一種熱塑性彈性體組合物及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)

本申請(qǐng)涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種熱塑性彈性體組合物及其制備方法與應(yīng)用。熱塑性彈性體組合物包括：三元乙丙橡膠20~40份，聚丙烯10~20份，石蠟油20~40份，填充劑1~15份，滑劑0.1~1份，酚醛樹(shù)脂0.5~2份，氯化亞錫0.1~0.5份，氧化鋅0.5~1份，抗老化劑0.4~2份，促進(jìn)劑0.1~0.5份，著色劑1~3份。制備方法包括將EPDM橡膠和聚丙烯分兩次加入雙螺桿擠出機(jī)中，并利用部分石蠟油來(lái)溶解酚醛樹(shù)脂，最后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。熱塑性彈性體組合物可用于EPDM橡膠密封條轉(zhuǎn)角處粘接或在其兩頭封端。本申請(qǐng)具有成型周期短、成型溫度范圍寬、與EPDM橡膠粘接牢固度高的優(yōu)點(diǎn)。橡膠粘接牢固度高的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種熱塑性彈性體組合物及其制備方法與應(yīng)用


[0001]本申請(qǐng)涉及高分子材料
，具體涉及一種熱塑性彈性體組合物及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]EPDM硫化橡膠因其優(yōu)異的耐熱性、耐候性以及高溫壓縮永久變形小，在車輛零部件中有著廣泛的應(yīng)用。例如：前后擋風(fēng)玻璃包邊條，發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)及后備箱密封條，玻璃升降導(dǎo)槽，玻璃水切，門框密封條，天窗密封條等。為了實(shí)現(xiàn)密封條與車身形狀的匹配，需要用一種材料對(duì)這些擠出密封條進(jìn)行轉(zhuǎn)角處粘接或者在其兩頭進(jìn)行封端。
[0003]目前用來(lái)對(duì)這些擠出密封條進(jìn)行粘接或者封端的材料有兩種類別。一種是三元乙丙橡膠(簡(jiǎn)稱EPDM橡膠)材料，通過(guò)橡膠專用注塑機(jī)，在低溫下將未硫化的生膠注塑進(jìn)模具，然后在模具中進(jìn)行高溫硫化，在硫化過(guò)程中引發(fā)已硫化EPDM橡膠表面殘留的活性基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)界面粘合，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間充分硫化成型后取出。然而，采用EPDM橡膠材料進(jìn)行粘接或者封端時(shí)，由于EPDM橡膠材料在模具中需要6～8min的硫化時(shí)間，因此成型周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低下，并且能耗也較高。另一種是熱塑性彈性體材料，通過(guò)注塑機(jī)在高溫高壓下將熱塑性彈性體材料快速注塑進(jìn)模具，通過(guò)高溫熔融的熱塑性彈性體材料與EPDM硫化橡膠表面接觸瞬間完成物理粘接。目前的熱塑性彈性體材料進(jìn)行粘接或者封端時(shí)，由于分子鏈的穿插只發(fā)生在EPDM橡膠淺表層，不能進(jìn)行深入穿插，EPDM橡膠與熱塑性彈性體材料之間只有物理連接，粘接牢固度低，因此容易出現(xiàn)成型后零件發(fā)生后期開(kāi)裂現(xiàn)象，并且這種缺陷無(wú)法在前期識(shí)別或避免。而且，采用熱塑性彈性體材料進(jìn)行粘接或者封端時(shí)，需要采用高溫注塑成型，最高溫度超過(guò)了260℃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]為了進(jìn)一步降低與三元乙丙橡膠注塑成型的溫度，縮短成型周期，并提高粘接牢度，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱塑性彈性體組合物及其制備方法與應(yīng)用。
[0005]第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熱塑性彈性體組合物，包括以下重量份的組分：三元乙丙橡膠20～40份，聚丙烯10～20份，石蠟油20～40份，填充劑1～15份，滑劑0.1～1份，酚醛樹(shù)脂0.5～2份，氯化亞錫0.1～0.5份，氧化鋅0.5～1份，抗老化劑0.4～2份，促進(jìn)劑0.1～0.5份，著色劑1～3份。
