CN115232414B - 一种pvc/sbr热塑性硫化橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,包括:PVC树脂;粉末丁苯橡胶,粉末丁腈橡胶;有机锡稳定剂;抗氧剂;润滑剂;交联剂;助交联剂;增塑剂。该组合物的制备方法包括:称量物料;将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂混合,得到混合物A;将粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂混合均匀,得到混合物B;将混合物B加入到混合物A中,混合均匀,放料,得到混合物C;将混合物C剪切硫化造粒,得到所述组合物。本发明PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物具有优良的拉伸性能、重复加工性、耐油性和阻燃性,可广泛应用于汽车、玩具、办公用品等领域。
Description
技术领域
本发明属于热塑性弹性体制备领域,具体涉及一种PVC/SBR热 塑性硫化橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
PVC(聚氯乙烯)制品强度高、具有良好的阻燃性,但其韧性差, 易脆裂。尽管可以添加增塑剂制得软制品,但PVC软制品的回弹性 差,随着温度降低,软制品也会逐渐变硬,更重要的是,所添加的增 塑剂会在使用过程中不断析出,既影响制品的柔软度,所析出的增塑 剂又会对人体和环境造成潜在危害。
SBR(丁苯橡胶)在硫化后可行成三维交联网状结构,硫化胶具 有优良的弹性、耐寒性、耐磨性,但硫化胶无法进行二次塑化加工, 边角料和成品不可回收再利用,造成资源浪费,焚烧时也会造成环境 污染。
将PVC与丁苯橡胶通过动态硫化的配方工艺制得热塑性硫化橡 胶可以将PVC和丁苯橡胶的优缺点互补,制得综合性能优良的TPV (热塑性硫化橡胶)材料。但是,丁苯橡胶和PVC树脂的相容性差, PVC与过氧化物等交联剂一起加工时也会出现交联、降解、表面外 观性能差等问题,阻碍了PVC/SBR TPV的推广应用。
CN108047513A公开了一种抗油抽出的橡塑三元合金材料及制 备方法。所述材料包括:丁腈橡胶(NBR SJR 230)60~70份,丁苯 橡胶(SBR 1502)10~20份,聚氯乙烯糊树脂(PVC440)15~25 份,增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)5~10份,硬脂酸钙1~2份,硬脂酸钡1~2份。其制备方法包括:(1)预增塑工艺:将聚氯乙烯糊 树脂、硬脂酸钙、硬脂酸钡、DOS在捏和机中进行预增塑,捏合转 速为600~2500转/分钟,物料温度控制在40~60℃,时间6~10分钟;(2)塑炼:将丁腈橡胶和丁苯橡胶加入密炼机中进行塑炼,塑炼 转速为40转/分钟,塑炼时间为30分钟;(3)共混:将步骤(1)所 得的预膨化聚氯乙烯与步骤(2)所得的丁腈橡胶和丁苯橡胶塑炼胶 放入混炼机内共混,温度到150℃排胶。该专利申请的橡胶相未进行交联,会影响抗油抽出的效果。该专利申请的配方、制备方法和所要 达到的目的效果均与本发明不同。
为了解决上述技术问题,提出了本发明的PVC/SBR热塑性硫化橡 胶组合物及其制备方法。
发明内容
本发明提供了一种可重复加工、耐油性和阻燃的PVC/SBR热塑 性硫化橡胶组合物及其制备方法,解决了PVC/SBR TPV相容性差、 拉伸性能低、制品表面外观不良的问题。
本发明提供了一种PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其以质量 份计包括:PVC树脂40~60份;粉末丁苯橡胶30~40份,粉末丁 腈橡胶10~20份;有机锡稳定剂2~3份;抗氧剂1.0~1.5份; 润滑剂0.5~1.0份;交联剂0.3~0.5份;助交联剂0.2~0.4份; 增塑剂10~20份。
其中,所述粉末丁苯橡胶为非充油的、丁二烯质量含量大于70% 且小于90%的丁苯橡胶颗粒,颗粒的粒径为100μm~200μm。
其中,所述粉末丁腈橡胶为部分交联或者全交联的、丙烯腈质量 含量为30%~40%的粉末丁苯橡胶颗粒,颗粒的粒径为100μm~200 μm。
其中,所述助交联剂为异氰尿酸三烯丙基酯、二烷基二硫代磷酸 锌中的一种或两种。其中,所述PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物中, 以质量份计,含有异氰尿酸三烯丙基酯0.1~0.4份;二烷基二硫代 磷酸锌0.1~0.3份。
其中,所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类抗氧剂中 的一种或几种。
其中,所述交联剂为1,1-二(叔丁基过氧)环己烷。
其中,所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯(TOTM)。
本发明还提供了制备上述PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物的方 法,包括:
(1)按照配方称量所需物料;
(2)将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂混 合,得到混合物A;
(3)将粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂混合 均匀,得到混合物B;
(4)将混合物B加入到混合物A中,混合均匀,放料,得到混 合物C;
(5)将混合物C剪切硫化造粒,得到所述的PVC/SBR热塑性硫 化橡胶组合物。
其中,所述步骤(2)中,将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、 润滑剂、增塑剂加入到高速混合机中,在90-120℃下(优选100℃) 下混合10-20min。(优选10min)
其中,所述步骤(4)中,将混合物B加入到高速混合机中的混 合物A中,混合3-10min(优选5min)。
其中,所述步骤(5)中,将混合物C于双螺杆挤出机中剪切硫 化造粒,得到所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物。
本发明具有以下有益技术效果:
(1)本发明PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物具有优良的重复加 工性、耐油性和阻燃性,可广泛应用于汽车、玩具、办公用品等领域。
(2)本发明中,粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶与PVC在双螺杆 混合塑炼的条件下能够使粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶与PVC实现良 好的动态交联混合,使丁苯橡胶颗粒、丁腈橡胶颗粒在PVC流动相内 得到充分剪切、细化、分散,从而实现了丁苯橡胶之间、丁苯橡胶与丁腈橡胶之间、丁腈橡胶之间的三种橡胶颗粒相在PVC流动相内的就 地硫化交联,制得了性能优良的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物。
