[发明专利]核-壳型双活性丙烯酸酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯酸酯类弹性体，具体说是一种核-壳型双活性丙烯酸酯弹性体，特别是制备方法。

背景技术

氟橡胶（FKM）是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体，其广泛应用于航天、军工、国防、汽车、石油化工等许多领域。氟橡胶制品主要应用于密封件、垫圈、垫片、隔膜、胶管、油封、衬里、防腐制品和电绝缘制品。

氟橡胶应用最广泛的是汽车领域，占应用总量的60～70%。在汽车零部件上，可作为发动机燃料软管、加油软管、燃料泵、空调装置O形圈，及喷射装置、动力活塞、气门杆、曲轴、空调压缩机的密封材料。橡胶制成的汽车密封件在使用过程中，除受应力、应变、高温和低温的作用外，还受油品（燃料油、润滑油）、化工品（酒精、防冻液、清洗液、制动液、硫酸、硝酸）和生物（霉、细菌、昆虫）等的侵蚀。产品设计时，如不能全面考虑使用条件的单独和协同作用，将会导致损坏程度加快，致使使用寿命缩短。特别是随着汽车工业和高速公路的发展，汽车的行驶速度大幅提高，使得油封的使用温度大幅上升，发动机的曲轴处的油温基本在110℃以上，因此对与汽车配套的橡胶密封件的质量要求也相应提高。传统的氟橡胶弹性密封材料已无法满足高温、高速、高耐磨的实际使用要求。

我国自20世纪60年代开始研制氟橡胶，先后成功研制出23型、26型、246型、TP-2型等以聚烯烃为主的氟橡胶和羧基亚销基氟橡胶。20世纪80年代又发展了全氟醚橡胶及氟化磷橡胶等。

为了提高氟橡胶及制品的性能，国内外对氟橡胶的改性和加工进行了大量研究工作。目前，氟橡胶的改性主要有两个方向：一是，通过主链改性，如氟醚橡胶、氟硅橡胶的开发，将醚键引入氟橡胶主链，增大了分子的柔性，使其低温性能大大改善的同时保留了氟橡胶原有的特点，但由于开发生产成本过高，极大地限制了其推广和应用；二是，橡胶并用，将氟橡胶与一些通用橡胶、特种橡胶并用，以便获得性能更加优异，成本更低的材料。

共混改性是一种较好的方法，但存在以下不足：（1）制出新型氟橡胶的性价比不高。氟醚橡胶、氟硅橡胶由于开发成本太高，使其价格甚至高于氟橡胶，只能运用在条件比较苛刻的环境下，推广和应用受到制约；（2）氟橡胶之间的共混改性对氟橡胶性能的改性是受限制的。同类型橡胶决定了其在改善由橡胶自身结构而引起性能缺陷上受到限制。其成本难降低。而氟橡胶与氟醚橡胶的共混虽能很好的改善氟橡胶的低温性能，但成本较高；（3）氟橡胶与其它橡胶的共混对氟橡胶的低温性能难善。共混改性能够改善氟橡胶的弹性，加工性能等单个性能的改善，但对改善氟橡胶低温性能及综合考虑多个缺陷方面研究甚少。

丙烯酸酯橡胶（ACM）本身是一种耐高温、耐油、耐老化性能优异的特种橡胶，但在改性氟橡胶耐低温和抗撕裂性能方面，尚存在欠缺。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的问题是提供一种耐低温和抗撕裂性能的核-壳型双活性基团丙烯酸酯弹性体及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种核-壳型双活性丙烯酸酯弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：将丙烯酸酯单体、含活性基团的丙烯酸酯、复合乳化剂加入到捏合机中，升温至60～90℃，保温反应0.8～1.2h，然后加入硫化剂和氧化-还原引发剂，氮气保护下，升温至80～100℃，保温反应1.5～2.0h，最后冷却至40～50℃，制得核-壳型双活性丙烯酸酯弹性体。

进一步地，所述丙烯酸酯单体70～100重量份，含活性基团的丙烯酸酯50～80重量份，复合乳化剂15～30重量份，硫化剂8～20重量份，氧化-还原引发剂5～8重量份。

所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。

所述含活性基团的丙烯酸酯的活性基团包括羟基、羧基、环氧基等。

所述含活性基团的丙烯酸酯为丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。

所述复合乳化剂为丙烯酰胺异丙基磺酸钠、含双键的醇醚磺基琥珀酸酯钠盐、乙烯基磺酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或几种。

所述硫化剂为过氧化苯甲酰（BPO）、苄基三苯基氯化磷（BPP）、氢氧化钙或氧化镁中的一种或几种。

所述氧化-还原引发剂中氧化剂与还原剂之比为1.0：0.5～0.9。

所述氧化-还原引发剂中的氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、氯酸钠中的一种或几种，而还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸铁、亚硫酸钠中的一种或几种。