一種熱塑性硫化橡膠組合物及其制備方法和薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱塑性硫化橡膠組合物，該熱塑性硫化橡膠組合物的制備方法， 以及由該熱塑性硫化橡膠組合物制得的薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性彈性體具有多種可能的結(jié)構(gòu)，既具有傳統(tǒng)橡膠的高彈性、耐老化等各項優(yōu) 異性能，又具有塑料的可重復(fù)加工性，且適用于塑料的各種加工方式。在汽車、建筑、其他工 業(yè)橡膠以及其他工業(yè)產(chǎn)品方面得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] CN101296997A公開了一種熱塑性彈性體組合物，該組合物包括：至少一種鹵化的 含異丁烯彈性體；至少一種熔點為約170-260°C的尼龍樹脂，和低分子量聚合物型尼龍增 塑劑。該熱塑性彈性體組合物具有優(yōu)異的氣密性、耐久性和柔韌性。該組合物涉及的工藝 復(fù)雜，實際應(yīng)用中，對質(zhì)量的控制程度較低，不能保證熱塑性彈性體組合物的性能。
[0004] CN102066475A公開了一種具有低滲透性的熱塑性動態(tài)硫化合金的制備方法，將至 少一種熱塑性樹脂和至少一種增塑劑在第一熔融加工裝置中混合以形成樹脂母料，以及將 至少一種彈性體、至少一種硫化劑以及所述的樹脂母料在剪切條件下在第二熔融加工裝置 中混合，在動態(tài)硫化條件的溫度和剪切下混合形成動態(tài)硫化合金，得到的材料具有良好的 低滲透性和低溫韌性。
[0005] EP0969039A1公開了一種熱塑性彈性體組合物，該組合物包括含有熔點為 170-230°C的尼龍樹脂的彈性體組分，以及鹵化的異丁烯-對甲基苯乙烯共聚物。此類組合 物盡管增強(qiáng)了氣密層的氣密性，同時能使彈性體實現(xiàn)吹膜成型，但是此類組合物的可吹塑 性仍相對受限。
[0006] 因此，本領(lǐng)域亟需開發(fā)一種良好的可吹塑性并且兼具優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的氣 密性的熱塑性橡膠組合物以及一種具有操作性高的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的熱塑性硫化橡膠組合物不能兼具良好的可吹塑性、優(yōu) 異的力學(xué)性能和良好的氣密性的缺陷而提供一種具有良好的可吹塑性并且具有優(yōu)異的力 學(xué)性能和良好的氣密性的熱塑性硫化橡膠組合物及其制備方法和由該熱塑性硫化橡膠組 合物制得的熱塑性薄膜。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過將低分子量尼龍加入到橡膠中混煉后，能夠 改善橡膠粒子的粘連，提高橡膠的可吹塑性，然后再與含有一定量共聚尼龍和長碳鏈尼龍 的改性尼龍共混，能夠使得所得熱塑性硫化橡膠組合物具有良好的可吹塑性、優(yōu)異的力學(xué) 性能和氣密性。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種熱塑性硫化橡膠組合物，該組合物含 有改性橡膠和改性尼龍，其中，所述改性橡膠含有硫化的鹵化丁基橡膠、低分子量尼龍和橡 膠改性助劑，所述硫化的鹵化丁基橡膠由鹵化丁基橡膠經(jīng)過動態(tài)硫化而獲得；所述改性尼 龍含有共聚尼龍、長碳鏈尼龍和尼龍改性助劑；所述共聚尼龍和所述長碳鏈尼龍的含量之 和與所述低分子量尼龍的重量比為4-20 :1，優(yōu)選為4. 5-12 :1 ;相對100重量份的所述改性 橡膠，所述改性尼龍的含量為40-230重量份，優(yōu)選為70-150重量份。
