[发明专利]一种伊利石粉与热塑弹性体POE的复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种伊利石粉与热塑弹性体POE的复合材料及其制备方法和应用。所述的复合材料具有如下组成及配比：100重量份乙烯‑辛烯共聚物POE、1～3重量份抗氧剂、5～15重量份润滑剂、5～50重量份伊利石粉。所述材料的制备是首先按配方进行混合或捏合均匀，然后进行挤出造粒。本发明所制备的复合材料可替代硫化橡皮作为耐温等级为65℃以下的电线电缆的橡皮绝缘材料或橡皮护套材料，不仅避免了硫化环节所产生的环境污染问题，而且拓宽了伊利石和热塑弹性体POE的应用范围，降低了电线电缆的生产成本，易于实现规模化，具有极强的实用价值。

技术领域

本发明是涉及一种伊利石粉与热塑弹性体POE(乙烯-辛烯共聚物)的复合材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶等橡胶类高分子材料广泛的应用于工业、农业、建筑、国防等各个领域，给人类的生活带来了翻天覆地的变化。但其生产和应用也给环境造成了不可逆转的污染，例如：生产过程中消耗大量的石油资源，燃烧过程中释放有毒气体，橡胶硫化不仅消耗了大量能源，而且向大气中排放大量的SO₂和NO_x等。因此，需要开发出新的非交联型高分子复合材料来替代上述的硫化橡胶。

热塑弹性体是一种在室温条件下显示橡胶弹性，高温下又可以反复塑化成型的高分子材料，它兼有热塑性塑料和橡胶的双重特点，既有类似橡胶的物理力学性能，又具有类似于热塑性塑料的加工性能。其主要品种有：聚丙烯-乙丙橡胶共混物(TPV)、苯乙烯类热塑弹性体(SBS、SEBS)、聚氨酯(TPU)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚烯烃类热塑弹性体(TPO)等。热塑弹性体相比于普通的硫化橡胶而言，具有如下优点：

(1)可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型：比硫化橡胶成型工艺速度快、周期短，在挤出成型中，热塑性弹性体的挤出速度也比传统橡胶快；

(2)不需硫化：可省去一般橡胶加工中的硫化工序，因而设备投资少、能耗低、工艺简单、加工周期短、生产效率高，降低环境污染；

(3)边角料可多次回收利用，且基本不影响制品物性，既节省资源，也有利于环境保护。

POE作为一种热塑性弹性体，既具有塑料和橡胶的双重特性，又具有优异的耐候性、透明性和可塑性，并且价格较低，与聚烯烃相容性好等优点。但POE自身也存在一些缺点，比如：软化点低(耐温性差)、易燃(阻燃性差)等，以致局限了POE的应用范围。专利申请号为CN2015104221722公开了“一种乙烯辛烯共聚物高性能复合材料及其制备方法”，通过将乙烯-辛烯共聚物POE与氯化聚乙烯CPE、乙烯丙烯酸酯橡胶AEM进行共混，并在一些助剂的作用下制备出了一种可适用于海底、风力发电及矿井传输电缆的复合材料。但该复合材料中，加入了过多的CPE、AEM等物质，POE不占据绝对的主体地位，同时该复合材料阻燃性的提高主要是通过加入大量的CPE和无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁来实现的，使得生产成本较高，并且没有解决耐温性问题。

伊利石是一种常见的硅酸盐矿物，因最早发现于美国的伊利诺斯州而得名，其理论化学成分为：K_0.75A1₂(A1Si₃O₁₀)(OH)₂。伊利石矿物发现于20世纪30年代，其勘察和开发利用约始于70年代，是一种综合性能优异、价格相对低廉的粉体材料。目前伊利石主要应用于造纸、陶瓷、涂料、化妆品、环保等行业。

伊利石表面含有较多的极性基团，与高分子材料相容性差，局限了其在高分子材料方面的应用。目前伊利石在高分子材料方面的应用，主要是在硫化橡胶和塑料方面的应用，例如：伊利石粉作为丁腈橡胶和聚丙烯填充剂方面的应用。至今还没有将伊利石填充热塑性弹性体POE制备复合材料的相关报道，更没有将伊利石填充于热塑性弹性体POE制备电线电缆橡皮绝缘材料，尤其是耐温等级65℃以下的电线电缆橡皮绝缘材料的相关报道。

发明内容