專利名稱：一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠與樹(shù)脂共混材料及其制備方法，尤其是一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
橡膠與樹(shù)脂共混是實(shí)現(xiàn)橡膠改性的一條重要途徑。合成樹(shù)脂在性能上的優(yōu)勢(shì)是具有高硬度、高強(qiáng)度，優(yōu)異的耐熱老化性和耐各種化學(xué)介質(zhì)侵襲性，這些恰恰是某些合成橡膠缺少而又需要的。橡膠與少量的合成樹(shù)脂共混，使橡膠的某些性能得到改善，從而可以提高橡膠的使用價(jià)值，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。在這方面最成功也是最早的例子就是NBR與PVC的共混，其共混物現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種耐油，耐化學(xué)介質(zhì)，耐臭氧的制品。 不飽和羧酸金屬鹽是一類在橡膠工業(yè)中極具應(yīng)用前景的多功能活性助劑。對(duì)它們?cè)谙鹉z改性、增強(qiáng)等方面的研究和應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外均有相當(dāng)多的報(bào)道。在引發(fā)劑作用下，膠料中的不飽和羧酸金屬鹽既能與橡膠結(jié)合，本身又能均聚，并因分子結(jié)構(gòu)中具有由金屬陽(yáng)離子和羧酸根陰離子形成的離子鍵，從而對(duì)硫化膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及性能產(chǎn)生了重要的影響，起到改性橡膠、改善橡膠工藝性能和提高制品使用性能的作用。但其缺點(diǎn)是加工工藝性差，容易粘棍和粘豐吳。POE為乙烯和辛烯的共聚物，一定長(zhǎng)度的聚乙烯鏈段形成了結(jié)晶相，作為熱塑性彈性體的物理交聯(lián)點(diǎn)，一定長(zhǎng)度的乙烯和辛烯的共聚鏈段形成了高彈性的無(wú)定形區(qū)。POE分子結(jié)構(gòu)與三元乙丙橡膠相似，因此POE具有耐老化、耐臭氧、耐化學(xué)介質(zhì)等優(yōu)異性能，通過(guò)對(duì)POE進(jìn)行交聯(lián)，材料的耐熱溫度提高，永久變形減小，拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等主要力學(xué)性能都有提高。POE具有優(yōu)異的韌性又具有良好的加工性能，較強(qiáng)的剪切敏感性和熔體強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)高速擠出，提高產(chǎn)量。由于POE的優(yōu)異性能使其在汽車行業(yè)、電線電纜護(hù)套、塑料增韌劑等方面里都獲得了廣泛應(yīng)用。所謂離子化樹(shù)脂就是含有離子聚集體的高聚物，其主要性能特點(diǎn)歸因于材料離子間的相互作用。將不飽和羧酸與金屬氧化物直接混入聚合物基材中，在混煉的同時(shí)原位形成不飽和羧酸金屬鹽，加入過(guò)氧化物引發(fā)不飽和羧酸金屬鹽共聚和與聚合物均聚，離子聚集體與聚合物彈性體形成互穿網(wǎng)絡(luò)，得到一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂及其制備方法，采用甲基丙烯酸和氧化鋅在乙烯辛烯彈性體基材中原位反應(yīng)生成甲基丙烯酸鋅；采用過(guò)氧化物引發(fā)甲基丙烯酸鋅聚合形成聚甲基丙烯酸鋅與乙烯辛烯彈性體互穿網(wǎng)絡(luò)，得到一種高硬度高彈性離子化樹(shù)月旨。其由熱塑性彈性體與甲基丙烯酸鋅的共聚物組成，是一種具有韌性，質(zhì)輕，易加工的熱塑性塑膠，具有良好的耐磨性，耐低溫性，耐沖擊，加工簡(jiǎn)易等特點(diǎn)；該樹(shù)脂可以單用，也可以與各種橡膠并用，提高橡膠制品的硬度，還可以提高彈性，同時(shí)改善膠料的加工性能，也可以與各種塑料并用改善其韌性。
具體的技術(shù)方案如下一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂，包含以下組分(wt. %表示)聚乙烯10-20%、乙烯辛烯彈性體40-50%、甲基丙烯酸10-15%、白炭黑5_10%、氧化鋅10-15%，硬脂酸鋅1_2%、引發(fā)劑1，1_ 二叔丁基過(guò)氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷0. 5_1%。本發(fā)明的制備方法
1)先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在攪拌機(jī)里按照配比混合均勻；
2)彈性體混煉
(1)采用LDPE和POE在密煉機(jī)中共混均勻，混煉時(shí)間I分鐘；
(2)加入氧化鋅混合均勻后分批加 入甲基丙烯酸和白炭黑的混合物，在密煉機(jī)中原位反應(yīng)5分鐘；
(3)分批加入引發(fā)劑1，I-二叔丁基過(guò)氧基_3，3，5-三甲基環(huán)己烷，混煉5分鐘后排料在開(kāi)煉機(jī)上下片；
(4)把上述共混膠投入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒即得到這種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用更具體的技術(shù)方案包括如下步驟
a)先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在高速攪拌機(jī)里按照配比混合均勻；采用上述方法先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑混合均勻變成粉狀便于加工和分散；
b)采用LDPE和POE在密煉機(jī)中共混均勻，混煉時(shí)間I分鐘；密煉條件初始溫度80°C，轉(zhuǎn)速 70r/min ；
c)加入氧化鋅混合均勻后分批加入甲基丙烯酸和白炭黑的混合物，在密煉機(jī)中原位反應(yīng)5分鐘；由于氧化鋅和甲基丙烯酸反應(yīng)劇烈而且放熱，所以分批加入；
d)分批加入過(guò)氧化物引發(fā)劑，混煉5分鐘；引發(fā)劑1，I-二叔丁基過(guò)氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷分解溫度為115°C，為防止交聯(lián)速度太快導(dǎo)致交聯(lián)程度不均勻，應(yīng)控制密煉機(jī)溫度在120°C以下，密煉機(jī)排料溫度150°C，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70r。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式一
