CN112745680B - 一种橡胶填充油及其制备方法和应用及一种epdm/pp热塑性弹性体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热塑性弹性体材料生产技术领域,公开了一种橡胶填充油及其制备方法和应用及一种EPDM/PP热塑性弹性体。该橡胶填充油中含有29.5‑70重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,28.5‑70重量%的4010环烷油,以及0.5‑1.5重量%的聚乙烯‑醋酸乙烯酯。本发明提供的新型橡胶填充油具有较高的闪点和运动粘度,与EPDM具有较好的相容性,因此制得的EPDM/PP热塑性弹性体材料具有较高的拉伸强度。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体材料生产技术领域,具体地,涉及一种橡胶填充油及其制备方法和应用,以及一种含有所述橡胶填充油的EPDM/PP热塑性弹性体。
背景技术
EPDM/PP热塑性弹性体材料是最早走向市场的一类热塑性弹性体,具有良好的物理性能,并且可以采用热塑性塑料加工设备和工艺进行加工,广泛应用于家用电器、电线电缆、建筑、汽车等行业。
在EPDM/PP TPV产品生产过程中,要得到不同硬度的TPV产品,需要填充一定比例的橡胶油,目前TPV产品生产主要使用的是石蜡油或环烷油。
文献(郭红革等,动态硫化EPDM/PP共混型热塑性弹性体的研究;橡胶工业,1998,第4期:195~199页)报道了采用环烷油制备EPDM/PP TPV 复合材料,其环烷油添加量为30-50份时,拉伸强度达到8.92MPa,断裂伸长率达到340%。但是环烷油闪点较低,在TPV制备过程中容易挥发产生气味并存在安全隐患。
CN102786742A公开了一种氮磷体系无卤阻燃TPV材料,该材料是由 EPDM、PP、石蜡油、硫化剂先在混炼机中进行混炼,然后在双螺杆挤出机内进行动态硫化制成半成品粒子;半成品粒子中加入SEBS、氮磷阻燃剂、色母粒进行混合,最后通过水下切粒设备进行切粒制得。由于石蜡油与 EPDM相容性差,会导致渗油等问题,导致其拉伸强度也只有4.5-5.5MPa。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的橡胶填充油闪点较低或相容性差导致生产过程存在安全隐患及制备的TPV材料拉伸强度较低的缺陷,提供一种新型的EPDM/PP热塑性弹性体材料用橡胶填充油及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种橡胶填充油,该橡胶填充油中含有29.5-70重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,28.5-70重量%的 4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯。
本发明的第二方面提供一种制备前述第一方面所述的橡胶填充油的方法,该方法包括:将环保型石蜡基无色橡胶油、4010环烷油和聚乙烯-醋酸乙烯酯混合。
本发明的第三方面提供前述第一方面所述的橡胶填充油在制备 EPDM/PP热塑性弹性体材料中的应用。
本发明的第四方面提供一种EPDM/PP热塑性弹性体,该弹性体中含有 20-50重量%的EPDM,15-40重量%的PP,15-50重量%的填充油,0.1-3重量%的硫化剂,0.1-8重量%的助交联剂,0.1-2重量%的抗氧剂,10-45重量%的阻燃剂,所述填充油为前述第一方面所述的橡胶填充油。
本发明提供的新型橡胶填充油具有较高的闪点和运动粘度,与EPDM具有较好的相容性,因此制得的EPDM/PP热塑性弹性体材料具有较高的拉伸强度。
本发明所述的EPDM/PP热塑性弹性体能够应用于家用电器、电线电缆、建筑、汽车等行业中。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述,本发明的第一方面提供了一种橡胶填充油,该橡胶填充油中含有29.5-70重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,28.5-70重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)。
根据一种优选的具体实施方式,该橡胶填充油中含有45-55重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,43.5-53.5重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯。本发明的发明人发现,该优选的具体实施方式提供的橡胶填充油在用于制备EPDM/PP热塑性弹性体材料时,能够使得制得的 EPDM/PP热塑性弹性体材料具有更高的拉伸强度。
