專利名稱：一種彈性體組合物、彈性體軟管及彈性體軟管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈性體組合物，又以彈性體組合物作為原料制備高性能彈性體管的工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有市場中用于流體輸送的軟管，基本由PVC、LDPE或者EPDM等原材料制造。在這類軟管中，PVC衛(wèi)生性能不佳，通常有較強烈的異味，不適用于飲用水輸送；LDPE和EPDM 軟管的衛(wèi)生性能較好，但耐熱性不足，只能用于冷水輸送。中國專利文獻(xiàn)CN1283712C公開的室溫硅烷交聯(lián)聚乙烯塑料及其制備方法，它由聚乙烯樹脂、硅烷交聯(lián)劑、交聯(lián)催化劑、金屬鈍化劑、抗氧劑等原料采用兩步法工藝制造出硅烷接枝料A料和催化劑母料B料，然后A料和B料混合后擠出得到管材或者電纜涂覆層。中國專利申請文件CN101323174A公開了一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)工藝的兩步驟先將硅烷交聯(lián)聚乙烯、引發(fā)劑、加工助劑按給定比例加入高速混合機， 經(jīng)過混合后再加入單螺桿擠出機擠出成管。其創(chuàng)新之處是在單螺桿的均化段和塑化段之間加了一段具有回流功能的改造段，以增加溶體混煉效果。總之，現(xiàn)有技術(shù)中所公開的管材的不足之處是，有的衛(wèi)生性能差，耐熱性差，耐腐蝕性能也低，而且其制備方法工藝較復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于研制出一種性能良好的彈性體組合物，并再以該彈性體組合物為原料制備出一種成本低、衛(wèi)生性能好、耐熱性能及耐腐蝕性能均優(yōu)的彈性體軟管。本發(fā)明的另一個目的在于研究出制備上述的性能優(yōu)良的彈性體軟管的方法，使其制備方法生產(chǎn)效率高、工藝簡單。本發(fā)明的一種彈性體組合物，它含有
彈性體樹脂(共聚物) 乙烯基硅烷引發(fā)劑有機過氧化物抗氧劑酚類
催化劑二月桂酸二丁基錫硅酮潤滑脂
100重量份， 1 - 2重量份， 0. 1 - 0. 8重量份， 0. 1 - 0. 4重量份， 0. 1 - 0. 2重量份， 0. 1 - 0. 5重量份。又以含有彈性體樹脂(共聚物)100重量份，乙烯基硅烷1. 4 一 1. 6重量份，引發(fā)劑有機過氧化物0. 3 — 0. 7重量份，抗氧劑酚類0. 15-0.3重量份，催化劑二月桂酸二丁基錫0. 1 — 0. 16重量份，硅酮潤滑脂0. 1 — 0. 3重量份為佳。所說的重量份可以是克、市斤、公斤、噸等。所述的彈性體樹脂(共聚物)為乙烯一辛烯共聚物POE (polyolyaltha olfin)， 辛烯含量20 — 50% (重量百分?jǐn)?shù))，密度< 0.930g/cm3，其密度按GB / T1033 — 1986規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，熔融指數(shù)< 5. Og/min，按照GB/T3682規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。所述的彈性體樹脂(乙烯-辛烯共聚物)可以是陶氏P0E8540 (美國陶氏化學(xué)品公司)、陶氏牌號POE ENR7256，辛烯含量30% (重量百分?jǐn)?shù))杜邦公司牌號P0E8180，辛烯含量 32% (重量百分?jǐn)?shù))，?？松九铺朠0E8203，辛烯含量35% (重量百分?jǐn)?shù))。又以彈性體樹脂(共聚物)POE辛烯含量為30% — 35% (重量百分?jǐn)?shù))為好。所述的乙烯基硅烷可以是乙烯基三甲氧基硅烷(Degussa公司牌號VTMO)、乙烯基三乙氧基硅烷(Degussa公司牌號VTEO)、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷其中的一種或二種、三種、四種的任意重量比的混合物。