[发明专利]一种硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶及其制备方法。热塑性硫化胶包括硅橡胶、聚丙烯、填料、抗氧剂、硫化剂、阻聚剂和增容剂，其中采用环氧硅油或乙烯‑丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和聚丙烯接枝马来酸酐在催化剂作用下的催化反应产物作为增容剂以及在硅橡胶中加入填料增加硅橡胶的粘度，改善硅橡胶与聚丙烯的相容性及两者的粘度比；通过动态硫化技术，制备得到的热塑性硫化胶结构精细，力学性能及弹性优异，具有良好的耐高温性能，优异的化学稳定性，可广泛应用于汽车，医疗器械、可穿戴设备等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工领域，进一步地说，是涉及一种硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶及其制备方法。

背景技术

热塑性硫化胶是一种通过动态硫化反应加工技术得到的特殊的热塑性弹性体。当少量的塑料相与大量的橡胶熔融共混时，橡胶在交联剂作用下发生化学交联，粘度增大，故而在高温机械剪切的作用下，橡胶塑料共混物发生相反转，大量的橡胶相破碎成微米颗粒并均匀的分散于少量的塑料相中，橡胶交联后形成特殊的海-岛结构。这种特殊结构使得热塑性硫化胶兼具了传统橡胶的高弹性和柔软性，还具有塑料的可热塑加工和可回收利用的性能，正逐步取代传统的热固性橡胶。

硅橡胶分子链柔顺，硬度低，具有良好的弹性、电绝缘性，耐高、低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作，在180℃下可长期工作。聚丙烯具有良好的抗弯曲疲劳性、耐热性、耐化学药品性，易于加工。两者都具有较好的耐高温性能，两者通过动态硫化工艺制备得到的热塑性硫化胶具有优异的耐高温、弹性、密封性，可应用于汽车密封条、电缆绝缘层等。与传统的热固性汽车密封条相比，其质量更轻，弹性、密封性、耐高温性能更好，且生产工艺简单。然而硅橡胶和聚丙烯相容性差，橡胶不易被剪切破碎成均匀微小的分散相颗粒，最终导致硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的微观相态结构不够精细，力学性能和加工性能也并不理想。因此，对于硅橡胶/聚丙烯体系而言，解决两种基体相容性一直是研究的难点所在。专利CN102040841公布了由硅烷接枝聚烯烃树脂增容所制备的无卤阻燃硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体，硅橡胶/聚烯烃体系中加入硅氧烷接枝聚烯烃(硅氧烷接枝LDPE、硅氧烷接枝LLDPE等)作为增容剂。由于加入的增容剂为接枝改性的聚烯烃，相容剂分子量大，因此增容效果有限，同时无卤阻燃剂的添加降低了材料的弹性和耐高温性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过在橡塑预混过程中聚丙烯接枝马来酸酐与环氧硅油反应生成一种酯，该酯的一端与硅橡胶物理相容，一端与聚丙烯物理相容；或将聚丙烯接枝马来酸酐与乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物反应生成一种酯，该酯的一端与聚丙烯物理相容，一端与硅胶化学增容。用这两种酯作为增容剂，解决了硅橡胶与聚丙烯的相容性问题，通过动态硫化技术，制备得到了具有精细的微观相态结构、力学性能优良、优异弹性和密封性，耐高温性能优良的硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶。

本发明的目的之一是提供一种硅橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶，由包含以下组分的原料制备得到，以重量份(phr)计：

硅橡胶和聚丙烯100份；其中，硅橡胶为40-90份，聚丙烯为60-10份；优选硅橡胶为55-70份；聚丙烯为45-30份；

乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸

缩水甘油酯无规三元共聚物

催化剂0.002-0.02份；优选0.006-0.01份。

其中环氧硅油或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物与聚丙烯接枝马来酸酐在催化剂作用下反应生成的酯类聚合物作为所述增容剂。

所述环氧硅油优选单端环氧硅油或端环氧硅油中的至少一种，环氧硅油分子量为5000-10000，环氧值为0.02-0.04。

所述乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物的甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为3％-6％。