[发明专利]耐热性热塑性弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种耐热性热塑性弹性体及其制备方 法。

背景技术

动态硫化热塑性弹性体（英文名ThermoplasticVulcanizate），又称热塑性硫化 橡胶，简称TPV。它是橡胶在硫化交联的过程中被剪切成“微小”颗粒分散于聚丙烯基质中的 热塑性弹性体，兼具传统橡胶的高弹性和聚丙烯树脂的热塑性加工性能，是快速发展的一 种新型环保材料，其具优异的耐候性，耐臭氧性，抗疲劳性，优良的着色性及无毒环保，可回 收利用等特点，被广泛应用于汽车行业及建筑等领域。但是，在一些特殊的应用条件下，如 汽车散热器管，发动机舱内及其它需要耐高温的环境中，现在普通的热塑性弹性体则难以 满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种耐热性热塑性弹性体及其制备方法，它具有优异耐热 性能及更好的力学性能以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：耐热性热塑性弹性体，按质量份数计算，包括橡胶30～70 份，聚丙烯30～70份，改性填料2～14份、石蜡油10～30份、硫化体系1～10份及抗氧剂0.1～ 1.2份。

所述的橡胶为三元乙丙橡胶，其中，乙烯的质量百分比为50～76%，丙烯的质量百 分比为20～35%，乙叉降冰片烯的质量百分比为4～15%，总计为100%，所述的三元乙丙橡胶 的门尼粘度为25～100门尼值。

所述的改性填料为改性硫酸钙晶须，改性硫酸钙晶须的平均直径为1～10μm，平均 长度为20～200μm，平均长径比为10～200，CaSO₄含量≥98%。

所述的硫化体系的组成包括过氧化物、硬脂酸、氧化锌及三烯丙基异氰酸酯，过氧 化物、硬脂酸、氧化锌及三烯丙基异氰酸酯的质量比为0.5～3：1～3：1～5：1～5。

所述的过氧化物为过氧化二异丙苯或1,4-双叔丁基过氧化异丙基苯。

所述的聚丙烯为丙烯的均聚物，或是乙烯和丙烯的共聚物，熔融指数为0.2～ 30.0g/10min。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。

耐热性热塑性弹性体的制备方法，按上述重量份数取各组分，将橡胶与石蜡油进 行混合处理，加入硫化剂体系，混合均匀后，放置30分钟，再加入聚丙烯、抗氧剂及改性填 料，混合均匀，在加工设备中进行动态硫化混炼，混炼温度为150～220℃，混炼时间为10～ 25分钟，最后成型即可制得耐热性热塑性弹性体。

所述的改性填料的制备是，将硫酸钙晶须在转速为150～300r/min的条件下搅拌 30-60s，进行预分散，再加入改性剂溶液在600～950r/min的条件下搅拌4～8min，出料以 后，在80℃下烘2h，获得改性硫酸钙晶须；改性剂溶液中按质量百分比计算，包括硅烷偶联 剂KH-5503%，丙酮72%及水25%或硅烷偶联剂KH-5503%，乙醇72%及水25%；改性剂溶液的 用量为硫酸钙晶须量的0.5～5%。

进行混炼的加工设备为密炼机和双螺杆挤出机；进行成型的加工设备为平板硫化 剂和注塑机，双螺杆挤出机的长径比为40～58:1，转速为180～300转/分钟。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用抗氧剂具有比EPDM及PP 分子更活泼的氢原子的原理，在EPDM/PP共混物的热氧老化过程中，抗氧剂氢原子更易于与 共混物分子链在热与氧的作用下形成的过氧自由基反应，抑制自由基的连锁反应，阻止分 子链的断裂或氧化断裂，从而增强EPDM/PPTPV的耐热性，提高其老化性能。而经硅烷偶联 剂KH-550改性处理后的硫酸钙晶须，在EPDM/PP共混过程中与EPDM形成“硬核-软壳”的包覆 结构，在进行热氧老化时硫酸钙的这种分散状态对气体有一定的阻隔作用，阻碍了气体和 热量的传导，使EPDM/PPTPV的耐热稳定性增加，耐热老化性能变好。而且改性后的硫酸钙 晶须在基体材料中分散性提高并与基体材料的附着力增强，同时提高EPDM与PP相界面结合 强度，有利于EPDM/PPTPV力学性能的改善，同时“物理交联点”的形成可使得材料的压缩永 久变形降低。本发明简单易行、材料来源广泛、成本低廉，使用效果好。

具体实施方式