[0006]通過(guò)采用上述的技術(shù)方案，當(dāng)處于熔融狀態(tài)的熱塑性彈性體組合物與EPDM硫化橡膠表面接觸的瞬間，熱塑性彈性體組合物將熱量傳遞給EPDM硫化橡膠表面，與此同時(shí)，一部分石蠟油從熱塑性彈性體熔體表面擴(kuò)散到EPDM硫化橡膠表面，使EPDM橡膠表面發(fā)生輕微溶脹現(xiàn)象，擴(kuò)大了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)間隙，接著熱塑性彈性體熔體中處于活躍狀態(tài)的高分子鏈段通過(guò)自由運(yùn)動(dòng)插入溶脹的EPDM橡膠表面的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)間隙中，在促進(jìn)劑的作用下，引發(fā)了橡膠表面交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中殘留的活性基團(tuán)與熱塑性彈性體熔體中不飽和鍵的交聯(lián)反應(yīng)，最終完成物理和化學(xué)雙重粘接。
[0007]酚醛樹(shù)脂選自：牌號(hào)為SP
?
1044或SP
?
1045所示的羥甲基對(duì)辛基苯酚甲醛樹(shù)脂；或牌號(hào)為SP
?
1055、SP
?
1056所示的溴化羥甲基對(duì)辛基苯酚甲醛樹(shù)脂中的至少一種。氯化亞錫選用二水合氯化亞錫。氧化鋅選用活性氧化鋅。本申請(qǐng)采用酚醛樹(shù)脂、氯化亞錫、氧化鋅三者組成酚醛樹(shù)脂硫化體系，其中酚醛樹(shù)脂是交聯(lián)劑，氯化亞錫是催化劑，氧化鋅是吸酸劑，也可以加入適當(dāng)?shù)挠仓岷脱趸\配合作為吸酸劑使用。
[0008]可選地，所述三元乙丙橡膠選用乙烯含量為重量的55～70％，二烯ENB的含量為重量的4.0～6.0％，其門尼黏度ML(1+4，125℃)在50～80之間的橡膠顆粒或橡膠膠塊。
[0009]三元乙丙橡膠的含量可以在20～40重量份的范圍內(nèi)，并且可優(yōu)選為25重量份。如果三元乙丙橡膠在熱塑性彈性體組合物中的含量低于20重量份，因流動(dòng)性高而可能不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行注塑，并且所得產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性可能降低；另外，由于產(chǎn)品中橡膠含量低，產(chǎn)品的彈性可能降低。另一方面，如果三元乙丙橡膠的含量大于40重量份，由于橡膠組分的高分子量(粘度)引起的低流動(dòng)性，粘附力和注塑效率可能降低。
[0010]進(jìn)一步，所述三元乙丙橡膠可以選用充油膠，如：三井化學(xué)3072(充油比為100:40)、埃克森美孚Vistalon 3666(充油比為100:75)，也可以選用非充油膠，如三井化學(xué)3092、埃克森美孚Vistalon 5601。
[0011]可選地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯中的一種或多種的組合。進(jìn)一步可優(yōu)選為無(wú)規(guī)共聚聚丙烯。
[0012]可選地，所述聚丙烯的熔體流動(dòng)速率MFR(230℃，2.16kg)在15～80g/10min的范圍內(nèi)。進(jìn)一步可優(yōu)選為25～65g/10min。
[0013]本申請(qǐng)以三元乙丙橡膠作為分散相，聚丙烯作為連續(xù)相，通過(guò)二者的結(jié)合可以獲得綜合性能優(yōu)異的熱塑性彈性體組合物。而作為優(yōu)選的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯由于分子質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)不規(guī)整，內(nèi)聚力低，流動(dòng)性好，并且與三元乙丙橡膠的相容性較好，能夠增加反應(yīng)體系的流動(dòng)性，同時(shí)增強(qiáng)與其他助劑之間的相容性。
[0014]可選地，所述石蠟油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為60
?
