[发明专利]一种阻隔气体、耐水蒸气的EPDM/EVOH-MAA动态硫化热塑性弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种阻隔气体、耐水蒸气的EPDM/ EVOH-MAA动态硫化热塑性弹性体及其制备方法。

 

 技术背景

动态硫化热塑性弹性体（Theremoplastic Vukcanizate）简称TPV，为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶，是采用动态硫化技术制备的一类共混型热塑性弹性体材料。动态硫化技术是指在热塑性树脂与橡胶熔融共混时，橡胶相在交联作用下发生化学交联，并借助强烈的机械剪切作用，被剪切成破碎成大量微米级交联橡胶颗粒，分散在热塑性树脂连续相中的过程，即为高度硫化的三元乙丙橡胶（EPDM）微粒分散在连续聚丙烯（PP）相中组成的高分子弹性体材料，把橡胶与塑料的特性很好的结合在一起，得到综合性能优异的高性能弹性体材料。TPV常温下的物理性能和功能类似于热固性橡胶，在高温下表现为热塑性塑料的特性，可以快速经济和方便地加工成型，并且是绿色环保材料，能重复回收使用。另外TPV性能类似硫化橡胶，具有优良的耐热和耐老化等优点，在医疗、化工、汽车、电器、日用和建筑等领域得以广泛应用。但传统的TPV材料是通过三元乙丙橡胶与聚丙烯（PP）复合而成，其对氧气、氮气等气体及水蒸气的耐渗透阻隔性能差，还存在耐油、耐有机溶剂性能的不足，所以其气体阻隔性、气密性、耐溶剂性和耐磨性能均较差，不能满足TPV材料在医疗、化工、汽车、电器、日用和建筑等特殊领域对其气体阻隔性、耐水蒸气等方面的要求。

EPDM（三元乙丙橡胶），是由乙烯(45%~70%)、丙烯(30%~40%)和双烯第三单体(1%~3%)形成的无规共聚物，其中第三单体通常为双环戊二烯、1，4-己二烯或2-亚乙基降冰片烯。其具有极好的硫化特性、最低的比重，它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。

EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）一直是应用最多的高阻隔性材料，EVOH是将乙烯聚合物的优良加工性能和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合，不仅表现出极好的加工性能，而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，同时还具有热稳定性与重复利用性。 

甲基丙烯酸接枝乙烯-乙烯醇共聚物（简称EVOH-MAA，下同）不仅保持了EVOH的优点，同时由于双键的引入，能够在硫化剂的作用下发生交联反应使其阻隔性能更加优异。 

 

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种阻隔气体、耐水蒸气的EPDM/EVOH-MAA动态硫化热塑性弹性体材料。本发明的另一个目的是提供上述EPDM/EVOH-MAA动态硫化热塑性弹性体材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：

一种阻隔气体、耐水蒸气的EPDM/EVOH-MAA动态硫化热塑性弹性体，按重量份数计，由下列组分组成：EPDM为35-70份、甲基丙烯酸接枝乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH-MAA）为 20-60份、相容剂 5-15份、填充补强剂5-20份、硫化剂 0.5-5份、硫化促进剂 0-1.5份、活性剂 1-2.5份、增塑剂 0-10份、偶联剂 0-5份、抗氧剂 0.6-1.5份。

上述方案的优选方案是，所述EPDM、EVOH-MAA和相容剂总体为100份、填充补强剂5-20份、硫化剂 0.5-5份、硫化促进剂 0-1.5份、活性剂1-2.5份、增塑剂 0-10份、偶联剂 0-5份、抗氧剂 0.6-1.5份。

所述EPDM的门尼粘度为20-80Pa.S。

所述的甲基丙烯酸接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVOH-MAA）在230℃/2.16Kg 条件下熔融指数为0.5-20g/10min，其中乙烯含量20-60%、乙烯醇含量40-80%、甲基丙烯酸的接种率为0.5-20%。

所述相容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH），其接枝率为0.5-1.5%。

所述硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯（DCP）、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯（PAPI）中的至少一种。

所述硫化促进剂为一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)、2-巯基苯并噻唑(M)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)、N，N-间亚苯基马来酰亚胺（HVA-2）中的至少一种。

所述填充补强剂为炭黑、白炭黑中至少一种。所述的炭黑优选炭黑 N330、炭黑 762。

所述增塑剂为石蜡油、环烷油或白矿油。