CN85102222B - 乙丙橡胶/聚丙烯热塑弹性体及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用动态硫化法使橡胶相实现全交联的三元乙丙橡胶／全同聚丙烯共混热塑弹性体，采用二异丙苯过氧化物和二戊次甲基四硫化秋兰姆作动态交联剂。该材料具有一般弹性体的性能，用以制作非轮胎橡胶制品无需硫化工艺，用热塑性塑料加工的方法进行成型加工（挤出、注射、模压），节约能源，边角废料可再次回收使用，节省设备投资，缩短生产周期（提高劳动生产率）。该材料满足用作电缆绝缘、护套材料和其它橡胶制品的各项性能指标要求。

Description

乙丙橡胶/聚丙烯热塑弹性体及制备方法
本发明属于用动态交联法使橡胶相实现全交联的三元乙丙橡胶/全同聚丙烯(EPDM/PP)共混型热塑弹性体及其制备方法。
橡胶相实现全交联的单烯烃共聚橡胶与聚烯烃树酯共混热塑弹性体是八十年代发展的新型材料。这种材料在常温下表现为橡胶性质，但可用传统的塑料加工方法，如挤出、注射和模压等方式加工成型。
美国孟山都公司Coran等(美国专利U、S、4,130,535；Ru-bber Chem.Teohnol.，53，141(1980)采用硫磺(0.3-1.8份，橡胶相和塑料相总量以100份计，下同)、TMTD(0.35-0.75份)及MBTS(0.15-0.90份)等作橡胶相的交联剂，交联助剂及促进剂，并用动态交联法制得了橡胶相全交联的乙丙橡胶/聚丙烯共混热塑弹性体，商品名称为Santoprene，(Rubber World，185(4)，26(1982)。)。其抗张强度为70～300kg/cm2，断裂伸长率为300-500％，硬度，邵氏A为60-97，永久变形为5-33％。主要用作汽车零部件、家用电器软管和玩具等。但由于该材料配方中的游离硫对铜导体产生腐蚀作用，限制了它在电缆工业中的应用。
本发明的目的是选用二异丙苯过氧化物作主交联剂，二戊次甲基四硫化秋兰姆作助交联剂，用以实现橡胶相的动态交联，制得一种新型乙丙橡胶/聚丙烯共混热塑弹性体。本交联体系既能使橡胶相充分交联(30℃时环巳烷提取物含量小于5％)，对塑料相无明显降解和交联作用，对铜等金属材料无腐蚀作用。
本发明包括以下内容：
(1)以乙叉降冰片烯为笫三单体的三元乙丙橡胶和全同聚丙烯(MI＝3.0-11.0克/10分)组成的共混体系，乙丙橡胶/聚丙烯比为90/10至10/90；
(2)由二异丙苯过氧化物和二戊次甲基四硫化秋兰姆组成的使乙丙橡胶实现全交联的复合交联体系，二异丙苯过氧化物用量为0.5-5份(以橡胶100份计)，二戊次甲基四硫化秋兰姆用量为0.1-3份(以橡胶100份计)；
(3)由防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，2-硫醇基苯并咪唑，N，N′-二(β-萘基)对苯二胺，四次甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟苯基丙烯酸酯和1，2-双(2-羟基苯
Figure B85102222D0000041
(4)由高级芳烃和环烷烃组成的填充油，由低分子聚乙烯，偏苯三酸酯和无规聚丙烯组成的软化剂，以及碳黑、滑石粉、碳酸钙和活性陶土等填充剂，其用量分别为5-100份(以橡胶100份计)；
(5)共混操作和橡胶相的动态交联在密闭式混橡(塑)机、螺杆挤出机或开放式辊筒炼胶机中进行，共混温度高于塑料相的熔融温度10-20℃，动态交联的温度范围在180-210℃。
本材料的主要性能如下：
抗张强度大于130kg/cm2，300％定伸强度大于60kg/cm2，断裂伸长大于500％，永久变形30-80％，硬度邵氏A 80-95，撕裂强度大于50kg/cm2；
20℃时的体积电阻不小于1017欧姆·厘米，损耗角
Figure B85102222D0000042
为10-3，ε值和E值分别在290和3430kV/mm左右。150℃时的热变形不大于7％，低温脆化温度小于-45℃；
135℃老化7天后的老化系数K1＞1.10(抗张强度之比)，老化系数K2＞0.96(断裂伸长之比)，在Brabender塑化仪中熔融状态下测定的扭力矩不大于5000克米。
本发明与普通非轮胎用橡胶相比具有以下优点：不需要硫化，加工工艺采用热塑性塑料加工方法(挤出、注射和模压等)，节约能源，节省资源(边角余料可回收使用)，节省设备投资，缩短生产周期，提高劳动生产率。本发明与同类橡胶全交联促进硫硫化体系EPDM/pp共混热塑弹性体相比，具有不腐蚀铜等金属材料和老化性能好等优点，宜作电缆电线工业用绝缘材料和其它非轮胎橡胶制品。
制备本材料的实例一：
将密闭式混橡(塑)机用蒸汽或电加热到pp熔融温度以上，把EPDM/pp比为40/60-80/20的EPDM和PP投入到混橡(塑)机中，待物料熔融混合均匀后依次加入防老剂(RD、MB、DNP、1010和抗铜2#)(用量在0.05-1份，以橡胶100份计)、5-100份的高级芳烃和环烷烃填充油、5-50份的碳黑或滑石粉、5-30份的低分子聚乙烯或偏苯三酸酯、0.1-3份的二异丙苯过氧化物和二戊次甲基四硫化秋兰姆(均以橡胶100份计)。混橡(塑)机应带冷却装置，使共混物料的温度不超过230℃。加入交联剂及交联助剂后，转子转速应适当增加，使之迅速分散。由混橡(塑)机排出的物料送到已加热的开放式炼胶机上压片(温度高于170℃)，待片料冷却后送切粒机切粒装袋。
制备本材料的实例二：
将带造粒装置的螺杆挤出机各段温度调节控制在180-210℃之间。把EPDM/pp比为40/60-80/20的EPDM和pp粒料由螺杆挤出机的第一加料口加入到挤出机中。将用量在0.05-1份的防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，2-硫醇基苯并咪唑，N，N ′-二(β-萘基)对苯二胺，四次甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟苯基)丙烯酸酯和1，2-双(2-羟基苯甲酰)肼、5-100份的低分子聚乙烯或偏苯三酸酯、5-50份的碳黑或滑石粉、0.1-3份的二异丙苯过氧化物和二戊次甲基四硫化秋兰姆(均以橡胶100份计)从挤出机的第二加料口加入到挤出机中。加料方式系自动计量式，带连续控制系统。调节造粒装置切刀转速以得到满意尺寸的粒料。

Claims (2)

1.一种橡胶全交联的乙丙橡胶/聚丙烯共混型热塑弹性体，采用二戊次甲基四硫化秋蓝姆和二异丙苯过氧化物为复合动态交联体系。
2.如权利要求1所述的弹性体，系用防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，2-硫醇基苯并咪唑，N，N′-二(β-萘基)对苯二胺，四次甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟苯基)丙烯酸酯和1，2-双(2-羟基苯甲酰)肼等组域耐臭氧，紫外光，热和环境老化等复合防老剂体系。
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