CN110791030A - 一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法 - Google Patents

一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法 Download PDF

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赵天琪
陈名行
王一囡
王清才
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Abstract

本发明提供了一种动态硫化制备的卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法。按照质量分数计，其组成：卤化丁基橡胶100份，聚丙烯，10～50份，苯乙烯‑异丁烯‑苯乙烯热塑性弹性体5‑100份，硫化剂0.1～5份，氧化镁0.1～5份，填料0.1～20份，增塑剂5‑60份。本发明先把卤化丁基橡胶与苯乙烯‑异丁烯‑苯乙烯弹性体、填料、增塑剂、聚丙烯和吸酸剂在高温密炼机中混合均匀，然后降温加入硫化剂，并进行橡胶造粒，最后把粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化制备卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体。本发明的卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体性采用无锌硫化剂，并且加入苯乙烯‑异丁烯‑苯乙烯热塑性弹性体，在较低的增塑剂情况下，保持较高的回弹性。

Description

一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法
技术领域
本发明涉及一种动态硫化无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，属于高分子材料加工领域。
背景技术
丁基橡胶及卤化丁基橡胶其良好的不渗透性、物理化学性能以及优异的耐热及抗老化性能使其成为胶塞的最佳原材料。
丁基橡胶及卤化丁基橡胶用胶塞的硫化体系是决定胶塞质量要求的主要因素，必须满足以下几个要求：无毒、无臭、无味，适宜的硫化速度和交联度，迁移性小，药物对其抽提性低。由于硫磺和促进剂的析出容易污染药物，氧化锌的生物毒性等问题，胶塞的硫化体系已经由先前的硫黄氧化锌体系转向无硫无锌的硫化体系。
人们尝试研究了多种无硫无锌的卤化丁基橡胶硫化体系，如过氧化物硫化体系、三嗪类硫化体系、胺类硫化体系等。这些硫化体系的最大优点是不必使用含锌的化合物(氧化锌，硬脂酸锌等)。
动态硫化热塑性弹性体(TPV)是一种介于橡胶和塑料之间的材料。它与橡胶同样是弹性体，却又能以塑料相同的加工成型方法加工。由于其高性能、易加工和可回收特性使其在汽车业、建筑、医疗等行业得到广泛推广应用。
CN201410828844.5公开了一种热塑性溴化丁基橡胶(BIIR)材料，把溴化丁基橡胶与聚丙烯(PP)在高温混炼机中混合，低温下加入硫化剂，最后在双螺杆挤出机中动态硫化制备具有热塑性的溴化丁基橡胶弹性体。其硫化体系采用酚醛硫化树脂与氧化锌并用的硫化体系，含有部分氧化锌，并且为降低硬度，添加了大量的石蜡油(按100份溴化丁基橡胶计算，超过80份)。
CN201610737400.X公布了采用两种过氧化物与HVA-2并用的交联体系制备BIIR/PP-TPV，其中两种过氧化物的半衰期不同，添加氧化镁为防焦剂，在公布的资料中，添加超过100份(按100份BIIR胶计算)的石蜡油，具有潜在的油析出问题。
US6946522B2公开了一种氯化丁基橡胶与聚丙烯的动态硫化热塑性弹性体，按照100份氯化丁基橡胶计算，采用30-40份的SEEPS，聚丙烯20-25份，采用45-55份增塑油，硫化剂采用氧化锌，制备硬度在50A左右的动态硫化热塑性弹性体。
US6946522B2公开了一种采用三嗪衍生物动态硫化制备卤化丁基橡胶热塑性弹性体的方法，采用硫化剂DB(2-二丁基胺-4，6二硫醇均三嗪)作为动态硫化卤化丁基橡胶的硫化剂，按照100份橡胶，聚丙烯用量低于10份。
本发明公开了一种不含氧化锌的卤化丁基橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体，该弹性体添加苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体，平衡硬度和高气密性，降低增塑油的用量，改善油析出的风险。
发明内容
1.本发明的目的
本发明的目的是针对上述问题，提供一种动态硫化卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法。本发明选用卤化丁基橡胶，选用无锌硫化剂2-二丁基胺-4，6二硫醇均三嗪，选用苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体保持产品的低硬度、低压缩永久变形和气密性。
2.技术方案
本发明目的可以通过以下技术方案实现：
Figure BDA0002301635660000021
其中所述卤化丁基橡胶为氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶，氯化丁基橡胶其门尼粘度30～60，氯含量含量1～2％；溴化丁基橡胶其门尼粘度30～60，溴含量含量1～3％。
所述聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。
所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体，用量5～100份。
所述硫化剂为DB(2-二丁基胺-4，6二硫醇均三嗪)，用量0.1～5份。
所述吸酸剂为氧化镁，用量0.1～5份。
所述增塑剂为聚异丁烯油或高分子量石蜡油，用量5～60份
所述填料为滑石粉。
本发明提供一种动态硫化卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1)橡胶混炼：先把卤化丁基橡胶与聚丙烯、热塑性弹性体、吸酸剂、增塑剂或填料在高温密炼机中混合均匀，然后在常温下加入硫化剂。把混炼胶进行橡胶造粒。
步骤2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170～200℃，螺杆转速150～400rpm。
3.有益效果
本发明通过卤化丁基橡胶硫化体系的优选，本发明公开了一种不含氧化锌的卤化丁基橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体，通过添加苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体，平衡硬度和高气密性，降低增塑剂的用量，改善油析出的风险。
具体实施方式
对比例1
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
对比例2
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000042
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
对比例3
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000051
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
实施1
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000052
Figure BDA0002301635660000061
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
实施例2
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000062
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
实施例3
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000071
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
实施例4
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000072
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
实施例5
卤化丁基橡胶聚丙烯动态硫化配方组成如下，各组分均以重量份数计。
Figure BDA0002301635660000082
制备工艺：
(1)橡胶造粒：高温密炼机中，把氯化丁基橡胶与聚丙烯、氧化镁、石蜡油混合均匀下片，室温下加入硫化剂，然后在橡胶造粒机中进行造粒。
(2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170℃～190℃，螺杆转速200rpm。
比较例和实施例的物性和动态硫化拉条质量列于表1。
测试标准和测试方法均按照相关国家标准进行。
表1对比例和实施例性能和工艺表现
由表1可知：
1)比较例1中的增塑油用量80份，切粒出现发粘现象；比较例2的PP用量20份，TPV拉条比较粗糙；比较例3的PP用量50份，虽然TPV的拉条切粒好，但硬度较高。
2)实施例1～实施例3中，添加苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体Sibstar-102T后，改善了TPV的拉条外观，并且可以保持较低的硬度。

Claims (5)

1.一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，其特征在于：包含共混以下组分：
其中所述卤化丁基橡胶为氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶，
所述的苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，其特征在于：所述硫化剂为三嗪衍生物硫化剂，其中包括2-二丁基胺-4，6二硫醇均三嗪。
3.根据权利要求1所述的一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，其特征在于：所述苯乙烯类弹性体为苯乙烯-异丁烯-苯乙烯热塑性弹性体，苯乙烯含量10～30％。
4.根据权利要求1所述的一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，其特征在于：述增塑剂为异丁烯油或高分子量石蜡油。
5.根据权利要求1～4所述的一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)橡胶混炼：先把卤化丁基橡胶与聚丙烯、热塑性弹性体、吸酸剂、增塑剂或填料在高温密炼机中混合均匀，然后在常温下加入硫化剂。把混炼胶进行橡胶造粒；
步骤2)动态硫化：把橡胶粒子投入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，螺杆温度170～200℃，螺杆转速150～400rpm。
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