[0010] 另一方面，本發(fā)明還提供了一種上述熱塑性橡膠組合物的制備方法。該方法包 括：
[0011] (1)將鹵化丁基橡膠、低分子量尼龍、橡膠改性助劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑和活化劑 進(jìn)行混煉和造粒，得到未經(jīng)硫化的改性橡膠；
[0012] (2)將步驟（1)得到的未經(jīng)硫化的改性橡膠和改性尼龍進(jìn)行共混后加熱熔融并擠 出造粒，得到熱塑性硫化橡膠組合物；
[0013] 所述加熱的條件使得步驟（1)得到的改性橡膠發(fā)生動態(tài)硫化，所述改性尼龍含有 共聚尼龍、長碳鏈尼龍和尼龍改性助劑，所述共聚尼龍和所述長碳鏈尼龍的用量之和與所 述低分子量尼龍的用量的重量比為4-20 :1，優(yōu)選為4. 5-12 :1 ;相對100重量份的未經(jīng)硫化 的改性橡膠，所述改性尼龍的用量為40-230重量份，優(yōu)選為70-150重量份。
[0014] 第三方面，本發(fā)明還提供了一種由上述熱塑性硫化橡膠組合物制得的薄膜。
[0015] 本發(fā)明提供的熱塑性硫化橡膠組合物具有良好的可吹塑性、優(yōu)異的力學(xué)性能和氣 密性。在保證氣密性的前提下，本發(fā)明的熱塑性硫化橡膠的制品能夠降低氣密層的厚度，從 而減輕制品的重量。
[0016] 本發(fā)明提供的熱塑性硫化橡膠組合物的制備方法通過將低分子量尼龍與鹵化丁 基橡膠混煉，再與含有一定量共聚尼龍和長碳鏈尼龍的改性尼龍共混進(jìn)行動態(tài)硫化，使得 由該方法制備的熱塑性硫化橡膠組合物具有良好的可吹塑性、優(yōu)異的力學(xué)性能和氣密性， 該方法可操作性強(qiáng)，適合放大實驗和工業(yè)生產(chǎn)。
[0017] 本發(fā)明提供的熱塑性硫化橡膠組合物制得的薄膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能和優(yōu)良的 氣密性，并且該熱塑性薄膜的表觀比較均勻。
[0018] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0019] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明提供一種熱塑性硫化橡膠組合物，該組合物含有改性橡膠和改性尼龍，其 中，所述改性橡膠含有硫化的鹵化丁基橡膠、低分子量尼龍和橡膠改性助劑，所述硫化的鹵 化丁基橡膠由鹵化丁基橡膠經(jīng)過動態(tài)硫化而獲得；所述改性尼龍含有共聚尼龍、長碳鏈尼 龍和尼龍改性助劑；所述共聚尼龍和所述長碳鏈尼龍的含量之和與所述低分子量尼龍的重 量比為4-20 :1 ;相對100重量份的所述改性橡膠，所述改性尼龍的含量為40-230重量份。
[0021] 本發(fā)明的熱塑性硫化橡膠組合物特別適合應(yīng)用于氣密層和阻隔膜等領(lǐng)域，例如輪 胎等。
[0022] 為了進(jìn)一步提高所述組合物的性能，優(yōu)選情況下，所述共聚尼龍和所述長碳鏈尼 龍的含量之和與所述低分子量尼龍的重量比為4. 5-12 :1 ;相對100重量份的所述改性橡 膠，所述改性尼龍的含量為70-150重量份。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，為了使得到的改性橡膠具有更好的可加工性，優(yōu)選情況下，相對100 重量份的硫化的鹵化丁基橡膠，所述低分子量尼龍的含量為0. 1-20重量份，所述橡膠改性 助劑的含量為1-40重量份，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，相對100重量份的硫化鹵化丁基橡膠，所述 低分子量尼龍的含量為8-18重量份，所述橡膠改性助劑的含量為5-35重量份，最優(yōu)選的情 況下，相對100重量份的硫化鹵化丁基橡膠，所述低分子量尼龍的含量為10-15重量份；所 述橡膠改性助劑的含量為12-18重量份。