1)先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在攪拌機(jī)里按照配比混合均勻，配比為1:10:5 ；
2)采用LDPE和POE在密煉機(jī)中共混均勻，配比為15:50，混煉時(shí)間I分鐘；
3)加入氧化鋅混合均勻后分批加入硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑的混合物，氧化鋅和混合物與POE的比例為15:25:50在密煉機(jī)中原位反應(yīng)5分鐘；
4)分兩次加入過(guò)氧化物引發(fā)劑，引發(fā)劑與POE的比例為O.5:50，混煉5分鐘；
5)密煉機(jī)排料溫度150°C，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70r;將該材料在開(kāi)煉機(jī)上下片，開(kāi)煉機(jī)溫度為70°C。實(shí)施方式二
1)先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在攪拌機(jī)里按照配比混合均勻，配比為1:10:5 ；
2)采用LDPE和POE在密煉機(jī)中共混均勻，配比為15:50，混煉時(shí)間I分鐘；
3)加入氧化鋅混合均勻后分批加入硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑的混合物，氧化鋅和混合物與POE的比例為15:25:50在密煉機(jī)中原位反應(yīng)5分鐘后排料在開(kāi)煉機(jī)上下片；開(kāi)煉機(jī)溫度為70°C _80°C時(shí)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑。4)把上述共混料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒即得到這種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂。實(shí)施方式三
O先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在攪拌機(jī)里按照配比混合均勻，配比為1:10:5 ；
2)把LDPE和上述混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中混合，LDPE和上述混合物的配比為20:20，擠出造粒得到LDPE母粒；投料段溫度150°C，塑化段溫度170°C，擠出段溫度170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為IOOr。
3)把POE和氧化鋅投入到雙螺桿擠出機(jī)中混合，POE和氧化鋅的比例為50:15，擠出造粒得到POE母粒。投料段溫度140°C，塑化段溫度160°C，擠出段溫度160°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 120r。4)把上述兩種母粒和引發(fā)劑投入到雙螺桿擠出機(jī)中，LDPE母粒與POE母粒配比為40:65，引發(fā)劑與POE的比例為O. 5:50，投料段溫度130°C，塑化段溫度160°C，擠出段溫度160°C，螺桿轉(zhuǎn)速為120r。擠出造粒即得到這種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂。
本發(fā)明材料具有如下技術(shù)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂，其特征是包含以下組分(Wt.%表示)聚乙烯10-20%、乙烯辛烯彈性體40-50%、甲基丙烯酸10-15%、白炭黑5-10%、氧化鋅10_15%，硬脂酸鋅1_2%、引發(fā)劑I，I-二叔丁基過(guò)氧基_3，3，5-三甲基環(huán)己烷0. 5-1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的材料，其特征在于采用POE為乙烯辛烯彈性體，具有良好的力學(xué)性能和回彈性；采用聚乙烯為L(zhǎng)DPE ;采用甲基丙烯酸和氧化鋅在乙烯辛烯彈性體基材中原位反應(yīng)生成甲基丙烯酸鋅；采用1，I-二叔丁基過(guò)氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷引發(fā)甲基丙烯酸鋅聚合形成聚甲基丙烯酸鋅與乙烯辛烯彈性體互穿網(wǎng)絡(luò)。
3.權(quán)利要求I所述材料的制備方法，包括以下步驟 1)先把硬脂酸鋅、甲基丙烯酸和白炭黑在攪拌機(jī)里按照配比混合均勻； 2)彈性體混煉 (1)采用LDPE和POE在密煉機(jī)中共混均勻，混煉時(shí)間I分鐘； (2)加入氧化鋅混合均勻后分批加入甲基丙烯酸和白炭黑的混合物，在密煉機(jī)中原位反應(yīng)5分鐘； (3)分批加入引發(fā)劑1，I-二叔丁基過(guò)氧基_3，3，5-三甲基環(huán)己烷，混煉5分鐘后排料在開(kāi)煉機(jī)上下片； (4)把上述共混膠投入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒即得到這種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂。
全文摘要
一種高硬度高彈性離子化樹(shù)脂及其制備方法。其組成包含(wt.%表示)，聚乙烯10-20%、乙烯辛烯彈性體40-50%、甲基丙烯酸10-15%、白炭黑5-10%、氧化鋅10-15%，硬脂酸鋅1-2%、引發(fā)劑1，1-二叔丁基過(guò)氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷0.5-1%。該離子化樹(shù)脂硬度(邵A)達(dá)到95以上，回彈性60%以上，拉伸強(qiáng)度大于15MPa。該樹(shù)脂可以與各種橡膠并用，提高橡膠制品的硬度，還可以提高彈性，同時(shí)改善膠料的加工性能，也可以與各種塑料并用改善其韌性。
文檔編號(hào)C08K5/098GK102731889SQ201210200818
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者劉偉, 肖建斌 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)