[发明专利]一种高气体阻隔性热塑性硫化胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高气体阻隔性热塑性硫化胶及其制备方法，特别是丁基橡胶/尼龙热塑性硫化胶及其制备方法，属于硫化胶技术领域。

背景技术

动态交联技术：橡胶与热塑性塑料在高温(略大于塑料相的熔点)、高剪切条件下混合，由于硫化剂的存在橡胶相会发生化学交联，交联的橡胶同时又在高速混合和剪切作用下被粉碎成大量的微米级的橡胶颗粒，并最后分散在连续的热塑性塑料相当中，形成高度分散的“海-岛结构”的热塑性硫化胶，那么形成这种热塑性硫化胶的技术即为动态交联技术。热塑性硫化胶不仅具有传统交联橡胶的优异性能，而且具备热塑性塑料的加工特性，在许多领域热塑性硫化胶也在逐步的取代传统的热固性橡胶。

丁基橡胶和尼龙混合并经过动态交联制备的热塑硫化胶具有较好的物理机械性能和优异的气密性能，还具有易加工性和可重复加工性等特点，其主要是应用于轮胎的气密层。与传统的轮胎气密层相比，使用丁基橡胶/尼龙动态交联热塑性硫化胶制备的轮胎气密层具有质量轻、气密性好等优点。但是对于丁基橡胶/尼龙体系而言，橡塑两相相容性是重点研究的问题，若橡塑两相相容性差则会使得交联的橡胶不易被剪切成均匀而细小的分散相颗粒，最终会影响热塑性硫化胶的微观相态结构。专利US005574105A就是针对“橡塑相容性不好会对动态交联后热塑性硫化胶的微观相态及其相关性能不利”的问题提出来的一种方案，众所周知，尼龙12是一种极性热塑性塑料，氯化丁基橡胶是一种非极性饱和橡胶，而聚丙烯则也是非极性的，而且氯化丁基橡胶与聚丙烯的溶解度参数非常接近，所以氯化丁基橡胶和聚丙烯作为主要原料进行动态交联后制得的热塑性弹性体不会出现因相容性不好而带来的问题，最终得到的热塑性硫化胶是一种以聚丙烯为连续相、橡胶相为分散相的“海-岛结构”，最终为了解决该种热塑性硫化胶耐热性和气密性不好的问题，再将其与一定量的尼龙和马来酸酐接枝聚丙烯共混，最终得到具有热塑性且气密性好的热塑性硫化胶。这种制备方法虽然选择避开因橡塑相容性不好而给动态硫化带来的问题，但是由于加入的塑料相较多(橡塑之比接近1∶1)，制得的热塑性硫化胶硬度较高(大于40邵D)。

那么，对于一种可以应用于轮胎气密层上的热塑性硫化胶而言，它应当具备低硬度、高气密性、物理力学性能优异的基本特点。而对于氯化丁基橡胶/尼龙12体系而言，如何在保持原来物理力学性能和气密性的基础上，提高橡塑两相的相容性、降低热塑性硫化胶的硬度则是研究的难点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高气体阻隔性能的热塑性硫化胶及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高气体阻隔性能的热塑性硫化胶，其特征在于，包括以下质量份数(phr)的原料制成：

所述的尼龙为尼龙12；所述的硫化助剂为1，3-双柠糠酰亚胺甲基苯(PK900)；所述的增塑剂为液体聚异丁烯(PIB)和N-丁基苯磺酰胺(N-BBSA)，且液体PIB与N-BBSA质量之比在1.0-4.0之间，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，为抗氧剂1010。

上述增塑剂的质量份数优选大于0。

一种高气体阻隔性热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：

第一步.按质量份数称取原料；

第二步.将氯化丁基橡胶、聚异丁烯和马来酸酐放入双螺杆中挤出并造粒，制备出“自制预混物”，螺杆温度为160-180℃，机头温度为160℃，双螺杆转速为300转/分钟；

第三步.将尼龙、抗氧剂、氧化锌、硬脂酸、硫化助剂、增塑剂和“自制预混物”放入双螺杆挤出机中动态交联，螺杆温度为190-220℃，机头温度为190℃，双螺杆转速为500转/分钟；

第四步.出料。

上述“自制预混物”为聚异丁烯与马来酸酐在高温(160-180℃)条件下发生反应，并同时经过双螺杆的强剪切作用同时与氯化丁基橡胶均匀混合得到端基带有酸酐活性的混合物。