165mm2/s，閃點(diǎn)≥260℃。進(jìn)一步優(yōu)選低粘度、高閃點(diǎn)的石蠟油。
[0015]通過(guò)采用以上的技術(shù)方案，更有利于石蠟油在EPDM硫化橡膠表面的滲透，進(jìn)而擴(kuò)大EPDM橡膠表面的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)間隙；而且由于石蠟油具有較高的閃點(diǎn)，使其在反應(yīng)體系中具有更高的耐熱性和穩(wěn)定性。
[0016]可選地，所述填充劑為碳酸鈣、滑石粉和陶土中的一種或多種，所述填充劑的平均粒徑≤10μm。
[0017]通過(guò)采用上述技術(shù)方案，碳酸鈣、滑石粉、陶土等表面帶有大量的微孔結(jié)構(gòu)，熔融狀態(tài)下的聚丙烯和三元乙丙橡膠可包裹碳酸鈣、滑石粉或陶土并滲入其表面，繼而提高熱塑性彈性體組合物的內(nèi)聚力，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能。
[0018]其中，滑劑選自有機(jī)硅類、脂肪酸/鹽、酰胺類、聚乙烯蠟類中的一種或多種。促進(jìn)劑為DM。著色劑為炭黑或色母。抗老化劑包括抗氧化劑和抗UV劑，抗氧劑可以是亞磷酸酯類或酚類的一種或多種，如抗氧劑168或抗氧劑1010等的一種或多種；抗UV劑可以是受阻胺類、苯并三唑類或二苯甲酮類的一種或多種，如UV
?
944、UV
?
P或UV
?
531等的一種或多種。
[0019]第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱塑性彈性體組合物的制備方法，包括如下步驟：步驟A.將部分三元乙丙橡膠、部分聚丙烯、填充劑、氯化亞錫、氧化鋅和著色劑加
入混合機(jī)，預(yù)先混合均勻，經(jīng)失重秤計(jì)量后，喂入雙螺桿擠出機(jī)的第一區(qū)；步驟B.將部分石蠟油預(yù)熱后經(jīng)失重秤計(jì)量，注入所述雙螺桿擠出機(jī)的第三、四或五區(qū)；步驟C.將酚醛樹(shù)脂進(jìn)行研磨，研磨至100～200目，與剩余的石蠟油進(jìn)行混合，并加熱攪拌30
?
60min，使二者混合均勻，經(jīng)失重秤計(jì)量后注入所述雙螺桿擠出機(jī)的第六、七或八區(qū)；步驟D.將本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種熱塑性彈性體組合物，其特征在于，包括以下重量份的組分：三元乙丙橡膠20~40份，聚丙烯10~20份，石蠟油20~40份，填充劑1~15份，滑劑0.1~1份，酚醛樹(shù)脂0.5~2份，氯化亞錫0.1~0.5份，氧化鋅0.5~1份，抗老化劑0.4~2份，促進(jìn)劑0.1~0.5份，著色劑1~3份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述三元乙丙橡膠選用乙烯含量為重量的55～70%，二烯ENB的含量為重量的4.0～6.0%，其門尼黏度ML（1+4，125℃）在50～80之間的橡膠顆粒或橡膠膠塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯中的一種或多種的組合；所述聚丙烯的熔體流動(dòng)速率MFR（230℃，2.16kg）在15~80g/10min的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述石蠟油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為60
?
165mm2/s，閃點(diǎn)≥260℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述填充劑為碳酸鈣、滑石粉和陶土中的一種或多種，所述填充劑的平均粒徑≤10μm。6.一種根據(jù)權(quán)利要求1
?
5中任一項(xiàng)所述的熱塑性彈性體組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟A. 將部分三元乙丙橡膠、部分聚丙烯、填充劑、氯化亞錫、氧化鋅...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵宇果，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寧波漢吉高分子材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：