所述的作為引發(fā)劑的有機過氧化物為叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酸(上海高橋化工廠生產(chǎn))、過氧化甲乙酮、雙叔丁過氧異丙基苯其中的一種或二種、三種、四種任意重量比的混合物。所述的抗氧劑酚類為科來恩公司的168、1076，CiBa公司的1010、264等牌號其中的一種或二種、三種、四種任意重量比的混合物。所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫，道康寧公司生產(chǎn)的牌號D - 22。所述的硅酮潤滑脂為3M公司生產(chǎn)的牌號為PPA。本發(fā)明的一種彈性體組合物的制備方法是將彈性體樹脂(共聚物)100重量份，乙烯基硅烷1 一 2重量份，引發(fā)劑有機過氧化物0. 1 — 0. 8重量份，抗氧劑酚類0. 1 — 0. 4重量份，催化劑二月桂酸二丁基錫0. 1 - 0. 2重量份，硅酮潤滑脂0. 1 - 0. 5重量份共混而得到本發(fā)明的一種彈性體組合物，它作為原料在一定的溫度下擠壓成管材。本發(fā)明的一種彈性體軟管，該軟管具有立體網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，是以一定比例混合均勻的彈性體樹脂(共聚物)和改性助劑(乙烯基硅烷，引發(fā)劑有機過氧化物，抗氧劑酚類，催化劑二月桂酸二丁基錫，硅酮潤滑脂)共混物，通過擠出機一步擠出管材，再經(jīng)過水解處理得到的彈性體軟管的成品。所述的擠出機為單螺桿擠出機。本發(fā)明就是通過選取上述的與現(xiàn)有技術(shù)均不相同的原材料彈體樹脂(乙烯-辛烯共聚物)Ρ0Ε，經(jīng)過硅烷交聯(lián)接枝改性后生產(chǎn)出的一種新型的彈性體軟管。本發(fā)明所涉及的原材料配方系適用于普通三段式或者四段式單螺桿擠出機，對生產(chǎn)設(shè)備無特殊要求，同時本發(fā)明通過對管材冷卻成型方式的改進(jìn)，可以實現(xiàn)45m/min以下的高速生產(chǎn)。本發(fā)明的一種制備彈性體軟管的方法，所述方法包括以下步驟 (1)以彈性體樹脂(共聚物)100重量份，
(2)在190°C-230°C的溫度范圍下，將共混形成的所述彈性體組合物，通過擠出機擠壓成管材，
(3)經(jīng)水解交聯(lián)處理上述的管材得到成品彈性體軟管。
乙烯基硅烷引發(fā)劑有機過氧化物抗氧劑酚類
催化劑二月桂酸二丁基錫硅酮潤滑脂
0. 1 - 0. 5重量份的組合物為原料，
0. 1-0. 8重量份， 0. 1-0. 4重量份， 0. 1 - 0. 2重量份，
1-2重量份，
成品彈性體軟管交聯(lián)度> 65% (按GB — 1847 一 2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。所用的擠出機為三段式或者四段式的單螺桿擠出機，擠出機長徑比為20-35. 在所述步驟(2)中于190°C -230°C的溫度范圍下，將作為原料的彈性體組合物混合通
過擠出機擠壓成管材的步驟中，管材的擠出速度為5m/min-45m/min。擠出機的生產(chǎn)效率為 50kg/h-180kg/h。在所述的步驟(3)中使管材接觸80°C -100°C溫度范圍的水或80°C -100°C的水蒸氣處理8-20小時，進(jìn)行水解交聯(lián)處理。使管材能夠?qū)崿F(xiàn)彡45m/min的高速擠出的方法是在_0. 05^-0. 15Mpa壓力范圍， 采用負(fù)壓定徑成型，真空箱內(nèi)使用托輪支撐軟管，噴淋式冷卻，定徑套內(nèi)徑比所要成型的管材外徑大4-6mm，當(dāng)管坯通過定徑套時，管材表面與定徑套之間形成2_3mm左右的空氣潤滑間隙，減少摩擦，管材外徑和壁厚通過調(diào)節(jié)擠出量和牽引速度來控制。用本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)出來的彈性體軟管在常溫(20°C — 30°C)的劭氏硬度為 60 - 100IRHD，按IS07619 — 97規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，彈性體軟管分子結(jié)構(gòu)的分子交聯(lián)度彡65%，按GB / T18474 一 2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。