[发明专利]一种耐老化的极性橡胶组合物及加工方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐老化的极性橡胶组合物及加工方法与应用，其中，该橡胶组合物包括：橡胶基体和配合组份，按重量份计，每100份橡胶基体中包含0～99份高度支化聚乙烯P1、0～100份高度支化聚乙烯P1与极性单体的反应物P2，0～50份乙烯与α‑烯烃的共聚物与极性单体的反应物P3，0～50份单烯烃与二烯类单体的二元或三元及以上的共聚物与极性单体的反应物P4，且P1与P2的含量之和为50～100份；其中，P1为有支链结构的乙烯均聚物，其支化度不低于50个支链/1000个碳；配合组份包含硫化体系。本发明提供了一种兼具耐老化性和一定极性的橡胶组合物，拓宽了高度支化聚乙烯作为弹性体的使用范围，使其更加适用于对粘结性、耐油性等与极性相关的性能有要求的场合。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种耐老化的极性橡胶组合物及加工方法与应用。

背景技术

高度支化聚乙烯是一种通过乙烯均聚得到的弹性体，原料成本相对较低，其作为一种分子链饱和的聚烯烃弹性体，具有极佳的耐老化性，可以应用在密封件、电线电缆、防水卷材、耐热输送带、耐热胶管等众多领域，但由于其分子结构中只含碳氢元素，且完全饱和，所以是一种非极性的材料，在粘结性、耐油性、染色性、阻燃性、与极性材料的共混相容性等与极性相关的性能上表现很差，这也限制了高度支化聚乙烯的应用范围。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于高度支化聚乙烯的耐老化的极性橡胶组合物，该组合的橡胶基体中至少包含极化改性的高度支化聚乙烯和其它具备极性且与高度支化聚乙烯具有良好相容性的耐老化弹性体中的一种，从而使橡胶组合物整体具备良好的耐老化性和一定的极性，可以有效拓宽支化聚乙烯的应用范围。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种橡胶组合物，包含橡胶基体和配合组份，按重量份计，每100份橡胶基体中包含0～99份高度支化聚乙烯P1、0～100份高度支化聚乙烯P1与极性单体的反应物P2，0～50份乙烯与α-烯烃的共聚物与极性单体的反应物P3，0～50份单烯烃与二烯类单体的二元或三元及以上的共聚物与极性单体的反应物P4，且P1与P2的含量之和为50～100份，且P2、P3、P4的含量之和不低于3份；其中P1为有支链结构的乙烯均聚物，其支化度不低于50个支链/1000个碳；所述配合组份包含硫化体系。

本发明所用高度支化聚乙烯是一类支化度不低于50个支链/1000个碳的乙烯均聚物，可称为Branched Polyethylene或者Branched PE，目前它的合成方法主要由后过渡金属催化剂基于“链行走机理”催化乙烯均聚得到，优选的后过渡金属催化剂可以为(α-二亚胺)镍/钯催化剂的其中一种。其链行走机理的本质是指后过渡金属催化剂，如(α-二亚胺)镍/钯催化剂在催化烯烃聚合过程中较为容易发生β-氢消除反应和再插入反应，从而导致支链产生。这类高度支化聚乙烯基于主链的支链可以具有不同碳原子数，具体可以是1～6个，或者更多的碳原子。

(α-二亚胺)镍催化剂的生产成本明显低于(α-二亚胺)钯催化剂，更加适合工业化应用，所以本发明优选通过(α-二亚胺)镍催化剂催化乙烯聚合制备的高度支化聚乙烯。

本发明所用的高度支化聚乙烯原料的支化度不低于50个支链/1000个碳，重均分子量不低于6.6万；支化度进一步优选为60～130个支链/1000个碳，重均分子量进一步优选为6.6万～51.8万；支化度进一步优选为70～120个支链/1000个碳，重均分子量进一步优选为8.2万～43.6万。门尼粘度优选为6～102，进一步优选为12～93。

本发明所用的乙烯与α-烯烃的共聚物中的α-烯烃具有3～30个碳原子，所述α-烯烃的包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯、1-二十二烯、1-二十四烯、1-二十六烯、1-二十八烯和1-三十烯的至少一种。具体地，乙烯与α-烯烃的共聚物可以选自乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯己烯共聚物和乙烯辛烯共聚物中的至少一种，优选为乙烯丁烯共聚物或者乙烯辛烯共聚物。