[发明专利]一种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体

说明书

本发明公开了一种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体。这种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体是由以下的原料组成：乙烯基硅橡胶、聚烯烃、聚轮烷、硫化剂、填料、结构控制剂。本发明还公开了这种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体的制备方法。本发明采用一种含乙烯基的超分子聚轮烷，在熔融共混状态下对硅橡胶和聚烯烃进行动态硫化加工，制备具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体。聚轮烷发挥滑动交联点和相容剂的双重作用，赋予硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体高强度、高韧性、高相容等优异特性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体。

背景技术

有机硅材料的主链为硅原子和氧原子交替排列构成，同时硅原子的侧基为有机基团，因此兼具有机和无机特性。特殊的化学结构赋予有机硅极低的表面张力、优异的分子链柔顺性、良好的耐高低温性，以及生物相容性好、耐候、耐腐蚀、电气绝缘、透气性好等优点。因此，有机硅在石油化工、国防军工、航空航天、电子电器等多个领域应用广泛。然而，有机硅材料尤其是硅橡胶的机械强度、耐酸碱性、耐溶剂性存在明显不足，而且硅橡胶传统的硫化方式为热硫化，生产过程产生的边角料和废旧产品无法回收加工，以上缺点限制了硅橡胶的高性能、高附加值应用。

聚烯烃原料丰富、价格低廉、力学性能优良、综合性能突出，是产量最大、应用最广的一类高分子材料。鉴于有机硅独特的结构和性能，如果将有机硅和聚烯烃结合起来，制备硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体，既能提高聚烯烃的分子链柔顺性，拓宽使用温度，降低表面能，提高耐天候老化性，又能弥补有机硅在机械强度、耐酸碱性、耐溶剂性、与碳基材料相容性等方面的缺陷，还具有易加工、可反复回用的绿色特性，研究意义重大。

动态硫化法指在塑料和橡胶熔融共混过程中使橡胶硫化，在高剪切力下将硫化物剪切成粒，并分散在塑料基体中，是制备热塑性弹性体的有效途径。CN102040841A和CN107325404A报道了动态硫化方法制备硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体，但由于传统的硅橡胶交联网络的制约，以及硅橡胶和聚烯烃相容性极差的影响，所制备的弹性体无法同时具备高强度和高韧性，这限制了此类弹性体的高性能应用。

聚轮烷是通过自组装作用得到的一种内锁型主客体超分子体系，其环状分子贯穿入线型轴高分子链，可以在轴分子链上滑动和旋转，具有独特的动力学特性。如果采用合适的手段，将聚轮烷上的环状分子作为交联点，就能形成三维超分子网络结构。由于环状分子交联点没有固定，可以沿着轴分子链自由地移动，因而这种三维超分子网络结构具有独特的力学性能。目前也没有将聚轮烷应用于制备硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，克服硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体力学性能和相容性不足的缺陷，本发明的目的在于提供一种同时具备高韧性、高强度、高相容的滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体。本发明还提供了这种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：

一种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体，是由以下质量份的原料组成：乙烯基硅橡胶20～80份、聚烯烃20～80份、聚轮烷5～50份、硫化剂0.1～5份、填料5～60份、结构控制剂1～8份。

优选的，这种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体，是由以下质量份的原料组成：乙烯基硅橡胶20～80份、聚烯烃20～80份、聚轮烷5～50份、硫化剂0.5～2份、填料10～30份、结构控制剂2～4份。

优选的，这种具有滑动交联网络的硅橡胶/聚烯烃热塑性弹性体中，乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.08％～1％；进一步优选的，乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.08％～0.3％。