优选情况下,所述环保型石蜡基无色橡胶油的闪点≥220℃,40℃运动粘度≥100mm2/s。
优选地,所述4010环烷油的闪点≥200℃,40℃运动粘度≥150mm2/s。
为了提高由本发明的橡胶填充油获得的EPDM/PP热塑性弹性体材料的拉伸强度,优选地,所述聚乙烯-醋酸乙烯酯中的醋酸乙烯酯(VA)链节的含量为20-40重量%,更优选为28-33重量%。
如前所述,本发明的第二方面提供了一种制备前述第一方面所述的橡胶填充油的方法,该方法包括:将环保型石蜡基无色橡胶油、4010环烷油和聚乙烯-醋酸乙烯酯混合。
优选地,所述混合的条件包括:混合的时间为10-100min,混合的温度为0-50℃。进一步优选所述混合的条件包括:混合的时间为15-60min,混合的温度为10-40℃。
如前所述,本发明的第三方面提供了前述第一方面所述的橡胶填充油在制备EPDM/PP热塑性弹性体材料中的应用。
如前所述,本发明的第四方面提供了一种EPDM/PP热塑性弹性体,该弹性体中含有20-50重量%的EPDM,15-40重量%的PP,15-50重量%的填充油,0.1-3重量%的硫化剂,0.1-8重量%的助交联剂,0.1-2重量%的抗氧剂,10-45重量%的阻燃剂,所述填充油为前述第一方面所述的橡胶填充油。
更优选情况下,该弹性体中含有30-40重量%的EPDM,15-25重量%的 PP,20-35重量%的填充油,0.1-1.5重量%的硫化剂,0.5-5重量%的助交联剂,0.1-1.2重量%的抗氧剂,15-30重量%的阻燃剂。
优选地,所述阻燃剂为氮磷阻燃剂,例如可以为Doher-6000-1、塑诺弗 320、EPFR-APP241。
本发明的所述EPDM(三元乙丙橡胶)中乙烯结构单元的含量为50-70 重量%、第三单体的含量为4-6重量%;所述三元乙丙橡胶的重均分子量为 10万-40万;所述第三单体可以为本领域中常用的各种第三单体,例如可以为1,4-己二烯、双环戊二烯(DCPD)和5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)中的一种或多种,优选为5-亚乙基-2-降冰片烯。
本发明的所述PP(聚丙烯)为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
本发明的所述硫化剂例如可以为硫磺、二硫代吗啡啉、四硫化二吗啡啉、硫化剂DCP、硫化剂BIBP中的至少一种。
本发明的所述助交联剂例如可以为脂类助交联剂、二苯甲烷马来酰亚胺。
本发明的所述抗氧剂可以为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的至少一种。例如,所述抗氧剂为防老剂4020、防老剂1010、塑诺克215或塑诺克225。
本发明所述EPDM/PP热塑性弹性体可以通过双螺杆挤出得到。
本发明的所述EPDM/PP热塑性弹性体例如可以通过如下方法制备得到:将EPDM、PP、填充油、硫化剂、助交联剂、阻燃剂及抗氧剂在混炼机中进行混炼10-20min,然后在温度为180-220℃,主机200-800转/分钟的条件下,在双螺杆挤出机内进行动态硫化1-2min,最后通过水下切粒机进行切粒并经过干燥,将粒子包装成品即可。
本发明提供的所述EPDM/PP热塑性弹性体,由于采用了新型EPDM/PP 热塑性弹性体用橡胶填充油,极大的提高了材料的加工性能和机械性能,从而大大拓宽了阻燃EPDM/PP热塑性弹性体材料的应用范围,能够广泛应用在家用电器、电线电缆、建筑、汽车等行业。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中,在没有特别说明的情况下,使用的各种原料均为市售品。
以下使用的环保型石蜡基无色橡胶油的闪点为272℃,40℃运动粘度为 101mm2/s。
以下使用的4010环烷油的闪点为218℃,40℃运动粘度为158.1mm2/s。
以下实例中,使用的EVA中,VA含量为20重量%时,购自中国台湾台聚,牌号为UE633;VA含量为28重量%时,购自中国台湾台聚,牌号为UE638-04; VA含量为33重量%时,购自三井化学,牌号为150;VA含量为40重量%时,购自三井化学,牌号为40W。
以下每重量份表示10g。
制备例1:制备橡胶填充油A1
在30℃下,将环保型石蜡基无色橡胶油、4010环烷油和聚乙烯-醋酸乙烯酯混合搅拌25min。
原料用量如表1中所示,得到橡胶填充油A1。
制备例2:制备橡胶填充油A2
在20℃下,将环保型石蜡基无色橡胶油、4010环烷油和聚乙烯-醋酸乙烯酯混合搅拌45min。
原料用量如表1中所示,得到橡胶填充油A2。
制备例3:制备橡胶填充油B1
在25℃下,将环保型石蜡基无色橡胶油、4010环烷油和聚乙烯-醋酸乙烯酯混合搅拌30min。
原料用量如表1中所示,得到橡胶填充油B1。