本發(fā)明就是通過選取上述的與現(xiàn)有技術(shù)均不相同的原材料彈體樹脂(共聚物) Ρ0Ε，經(jīng)過硅烷交聯(lián)接枝改性后生產(chǎn)出的一種新型的彈性體軟管。所生產(chǎn)出的本發(fā)明的產(chǎn)品管材具有三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，該管是以一定比例混合均勻的彈性體樹脂(共聚物)、乙烯基硅烷，抗氧劑有機過氧化物，有機錫催化劑和硅酮潤滑劑在190°C — 210°C的溫度范圍下，通過擠出機擠出成管，再經(jīng)過水解處理而制得。本發(fā)明所選擇的制造軟管原材料彈性體樹脂(共聚物)Ρ0Ε,與LDPE和EPDH相比， 常溫下斷裂強度可以提高lOMPa，再經(jīng)過交聯(lián)改性處理，使POE軟管的熱強度、耐腐性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能再大幅提高，本發(fā)明所提供的彈性體軟管，除保持極佳的柔性和衛(wèi)生性能外，裸管即可在60°C溫度下，1 MPa以內(nèi)的條件下長期使用，可廣泛用于化學(xué)液體輸送和建筑冷熱水系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及的原材料配方體系適用于普通三段式或者四段式單螺桿擠出機，對生產(chǎn)設(shè)備無特殊要求，同時本發(fā)明通過對管材冷卻成型方式的改進(jìn)，可以實現(xiàn)45m/min以下的高速生產(chǎn)。普通的橡膠PVC、LDPE等原料因為融體表面粘度較高，在生產(chǎn)軟管時，通常為保證管坯均勻，冷卻而采用正壓定徑方式成型生產(chǎn)，此方法管坯和定徑套內(nèi)表面緊密貼合，摩擦力大，生產(chǎn)速度一般被限制在25m/min以下，在上述步驟(2)中，本發(fā)明提出了采用空氣間隙的負(fù)壓定徑成型方式，將管坯和定徑套間的摩擦力減少到零，此方式大幅度提高了彈性體軟管的生產(chǎn)速度，從而可以實現(xiàn)45m/min以下的高速生產(chǎn)。 隨機選取一種彈性體樹脂(共聚物)對交聯(lián)前后的性能進(jìn)行了對比所用的原料彈性體組合物的組成成分及各組成成分的含量及制法基本同實施例1，唯不同的是彈性體樹脂(共聚物)為陶氏P0E8540 (辛烯含量33%，由美國陶氏化學(xué)品代理公司購得)。
權(quán)利要求
1.一種彈性體組合物，其特征是，它含有彈性體樹脂(共聚物) 100重量份， 乙烯基硅烷1 一 2重量份，引發(fā)劑有機過氧化物0. 1 — 0. 8重量份，抗氧劑酚類0. 1 — 0. 4重量份，催化劑二月桂酸二丁基錫 0. 1 — 0. 2重量份， 硅酮潤滑脂0. 1 — 0. 5重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種彈性體組合物，其特征是， 彈性體樹脂(共聚物) 100重量份，乙烯基硅烷1. 4 一 1. 6重量份，引發(fā)劑有機過氧化物0. 3 — 0. 7重量份，抗氧劑酚類0. 15-0.3重量份，催化劑二月桂酸二丁基錫 0. 1 — 0. 16重量份， 硅酮潤滑脂0. 1 — 0. 3重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2其中的一種彈性體組合物，其特征是，所述的彈性體樹脂(共聚物)為乙烯一辛烯共聚物Ρ0Ε，辛烯含量20 - 