[发明专利]一种热塑性复合弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种热塑性复合弹性体材料及其制备方法，所述热塑性复合弹性体材料包括由聚酰胺/丙烯酸酯橡胶动态硫化胶与热塑性聚氨酯弹性体按重量比为(3～9):(1～7)的比例共混得到的复合弹性体材料；本发明得到的热塑性复合弹性体材料的综合性能相较于未共混前的两种材料具有显著的提高，尤其是低温弹性性能、低温拉伸强度和低温脆性性能，在‑35℃下的低温拉伸强度可达26MPa，伸长率可达402％，低温脆性温度可低至‑45℃，该材料同时还具备优异的耐水性、长期高温使用性能、高温耐油性能、高弹性和良好的重复加工性能，使用其制备电线电缆、密封件、胶管等材料能够弥补我国在高端技术领域应用上述材料的技术空白。

技术领域

本发明属于弹性体复合材料领域，尤其涉及一种热塑性复合弹性体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，热塑性动态硫化胶(TPV)材料得到了迅速的发展，因其兼有橡胶的高弹性和热塑性塑料的优异加工特性，在电线电缆、汽车配件、各式密封材料、土木建筑、医疗器械等领域应用甚为广泛，特别是在高端制造领域，TPV材料优异的耐热、耐油、高弹性通常使其用作制备具有高附加值的产品。

丙烯酸酯橡胶(ACM)与聚酰胺(PA)通过动态硫化得到的动态硫化胶即为一种新型的TPV材料，由于PA的表面能与ACM比较接近，二者的分子链段之间有足够的亲和力且极性与溶解度参数相差较小，因而二者具有良好的相容性。二者混合交联得到的TPV材料也具有优越的高温耐油性、长期高温使用条件下良好的的耐老化性以及适中的价格，是一种综合性能优异的TPV材料。例如，CN105255082A中公开了一种丙烯酸酯橡胶/尼龙热塑性硫化胶及其制备方法，该方法制备的硫化胶具有优异的耐油、耐高温性能，在保持橡胶高弹性的同时自身还具有优良的可塑性。CN107400323A中公开了一种聚酰胺组合物/丙烯酸酯橡胶动态硫化胶及其制备方法，该硫化胶使用了低吸水率的PA组合物，使得得到的TPV材料具有优异的长期高温使用性能、耐水性和耐高低温性能。然而，上述现有技术中得到的ACM/PA动态硫化胶在低温环境下弹性性能不足，不能保持良好的柔性，限制了其应用范围。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)也是弹性体家族的一员，其具有高强度、高弹性、高伸长率、低压缩变形率和优良的耐磨、耐撕裂性能，尤其是其耐寒性能突出，其耐低温脆性可达到-60℃，且在-40℃以上都能保持优异的柔软弹性。TPU材料在很多高端领域中都有应用，但其单独使用时耐热性能较差，普通的TPU材料在80℃以下可以长期使用，而在120℃的使用条件下，其力学性能仅能维持数小时，由于TPU在常温下的优异性能无法在高温下保持，所以，目前开发耐高温性能优异的特种TPU材料成为了研究热点。例如，CN105255158A中公开了一种热塑性聚氨酯弹性体共混改性物及其制备方法，该方法以长探链尼龙与TPU共混，制得的改性物耐热性显著提高，其维卡软化温度可达145℃，但长期使用温度并不高。CN104017167A中公开了一种耐热聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，该方法制备的耐热TPU在分子链中引入了刚性较强的分子链，使得得到的材料机械强度比普通MDI型TPU提高了一倍左右(在100℃×8h的测试条件下)。但上述材料相比在常温下，经过高温处理后的拉伸强度降低超过了50％，由此可见，通过添加耐热无机物、改变TPU合成组分或在TPU大分子链上引入刚性链段均能提高TPU材料的耐热性能，但这种提高效果并不明显，使得TPU材料在长期使用下使用温度很难超过125℃，限制了TPU材料的应用范围。