡塑共混制造热塑性弹性体是八十年代发展起来的新型材料，这种材料在常温下表现为橡胶的性质，但是可用传统的塑料成型加工方法制造，如：挤出、注射、模压等方式。据美国〔A.Y.Coran，Rubb，Chen，Technol，1985，56(2)，1044〕介绍，美国1985年A.Y.CoRAN等人用增容法制成了工艺相容的丁腈橡胶/聚丙烯共混型热塑弹性体，并申请了美国专利(US.4455139，1982)，美国MONSANTO公司采用了这一技术，并制得了商品〔Elastomeric，1985，117(10)，35-36〕商品名称为Geolast701-80，701-87，703-40系列产品。其工艺是在端胺基丁腈橡胶上硫化生成少量的接枝物，这样来改善聚丙烯/丁腈橡胶之间的相容性，效果很好，其产品的物理性能指标为：拉伸强度14.1MPa，断裂伸长率390％，压缩永久变形(100℃×22h)39％，吸油率(机油)(125℃×70h)12％。传统的橡塑弹性体材料，一般都是采用橡胶硫化工艺加工成型，工艺复杂。
本发明为了克服已有技术的不足，提出了新的技术方案，在已有技术的弹性材料基础上，同时加入马来酸酐接枝的聚丙烯和胺基化的丁腈橡胶及并用氯化乙烯增加其相容性。
本发明的要点是：首先将马来酸酐与聚丙烯接枝，以增加橡塑混炼时的相容性，马来酸酐与聚丙烯是按一定比例在捏合机中捏合后，再加入引发剂偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰，在挤出机中挤出造粒，即成为接枝过的聚丙烯；丁腈橡胶是在加2-硫醇基苯并咪唑后，以双辊开炼机中塑炼，而后加入胺类引法剂，使其胺基化，即成为胺基化的丁腈橡胶；在双辊开炼机上，将上述接枝过的聚丙烯、胺基化的丁腈橡胶、氯化聚乙烯、增塑剂、硬酯酸、四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]、二氯化锡按比例塑炼成片状，切粒即成为本发明的橡塑弹性体材料。
本发明的橡塑弹性体材料的配方是(重量％)：
丁腈橡胶NBR(已胺基化) 20～60
聚丙烯PP(已接枝) 72.8～15
氯化聚乙烯CPE 5～10
四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸] 0.1～0.5
硬酯酸HSt 0.1～0.5
邻苯二甲酸二辛脂DOP 1～9
二氯化锡SnCl2.2H2O 1～5
本发明对丁腈橡胶NBR进行胺基化的胺种类有二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、二甲基甲酰胺，可以任取一种，也可任取二种，但总重量份不变。配方中的邻苯二甲酸二辛脂(DOP)，也可用等份的邻苯二甲酸二丁脂(DBP)代替，硬脂酸为润滑剂，邻苯二甲酸二辛脂(DOP)或邻苯二甲酸二丁脂(DBP)为增塑剂，二氯化锡SnCl2.2H2O为促进剂。
本发明的橡塑弹性体材料的制备按如下步骤进行：
(1)、马来酸酐与聚丙烯接枝：
将100重量份的聚丙烯在恒温箱中升至100℃后，加入1～20重量份的马来酸酐，以10重量份为佳，再移入转数1000转/分钟的捏合机中捏合5分钟左右，而后滴加引发剂偶氮二异丁腈0.1～10重量份，以0.5重量份为佳，或者以等重量份的过氧化二苯甲酰代替，倒入挤出机中，挤出机的三段温度为120～140～170℃、螺杆转数为25转/分钟左右，挤出造粒备用。
(2)、制备胺基化的丁腈橡胶：
将100重量份的丁腈橡胶加入0.1～10重量份的2-硫醇基苯并咪唑，以1重量份为佳，在双辊开炼机中塑炼，温度100℃左右，塑炼2分钟后，再添加0.5～5重量份的胺类，混炼2分钟左右后，备用。
(3)、橡塑弹性体材料的制备：
将上述配方中各配料对应的重量份，加入双辊开炼机中，辊温200℃左右，塑炼5分钟左右，即成片状，而后切粒即成。