(3)本发明采用PVC与稳定剂、抗氧剂、增塑剂先混合均匀后 再加入粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂的混合物进 行共混的工艺,可以有效提高PVC塑料相的流动性,并提高橡胶相的 交联度,制品无异味。
(4)交联剂1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、助交联剂异氰尿酸 三烯丙基酯和二烷基二硫代磷酸锌具有良好的协同增效作用,制得的 热塑性硫化橡胶组合物拉伸性能高、重复加工性能好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合 具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述 的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1-6及对比例1-3的制备:
(1)按照下表1所示的配方称量实施例1-6和对比例1-3的 PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物原料;
(2)将PVC树脂与有机锡热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂 TOTM加入到高速混合机中在100℃下混合10分钟,得到混合物A;
(3)将粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂混合 均匀;得到混合物B;
(4)将混合物B加入到高速混合机中与混合物A再混合5分钟, 放料,得到混合物C;
(5)将混合物C于双螺杆挤出机中剪切硫化造粒,得到PVC/SBR 热塑性硫化橡胶组合物。
实施例1-6及对比例1-3的性能测试:
将实施例1-6及对比例1-3制得的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组 合物开炼、热模压制样、裁样,按照GB/T 1040.1-2006进行拉伸性能 测试。
将实施例1-6及对比例1-3制得的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组 合物颗粒重复加工三次,再挤出料条,观察料条表面的平整光滑性, 判断组合物的重复加工性。
由实施例和对比例制得PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物的拉伸 性能和重复加工性能如表2所示。
表2实施例和对比例的性能测试结果
由表2的性能测试结果可看出:
(1)本发明实施例制备的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物具有 优良的重复加工性和拉伸性能。其中交联剂1,1-二(叔丁基过氧)环 己烷、异氰尿酸三烯丙基酯和二烷基二硫代磷酸锌显示出良好的协同 增效作用,制得的TPV拉伸性能高、重复加工性能好。
(2)对比例1的组合物不含抗氧化剂、且不含二烷基二硫代磷 酸锌,导致其拉伸性能大幅下降,且重复加工后表面出现大量麻点。
(3)对比例2-3不含交联剂1,1-二(叔丁基过氧)环己烷和二 烷基二硫代磷酸锌,导致其拉伸性能大幅下降,且重复加工后性状显 著变差。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实 施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基 础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有 的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处 于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其由以质量份计的以下原料组成:PVC树脂40~60份;粉末丁苯橡胶30~40份,粉末丁腈橡胶10~20份;有机锡稳定剂2~3份;抗氧剂1.0~1.5份;润滑剂0.5~1.0份;交联剂0.3~0.5份;助交联剂0.2~0.4份;增塑剂10~20份;其中,所述助交联剂为异氰尿酸三烯丙基酯、二烷基二硫代磷酸锌中的一种或两种;所述抗氧剂为抗氧剂1076;所述交联剂为1,1-二(叔丁基过氧)环己烷;
其中,所述PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物的制备方法包括:
(1)按照配方称量所需物料;
(2)将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂混合,得到混合物A;
(3)将粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂混合均匀,得到混合物B;
(4)将混合物B加入到混合物A中,混合均匀,放料,得到混合物C;
(5)将混合物C于双螺杆挤出机中剪切硫化造粒,得到所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物。
2.如权利要求1所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其中,所述粉末丁苯橡胶为非充油的、丁二烯质量含量大于70%且小于90%的丁苯橡胶颗粒。
3.如权利要求1所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其中,所述粉末丁腈橡胶为部分交联或者全交联的、丙烯腈质量含量为30%~40%的粉末丁苯橡胶颗粒。
4.如权利要求1-3任一项所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其中,所述PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物中,以质量份计,含有异氰尿酸三烯丙基酯0.1~0.4份;二烷基二硫代磷酸锌0.1~0.3份。
5.如权利要求1-3任一项所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物,其中,所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯(TOTM)。
6.如权利要求1-5任一项所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物的制备方法,包括:
(1)按照配方称量所需物料;
(2)将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂混合,得到混合物A;
(3)将粉末丁苯橡胶、粉末丁腈橡胶和交联剂、助交联剂混合均匀,得到混合物B;
(4)将混合物B加入到混合物A中,混合均匀,放料,得到混合物C;
(5)将混合物C于双螺杆挤出机中剪切硫化造粒,得到所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物。
7.如权利要求6所述的PVC/SBR热塑性硫化橡胶组合物的制备方法,其中,所述步骤(2)中,将PVC树脂与有机锡稳定剂、抗氧剂、润滑剂、增塑剂加入到高速混合机中,在90-120℃下下混合10-20min。
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