制备例4-10:制备橡胶填充油B2至B8
采用与制备例3相同的方法进行,所不同的是,使用的原料不同。
具体原料用量如表1中所示。
对比制备例1-3:制备橡胶填充油D1至D3
采用与制备例3相同的方法进行,所不同的是,使用的原料不同。
具体原料用量如表1中所示。
表1
实施例1-10
分别按照如下制备方法制备EPDM/PP热塑性弹性体材料,所不同的是,各实施例中使用的填充油的种类不同,具体如表2中所示。
所述制备方法为:将37重量份的EPDM(3092,三井化学)、17重量份的PP(F401,扬子石化)、26重量份的EPDM/PP热塑性弹性体用橡胶填充油(自制)、0.7重量份的硫化剂(硫化剂BIBP,市售)、2重量份的助交联剂(二苯甲烷马来酰亚胺,市售)、20重量份的氮磷阻燃剂(6000- 1,Doher)及0.5重量份的抗氧剂(防老剂1010,市售)在混炼机中进行混炼15min,然后在温度为200℃,主机500转/分钟的条件下,在双螺杆挤出机内进行动态硫化1-2min,最后通过水下切粒机进行切粒并经过干燥,将粒子包装成品即得一种EPDM/PP热塑性弹性体产品。
对比例1-3
采用与实施例相同的方法进行,所不同的是,使用的填充油的种类不同,具体如表2中所示。
测试例
分别将实施例和对比例所制得的EPDM/PP热塑性弹性体材料进行如下测试,测试结果如表2所示。
(1)拉伸强度
按照ASTM D412测试,拉伸速率为500mm/min。
(2)断裂伸长率
按照ASTM D412测试,拉伸速率为500mm/min。
表2
结合表1和表2可以看出,采用本发明提供的新型EPDM/PP热塑性弹性体用橡胶填充油,能够使EPDM/PP热塑性弹性体具有更好的拉伸强度和断裂伸长率;而对比例采用单独石蜡油或环烷油,其拉伸强度和断裂伸长率较差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种橡胶填充油在制备EPDM/PP热塑性弹性体材料中的应用,其特征在于,该橡胶填充油中含有29.5-70重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,28.5-70重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯;所述聚乙烯-醋酸乙烯酯中的醋酸乙烯酯链节的含量为20-40重量%。
2.根据权利要求1所述的应用,其中,该橡胶填充油中含有45-55重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,43.5-53.5重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其中,所述环保型石蜡基无色橡胶油的闪点≥220℃,40℃运动粘度≥100mm2/s。
4.根据权利要求1或2所述的应用,其中,所述4010环烷油的闪点≥200℃,40℃运动粘度≥150mm2/s。
5.根据权利要求1或2所述的应用,其中,所述聚乙烯-醋酸乙烯酯中的醋酸乙烯酯链节的含量为28-33重量%。
6.一种EPDM/PP热塑性弹性体,该弹性体中含有20-50重量%的EPDM,15-40重量%的PP,15-50重量%的橡胶填充油,0.1-3重量%的硫化剂,0.1-8重量%的助交联剂,0.1-2重量%的抗氧剂,10-45重量%的阻燃剂,所述橡胶填充油中含有29.5-70重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,28.5-70重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯;所述聚乙烯-醋酸乙烯酯中的醋酸乙烯酯链节的含量为20-40重量%。
7.根据权利要求6所述的弹性体,其中,所述橡胶填充油中含有45-55重量%的环保型石蜡基无色橡胶油,43.5-53.5重量%的4010环烷油,以及0.5-1.5重量%的聚乙烯-醋酸乙烯酯。
8.根据权利要求6或7所述的弹性体,其中,所述环保型石蜡基无色橡胶油的闪点≥220℃,40℃运动粘度≥100mm2/s。
9.根据权利要求6或7所述的弹性体,其中,所述4010环烷油的闪点≥200℃,40℃运动粘度≥150mm2/s。
10.根据权利要求6或7所述的弹性体,其中,所述聚乙烯-醋酸乙烯酯中的醋酸乙烯酯链节的含量为28-33重量%。
11.根据权利要求6或7所述的弹性体,其中,该弹性体中含有30-40重量%的EPDM,15-25重量%的PP,20-35重量%的填充油,0.1-1.5重量%的硫化剂,0.5-5重量%的助交联剂,0.1-1.2重量%的抗氧剂,15-30重量%的阻燃剂。
12.根据权利要求6或7所述的弹性体,其中,所述阻燃剂为氮磷阻燃剂。
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