[发明专利]自交联型互穿网络热塑性弹性体：SL-TPEX

说明书

1、本发明涉及一种共混型热塑性弹性体，又称共混型热塑性橡胶(国际统称TPE或 TPR，以下简称TPE)，尤其是一种具有独特“蛇-笼”结构并能在自然状态下交联最终形 成互穿聚合物网络(以下简称IPN)的共混型热塑性弹性体，称之为SL-TPEX。

在TPE发展史上，本发明首次制得一种由聚烯烃交联网络与弹性体(橡胶)交联网 络互相贯穿的聚合物共混物；首次制得一种具有自交联性能的共混型热塑性弹性体；首 次将有机硅(硅烷)接枝/交联技术与互穿聚合物网络技术结合应用于共混型热塑性弹性 体。

在SL-TPEX中，聚烯烃线型大分子与弹性体(橡胶)交联大分子互相渗透构成“蛇 -笼”结构，赋予材料初期热塑性和易加工性，产品成型后，又能逐渐自然交联使聚烯 烃的三维交联网络与弹性体(橡胶)交联网络互相贯穿形成典型的IPN：即两种或两种以 上聚合物网络的互相贯穿(化学交联网络/物理交联网络或化学交联网络/化学交联网 络)，从而使ST-TPEX的综合力学性能大幅提高，彻底改变了传统TPE在热性能上的不 足，获得了硫化法橡胶(热固性橡胶)的优异力学性能和耐热性。互穿聚合物网络 (Interpenerating Polyner Netnork简称IPN)是目前世界上高分子聚合物改性的前沿 技术，它能以最经济的手段达到最佳的效果。

2、目前，公知的所有牌号的热塑性弹性体(TPE)都不是互穿网络聚合物，都不具 有由“蛇-笼”结构经自交联转化为IPN的功能；也都不是弹性体(橡胶)、聚烯烃和乙 烯基有机硅经接枝共聚共混后的产物，公知的所有TPE主要有嵌段结构共聚物和“海- 岛”结构共混物两大类型，其中嵌段结构共聚物包括苯乙烯类(TPE-S)、聚氨酯类(TPE -U)、聚酯类(TPE-E)和聚酰胺类(TPE-A)，“海-岛”结构共混物的典型代表有聚 烯烃类(TPE-O)和TPE-V(又称热塑性硫化橡胶)。

TPE问世后曾被人们誉为继天然橡胶、合成橡胶之后的第三代橡胶，它毋需热硫化就 能采用注射、挤出、吹塑、模压等工艺去生产各类橡胶制品，但TPE在热性能和其他一 些性能上的不足，使它至今无法真正、完全替代硫化法橡胶的地位。

3、本发明的目的是提供一种既有TPE的优良加工成型性又有硫化法橡胶的耐热性、 真正称得上第三代橡胶的弹性体材料：SL-TPEX，由于SL-TPEX能通过自交联形成不同 聚合物网络的互相贯穿(IPN)，从而使综合力学性能优于传统TPE和硫化法橡胶，SL- TPEX还可根据温度、时间、湿度来调节自交联的速度，其自交联速度与产品成型温度、 放置时间、空气湿度成正比，生产过程中的边角、余料、付次品可在规定时间内回用， 与硫化法橡胶相比，节省了能耗，减少了三废，提高了效率；与TPE相比，提高了产品 的耐热性(如通过200℃-230℃条件下的热延伸/热放置)，SL-TPEX给产品设计工程师 提供了更大的设计空间和更宽广的应用范围，提供了一种低能耗、低排放、高效率、高 性能，不含有害物质、附合ROHS绿色指令的新型弹性体材料。

4、本发明是这样实现的：生产时将橡胶(弹性体)、聚烯烃树脂等主原料和乙烯基 有机硅(硅烷)及辅助剂、配合剂等按比例混匀后分段、分别加入具有特定长径比的双 螺杆混炼挤出机中，进行高温熔融条件下的接枝共聚共混：共混体系中的聚烯烃可以是 高密度、中密度或低密度聚乙烯(HDPE、MDPE或LDPE)，弹性体(橡胶)可以是苯乙烯 类嵌段共聚物或已有适度交联的三元乙丙橡胶(EPDM)，由于聚烯烃与共混体系中的弹性 体(橡胶)有良好相容性，熔混时有足够流动性填充在弹性体(橡胶)的交联网络中， 使聚烯烃线型大分子与弹性体(橡胶)交联大分子互相渗透，构成“蛇-笼”结构，同 时在引发剂作用下，聚烯烃与乙烯基有机硅(硅烷)发生接枝反应生成有机硅接枝聚烯 烃并与弹性体(橡胶)形成微小尺寸的相区分布，上述物理/化学共混完成后即制得SL -TPEX。