本发明的橡塑弹性体材料与已有技术的材料相比，具有如下优点：该材料可用热塑性塑料加工方法成型加工，不需用橡胶制品硫化的复杂工艺；已有技术的材料只是在端胺基丁腈橡胶上硫化生成少量接枝物，丁腈橡胶与聚丙烯之间的相容性关键在于接技物，而本发明的橡塑弹性体材料中的丁腈橡胶的胺基化接枝，大大优于已有技术，大大提高了橡塑共炼的相容性；已有技术是二元共混，即：聚丙烯与丁腈橡胶，本发明是三元共混，即：聚丙烯、氯化聚乙烯、丁腈橡胶，其产品的物理性能指标为：拉伸强度14.0MPa，断裂伸长率410％，压缩永久变形(100℃×22h)35％，吸油率(机油)12％。很明显可以看出压缩永久变形优于已有技术，其余指标均接近，本发明的产品工艺合理、简单，可以替代氟橡胶材料，用于耐热密封圈材料及耐热油胶管材料，可大幅度降低成本，节约能源。本发明材料的郭氏硬度A为79；在热空气老化后，硬度变化为3％，拉伸强度变化为11％，伸长率变化为-20％；在热油中老化后，硬度变化为3％，拉伸强度变化为10％，伸长率变化为-8％，重量变化为-3％。
本发明的实施例：
将10千克聚丙烯在恒温箱升至100℃后，加入0.3千克马来酸酐，移入转数1000转/分钟的捏合机捏合5分钟后，滴加入0.3千克偶氮二异丁腈，倒入三段温度为120～140～170℃的挤出机中，其螺杆转数为25转/分钟，挤出造粒备用；将10千克的丁腈橡胶加入0.3千克的2-硫醇基苯并咪唑，在双辊开炼机中塑炼，温度100℃，2分钟后，添加0.3千克三乙醇胺，混炼一分钟后，备用；将上述方法制出的聚丙烯28.9千克，丁腈橡胶40千克，以及氯化聚乙烯7.5千克，四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]0.3千克，硬脂酸HSt 0.3千克，邻苯二甲酸二丁脂5千克，二氯化锡SnCl22H2O3千克加入双辊开炼机中，辊温200℃，塑炼5分钟即成片状，而后切粒即为产品。
Claims (6)
1．一种橡塑弹性体材料，它包括有用马来酸酐接枝的聚丙烯、胺基化的丁腈橡胶、氯化聚乙烯、四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]、硬脂酸HSt、增塑剂DOP、二水二氯化锡组成，其特征在于其配方重量百分组成为：
丁腈橡胶NBR 20～60
氯化聚乙烯CPE 5～10
聚丙烯PP 72.8～15
四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸] 0.1～0.5
硬酯酸HSt 0.1～0.5
邻苯二甲酸二辛脂DOP 1～9
二氯化锡SnCl22H2O 1～5
2．根据权利要求1所述的橡塑弹性体材料，其特征在于用马来酸酐接枝聚丙烯的做法是：将100重量份的聚丙烯在恒温箱中升至100℃后，加入1-20重量份的马来酸酐，再移入转数1000转/分钟的捏合机中捏合5分钟，而后滴加引发剂偶氮二异丁腈0.1～10重量份或等重的过氧化二苯甲酰，倒入挤出机中，挤出机的三段温度为120～140～170℃、螺杆转数为25转/分钟，挤出造粒。
3．按照权利要求1或2所述的橡塑弹性材料，其特征在于胺基化的丁腈橡胶的制法是将100重量份的丁腈橡胶加入0.1～10重量份的2-硫醇基苯并咪唑，在双辊开炼机中塑炼，温度100℃，塑炼2分钟后，再添加0.5～5重量份的胺类，混炼二分钟即成。
4．按照权利要求1或3所述的橡塑弹性体材料，其特征在于用于对丁腈橡胶胺化的胺类是指二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、二甲基甲酰胺，可以取一种，也可任取两种，但总份数不变。
5．按照权利要求1或2所述的橡塑弹性体材料，其特征在于邻苯二甲酸二辛脂可以用等份的邻苯二甲酸二丁脂代替。
6．按照权利要求1所述的橡塑弹性体材料的制备方法，其特征在于用马来酸酐接枝的聚丙烯、胺基化的丁腈橡胶、氯化聚乙烯、四季戊四醇酯[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂、二氯化锡，按配方中各配料对应的重量份，加入双辊开炼机中，辊温200℃，塑炼5分钟成片状，切粒即成。
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