50%重量百分?jǐn)?shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2其中的一種彈性體組合物，其特征是，所述的乙烯基硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷其中的一種或二種、三種、四種的任意重量比的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2其中的一種彈性體組合物，其特征是，所述的引發(fā)劑的有機過氧化物為叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酸、雙叔丁過氧異丙基苯其中的一種或二種、三種、四種任意重量比的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2其中的一種彈性體組合物，其特征是，所述的抗氧劑酚類為科來恩公司的168、1076，CiBa公司的1010、264牌號其中的一種或二種、三種、四種任意重量比的混合物。
7.一種彈性體軟管，其特征是，該軟管具有立體網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，是以一定比例的彈性體樹脂(共聚物)、乙烯基硅烷、引發(fā)劑有機過氧化物、抗氧劑酚類、催化劑二月桂酸二丁基錫、 硅酮潤滑脂，共混通過擠出機一步擠出管材，在經(jīng)過水解處理而得到的彈性體軟管。
8.本發(fā)明的一種制備彈性體軟管的方法，其特征是，所述方法包括以下步驟 (1)以彈性體樹脂(共聚物)100重量份，乙烯基硅烷1-2重量份，引發(fā)劑有機過氧化物0. 1-0. 8重量份，抗氧劑酚類0. 1-0. 4重量份，催化劑二月桂酸二丁基錫0. 1 — 0. 2重量份，硅酮潤滑脂0. 1 — 0. 5重量份的組合物為原料，(2)在190°C -230°C的溫度范圍下，將共混形成的所述彈性體組合物，通過擠出機擠壓成管材，(3)經(jīng)水解交聯(lián)處理上述的管材得到成品彈性體軟管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的一種制備彈性體軟管的方法，其特征是，在所述的步驟(3)中使管材接觸80°C -100°C溫度范圍的水或80°C -100°C的水蒸氣處理8-20小時，進(jìn)行水解交聯(lián)處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的一種制備彈性體軟管的方法，其特征是，所用的擠出機是三段式或者四段式的單螺桿擠出機，擠出機長徑比為20-35。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的一種制備彈性體軟管的方法，其特征是，使管材能夠?qū)崿F(xiàn)< 45m/min的高速擠出的方法是在_0. 05^-0. 15Mpa壓力范圍， 采用負(fù)壓定徑成型，真空箱內(nèi)使用托輪支撐軟管，噴淋式冷卻，定徑套內(nèi)徑比所要成型的管材外徑大4-6mm，當(dāng)管材通過定徑套時，管材表面與定徑套之間形成2_3mm左右的空氣潤滑間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的一種制備彈性體軟管的方法，其特征是，在所述步驟(2)的步驟中，管材的擠出速度范圍為5m/min-45m/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈性組和物，彈性體軟管及彈性體軟管的制備方法。由彈性體樹脂共聚物、乙烯基硅烷、有機過氧化物、催化劑、酚類抗氧劑和硅酮潤滑脂形成的組合物，并以此為原料，按照一定比例混合后擠出成管材，再經(jīng)過水解交聯(lián)反應(yīng)而得到彈性體軟管制品。本發(fā)明提供了組合物為原料形成彈性體軟管的制備方法，通過對彈性體進(jìn)行一步法反應(yīng)擠出成型合交聯(lián)改性工藝，大幅提高了彈性體軟管的耐熱性、耐腐蝕、耐環(huán)境應(yīng)力開裂和熱強度，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)流體輸送和建筑冷熱水系統(tǒng)。
文檔編號C08K5/5425GK102432943SQ20111031403
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者彭曉翊, 李白千, 金季靖 申請人:佛山市日豐企業(yè)有限公司