[发明专利]具有改进的硫化性的热塑性弹性体

说明书

技术领域

本发明的实施方案一般涉及热塑性弹性体和用该热塑性弹性体制得的制品，更具体地说，本发明涉及某些具有改进的硫化性(cure)的热塑性弹性体，从而改进由该热塑性弹性体制得的制品的耐压缩形变性。本发明的各种实施方案通常涉及具有弹性和热塑性这两种性能组合的聚合物共混物。

背景技术

热塑性弹性体(TPE)材料包括那些通常在使用温度下具有类似于硫化橡胶的性能，但可由通常用来加工热塑性塑料的方法加工和制造的材料。热塑性弹性体通常可再加工，因为它们含有热塑性组分。

基于乙烯-丙烯弹性聚合物或乙烯、α-烯烃、二烯烃弹性聚合物与半结晶或结晶性聚合物的共混物的热塑性弹性体是已知的。这类混合物通常通过动态硫化橡胶和树脂的共混物而制备。由该组合物制成的成型制品通常具有弹性性能而无需进一步硫化。

在过去，这类乙烯、α-烯烃或乙烯、α-烯烃、二烯烃单体的弹性聚合物/半结晶或结晶性聚烯烃型TPE具有许多用途。然而，在某些情况下应用受到如下事实的限制：通常市售用来制造热塑性弹性体的乙烯、α-烯烃、二烯烃单体弹性聚合物部分的二烯烃在过氧化物为硫化剂(curative)时不能产生一般完全硫化的弹性体相。对本申请来说，术语完全硫化意指95％以上的任何硫化状态。测定硫化状态的机理和方法将在本申请中进一步讨论。尽管通过使用各种非过氧化物硫化机理可基本完全硫化以前市售的TPE，但这些或类似TPE的过氧化物硫化通常不完全，因为所必需的过氧化物的量以及加工温度和剪切(由TPE制造制品所必需)通常在TPE的结晶或半结晶聚烯烃组分中引起不希望有的副作用。这些副作用可包括例如聚乙烯的交联。在聚丙烯(TPE中的一种更为常见的共混组分)中，这类副作用包括聚丙烯的链断裂，导致不希望有的分子量降低。因此，热塑性弹性体的制造商或加工商正走在一狭窄的钢丝上，该钢丝的一侧是所希望的更为完全硫化的弹性体，但结晶或半结晶聚烯烃部分降解或性能降低；而在该钢丝的另一侧是较低硫化的橡胶部分和基本上维持其所有原来性能的结晶聚烯烃部分。

许多已知的热塑性弹性体使用乙烯、α-烯烃、二烯单体的弹性聚合物，该聚合物具有可变量的二烯单体，该单体通常选自5-亚乙基-2-降冰片烯，1，4-己二烯，1，6-辛二烯，5-甲基-1，4-己二烯和3，7-二甲基-1，6-辛二烯。当用于使用过氧化物硫化剂的TPE组合物中时，掺有这些类型二烯的乙烯、α-烯烃、二烃单体的弹性聚合物通常具有增加硫化对维持结晶或半结晶聚烯烃性能的上述折衷。

使用其他硫化体系如酚醛型硫化剂的基本完全硫化的TPE市场有售；一个实例是Santoprene^(Monsanto Company)橡胶。任何完全硫化或基本完全硫化的TPE材料的通常优点是其机械性能通常比弹性体部分的硫化度较低的TPE更为理想。然而，对某些应用的最重要机械性能，耐压缩形变性通常将随硫化状态的变大而得到改善。在具有硫化低于90％的乙烯、α-烯烃、二烯单体的弹性聚合物的TPE中，压缩形变通常对许多应用高得不可接受，尤其在高温下。

因此需要一种可用的商用TPE，它具有增加的硫化状态，同时具有最小的结晶或半结晶聚烯烃性能降低，以及与部分硫化的过氧化物或基本完全硫化的酚醛材料相比改进的耐压缩形变性。

概述

业已发现用含有乙烯基降冰片烯作二烯单体的乙烯、α-烯烃、二烯单体的弹性聚合物制备的TPE通常具有与用含一种或多种选自5-亚乙基-1-2-降冰片烯、1，4-己二烯、1，6-辛二烯、5-甲基-1，4-己二烯和3，7-二甲基-1，6-辛二烯的二烯烃的乙烯、α-烯烃、二烯单体的弹性聚合物制备的TPE相比得到改善的硫化状态。

本发明各种实施方案的TPE具有比以前市售的可过氧化物硫化的TPE得到改善的物理性能。本发明的各种实施方案将包括热塑性弹性体，该弹性体包含a)乙烯、α-烯烃、乙烯基降冰片烯的弹性聚合物；b)结晶或半结晶的热塑性塑料和c)硫化剂。硫化剂在TPE中的存在量可有效地使乙烯、α-烯烃、乙烯基降冰片烯的弹性聚合物至少95％硫化。