[发明专利]一种高气体阻隔性热塑性内胎材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高气体阻隔性热塑性内胎材料及其制备方法和应用。所述高气体阻隔性热塑性内胎材料由包括丁基橡胶、聚丙烯、抗氧剂、硫化体系、丁基橡胶用增塑剂和聚丙烯用增塑剂在内的原料制备而成；还包括高阻隔性能塑料、片状填料和相容剂；通过将高阻隔性能塑料和片状填料配合使用，在合适的用量范围时，在提高材料气体阻隔性能和耐高温性能的同时，保证材料具有良好的柔韧性能和加工性能，制得的热塑性硫化胶备具有优异的物理力学性能、柔韧性能、高气体阻隔性和耐高温性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，进一步地说，是涉及一种高气体阻隔性热塑性内胎材料及其制备方法和应用。

背景技术

与传统热固性充气轮胎内胎材料相比，热塑性硫化胶内胎材料具有气密性好，重量轻，耐高温、耐老化、强度高、制备效率高、加工成型简单等特点。热塑性硫化胶主要是由少量热塑性树脂(20～40％)和大量高度交联的橡胶(60～80％)组成，硫化交联的橡胶颗粒分散在连续的树脂中，橡胶微区提供弹性，树脂提供熔融温度下的塑性流动。丁基橡胶(IIR)和聚丙烯(PP)混合后硫化形成的IIR/PP热塑性硫化胶，具有良好的物理机械性能弹性性能，并且拥有优异的气密性能，可以重复加工，且加工方式多样，应用领域广泛。

对于丁基橡胶和聚丙烯体系，橡塑两相的相容性较好，可以制备出结构精细、性能优异的热塑性硫化胶，该材料具有特有的减震阻尼，高气体阻隔性能，耐老化等性能。其应用前景相当广泛，可用于汽车、电子、电气、建筑工程、机械、医药和日常生活用品等方面。而在以往的研究中人们主要集中研究其硫化体系对减震阻尼性能和气体阻隔性能的研究，专利CN 111484684A公开了一种高阻尼、低气味环保丁基橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶及其制备方法，通过改进硫化体系，将含硫的硫化体系改为含酚醛树脂的硫化体系。专利CN112080081A公开了一种自行车轮胎用低成本高气体阻隔性热塑性硫化胶及其制备方法，通过双硫化体系，不仅硫化速率和硫化程度有了明显提高，且硫化剂用量大大降低。但是，该专利中通过加入片状阻隔填料来提高材料的气体阻隔性能，会使材料的硬度提高，加工性能变差，影响材料的应用领域。专利CN 112080080A中，通过加入高气体阻隔性能塑料，在提高材料气体阻隔性能和耐高温性能的同时，也带来了硬度增加和弹性性能下降的问题。

因此需要一种制备方法，在提高材料气体阻隔性能和耐高温性能的同时，保证材料具有良好的柔韧性能和加工性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种高气体阻隔性热塑性内胎材料及其制备方法和应用。

本发明制备了低硬度且综合性能优异的丁基橡胶和聚丙烯热塑性硫化胶，制备低硬度丁基橡胶和聚丙烯热塑性硫化胶的方法一是提高材料的橡塑比，以此提高橡胶相含量，降低硬度，二是配合使用丁基橡胶用增塑剂和聚丙烯用增塑剂，在对气体阻隔性能影响不大的基础上，降低材料的硬度，改善材料的弹性性能和加工性能，同时降低了成本。

本发明再通过后加工的方法，加入相容剂、高阻隔性能塑料和片状填料，以此来提高材料的气体阻隔性能和加工性能。相容剂的加入解决了高阻隔性塑料一般为强极性塑料，与丁基橡胶和聚丙烯热塑性硫化胶相容性差的问题。而高阻隔性能塑料和片状填料配合使用，与单独使用高阻隔性能塑料或者片状填料的情况相比，降低了各自的用量，妥善解决了使用高阻隔性能塑料和片状填料所带来的硬度增加、加工性能下降、弹性变差等问题。

本发明采用的硫化体系包括氧化锌、硬脂酸锌、酚醛树脂中的至少一种，还可以包括硬脂酸、氯化亚锡中的至少一种，该硫化体系不仅硫化速率和硫化程度有了明显提高，且硫化剂用量大大降低，节约成本，减少资源消耗。

本发明的目的之一是提供一种高气体阻隔性热塑性内胎材料。

所述高气体阻隔性热塑性内胎材料由包括丁基橡胶、聚丙烯、抗氧剂、硫化体系、丁基橡胶用增塑剂、聚丙烯用增塑剂、高阻隔性能塑料、片状填料和相容剂在内的原料制备而成；

以丁基橡胶为100重量份，各组分按重量份计：