[发明专利]一种动态硫化热塑性弹性体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种动态硫化热塑性弹性体材料及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体又称热塑性橡胶，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的高分子材料，在常温下具有橡胶的高弹性，在熔融温度下又可以像塑料那样方便加工，可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，并且废次品和边角料可以回收和再利用。TPE减少了传统橡胶的制备工序，对于节约能源、提高经济效益、降低劳动强度，特别是对于环境保护起到了积极的作用。因此它正在越来越多的领域替代传统的热固性硫化橡胶。

动态硫化是开发热塑性弹性体的一项新技术，所制备的热塑性弹性体称为热塑性硫化橡胶（TPV）。1962年，Gessler最先提出了部分动态硫化技术，之后Coran又提出了动态全硫化技术，所制备的聚丙烯/三元乙丙橡胶（PP/EPDM）共混物的弹性、强度、耐热性、耐溶剂性等性能得到了显著提高。动态硫化是指在高剪切场和高温度场的混合器中将橡胶和塑料熔融共混，在剪切力和交联剂的作用下橡胶边交联边剪切细化，形成细小颗粒，并且细微均匀地分散于塑料基体中形成稳定的多相体系，其中硫化橡胶颗粒为分散相，塑料为连续相。在动态硫化过程中选择适当的交联剂和交联助剂，可以引发橡塑两相界面反应从而起到原位改善界面相容性的效果。

不同的硫化体系所制备的TPV性能和应用领域也不一样。采用硫磺硫化时，动态硫化过程中形成的多硫键会进行硫交换反应，导致橡胶相容易团聚，在后续成型时加工性能不稳定，并且材料会带有硫的气味，限制了它在食品、医疗卫生等方面的应用。酚醛树脂硫化时，由于酚醛树脂选择性的对不饱和橡胶进行交联，对塑料相基本没有影响，但是所制备的TPV表面质量较差，在使用过程中常会出现黑色污点，限制了它在家用电器、医疗卫生等方面的应用。同时硫磺和酚醛树脂硫化一般只适用于不饱和结构的橡胶。过氧化物硫化，能够同时适用于不饱和结构及饱和结构的橡胶，内部交联网络结构是具有很高键能的碳碳键，因此所制备的TPV具有优异的耐热性、耐老化性、高弹性和较小的压缩永久变形，并且不易变色。但过氧化物硫化容易引起PP的降解，从而导致热塑性弹性体的力学性能降低。

在各种类型的热塑性硫化橡胶中PP/EPDM TPV发展最为迅速，应用最为广泛，如玻璃密封条、雨刷保护套胶条、脚垫、安全气囊盖、医用输液管、注射器等。但是由于EPDM多为块状，在加工过程中很难与粉状或者颗粒状的PP混合均匀，同时添加的无机填料在基体中产生团聚，致使材料的性能指标下降。

专利CN106832545公开了一种动态硫化热塑型弹性体材料及制备方法，该专利引入了颗粒状的乙烯-辛烯共聚物（EOC）作为橡胶相，以DCP作为交联剂，三烯丙基异氰脲酸酯作为交联助剂，制备出了热塑性弹性体。但是所采用的三烯丙基异氰脲酸酯与PP的相容性较差，在体系中分布不均匀，并不能很好的抑制PP相在动态硫化过程中的降解。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有优异力学性能和透明性的医用热塑型弹性体材料及其制备方法。

为了弥补现有技术的不足，提供一种易于混合、加工方便、生产成本低、质量稳定、力学性能优异的动态硫化热塑性弹性体材料。本发明采用乙烯-辛烯共聚物（EOC）作为橡胶相，以过氧化物作为交联剂，采用与PP和EOC相容性较好的非等活性双烯单体（对烯丁基苯乙烯、对烯丙基苯乙烯、对烯丁氧基甲基苯乙烯、对烯丙氧基甲基苯乙烯）作为新型交联助剂，采用动态硫化技术制备热塑性弹性体。在塑料相，新型交联助剂含有的高反应活性双键与PP大分子自由基反应生成的自由基由于与苯环共轭，较为稳定，不易发生链转移反应，从而抑制PP的降解；在橡胶相，该交联助剂可以促进EOC共聚物的交联；在两相界面，接枝非等活性双烯单体后的PP分子和EOC分子，更容易在相界面生成PP-g-EOC接枝共聚物，起到原位反应增容作用，从而提高两相界面作用力。因此本发明制备的热塑性弹性体具有良好的力学性能。同时本发明没有采用容易变色和容易产生气味的硫化体系，因此本发明所制备的热塑型弹性体无毒无味、析出物少、透明性良好，可用作医用热塑性弹性体材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种热塑性弹性体材料，以过氧化物为交联剂，以非对称双烯单体为新型交联助剂，交联按重量份数计，所述的热塑性弹性体材料的原料配方组成：

聚丙烯（PP）30-60份

乙烯-辛烯共聚物40-70份

聚乙烯蜡1-10份

石蜡油0-25份

交联剂0.2-2.0份

新型交联助剂0.5-5份