[0024] 在本發(fā)明中，所述橡膠改性助劑可以為均勻劑、穩(wěn)定劑和增粘劑中的一種或多種； 優(yōu)選情況下，所述改性橡膠可以含有均勻劑、穩(wěn)定劑和增粘劑，相對于100重量份的硫化的 鹵化丁基橡膠，所述均勻劑的含量為1-10重量份，更優(yōu)選為2-5重量份，最優(yōu)選為3-4重量 份；相對于100重量份的動態(tài)硫化形成的鹵化丁基橡膠，所述穩(wěn)定劑的含量為1-20重量份， 更優(yōu)選為5-15重量份，最優(yōu)選為6-9重量份；相對于100重量份的動態(tài)硫化形成的鹵化丁 基橡膠，所述增粘劑的含量為1-10重量份，更優(yōu)選為2-5重量份，最優(yōu)選為3-4重量份。
[0025] 在本發(fā)明中，所述均勻劑可以為現(xiàn)有的各種能夠起到促進(jìn)不同相對分子量、不同 極性以及不同粘度的膠相間快速均勻地混合并能提高橡膠的加工性能的物質(zhì)。所述均勻劑 可以為脂肪族樹脂與芳香族樹脂的混合物、脂肪族樹脂與環(huán)烷族樹脂的混合物和脂肪族樹 月旨、環(huán)烷族樹脂與芳香族樹脂的混合物中的一種或多種。例如購自德國S. S公司的脂肪族 樹脂和芳香族樹脂混合物（商品名40MS)和脂肪族樹脂和環(huán)烷族樹脂（商品名60NS)，德國 KETTLITZ公司的脂肪族樹脂、環(huán)烷族樹脂和芳香族樹脂的混合物（商品名M40)。
[0026] 在本發(fā)明中，所述穩(wěn)定劑是各種可以防止橡膠老化和降解的物質(zhì)，例如可以為環(huán) 氧大豆油、硬脂酸鈣和硬脂酸鎂中的一種或多種。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述增粘劑是各種可以提高產(chǎn)品粘結(jié)力的物質(zhì)，例如可以為萜烯樹 月旨、松香樹脂、石油樹脂和酚醛樹脂中的一種或多種。所述酚醛樹脂可以為辛基苯酚甲醛 樹脂（商品名HY-203)、叔丁基苯酚甲醛樹脂（商品名HY-204)和多元烷基苯酚甲醛樹脂 (商品名HY-2006)中的一種或多種；所述萜烯樹脂可以為α-菔烯樹脂、β-菔烯樹脂和萜 烯-苯乙烯樹脂中的一種或多種；所述松香樹脂可以為松香季戊四醇酯、松香甘油酯和氫 化松香甘油酯中的一種或多種；所述石油樹脂可以為脂肪族C5石油樹脂和/或芳香族C9 石油樹脂。
[0028] 在本發(fā)明中，所述鹵化丁基橡膠中的鹵素優(yōu)選氯和/或溴，以所述鹵化丁基橡 膠的重量為基準(zhǔn)，所述鹵化丁基橡膠中的鹵素的含量優(yōu)選為1.0-2. 5重量％，更優(yōu)選為 1. 8-2. 2 重量％。
[0029] 在本發(fā)明中，所述丁基橡膠為異丁烯與少量異戊二烯的橡膠共聚物。其中，以丁 基橡膠的總量為基準(zhǔn)，異丁烯的含量為98. 0-99. 4重量％，異戊二烯的含量為0. 6-2. 0重 量％，優(yōu)選情況下，異丁烯的含量為98. 2-98. 7重量％，異戊二烯的含量為1. 3-1. 8重量％。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，為了使改性橡膠與改性尼龍具有更好的相容性，所述鹵化丁基橡膠 的門尼粘度可以為30-60,優(yōu)選為35-55,最優(yōu)選為41-51。所述門尼粘度可以按照GB/ Τ1232. 1-2000公開的方法測定得到，其中，預(yù)熱