ACM热塑性硫化橡胶及其制备方法与应用与流程

本发明属于橡胶技术，具体涉及acm热塑性硫化橡胶及其制备方法与应用。

背景技术：

丙烯酸酯橡胶（以下称acm）是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧，耐紫外线等。现有技术公开了丙烯酸酯橡胶与乙烯丙烯酸酯橡胶并用组合物，组合物组份为：丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、快压出炭黑、增塑剂、硬脂酸、内部离型剂18d、防老剂445、硫化剂diak1#、促进剂二苯胍；采用aem/acm并用，橡胶组合物的拉伸强度、扯断伸长率、耐热老化性能、压缩永久变形性能、耐低温性能都有提高，橡胶组合物的耐油性能也比单独使用aem优异。现有技术先将丙烯酸酯橡胶投入开炼机中，然后依次投入填料、硬脂酸和防老剂naugard445，混合均匀后继续投入炭黑n330和增塑剂，混合均匀后投入硫化剂和促进剂bz，混炼均匀后经过两次硫化，即得产品丙烯酸酯橡胶，改善了现有丙烯酸酯橡胶压缩永久变形的缺陷，使其强度符合大众tl52293标准，同时降低此材料的成本以及改善了其工艺性能，使其具有低价格高工艺性，高适用性等多方面的优点。现有技术公开了一种用于汽车发电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料，所述复合材料由如下质量配比的原料组成：丙烯酸酯橡胶100份、硬脂酸1～2份、4,4′-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺1.5～3份、硅酸盐30～100份、调色剂0～40份、偶联剂2～4份、硫化促进剂4～8份；用于汽车发电机轴承密封的丙烯酸酯橡胶复合材料此材料具有普通丙烯酸酯橡胶耐油、工艺性能好的性能，又解决了普通丙烯酸酯橡胶不耐水的性能，价格仅比普通丙烯酸酯橡胶高10%左右，除了汽车发电机轴承密封外，在耐温要求150～180℃，又需要耐油、耐水的场合也可以使用，具有很好的经济效益和广阔的市场应用前景。目前主要以硫化橡胶的形式在汽车发动机周边管道密封件上进行使用，效率较低，制约了应用扩展，且无法重复利用，环保成本较高。

技术实现要素：

本发明公开了acm热塑性硫化橡胶及其制备方法与应用，本发明制备的acm热塑性硫化橡胶具有良好的弹性以及优异的力学性能，尤其是解决了现有技术acm橡胶塑化性能差的问题。

本发明采用如下技术方案：

acm热塑性硫化橡胶，由acm橡胶、聚合物、相容剂、硫化剂、助剂制备；所述聚合物包括聚氨酯、苯乙烯丙烯腈共聚物或者聚酯；聚合物的加入改善了acm橡胶的塑性能力，使得橡胶共混物在加工过程发生相反转，得到的产品可重复使用。

本发明中，acm橡胶、聚合物的质量比为0.5～1.5∶1，优选0.8～1.2∶1，最佳为1∶1，制备的产品具有塑化性能的同时，弹性优异；优选的，聚合物的熔融指数范围为5～40g/10min。

本发明中，相容剂包括sma、pe-g-gma、丙烯酸酯乙烯共聚物、eva、mma-g-gma；硫化剂为二胺硫化剂，合适的硫化体系是胶料硫化的条件，其影响产品的弹性性能。

本发明中，助剂由抗uv剂与抗氧剂组成，比如tinuvinp和tinuvin770、1010和168。

本发明中，以acm橡胶、聚合物重量和为100%，相容剂用量为3～10%，硫化剂用量为2～7%，抗uv剂用量为0.1～1.0%，抗氧剂用量为0.2～0.6%。

本发明公开了上述acm热塑性硫化橡胶的制备方法，将acm橡胶、聚合物、相容剂、硫化剂、助剂利用螺杆挤出，得到acm热塑性硫化橡胶。

制备acm热塑性硫化橡胶关键技术在于共混时橡胶选型、硫化剂的选型、硬单体及改性剂选型等以及他们的配合与分散,在熔融共混时橡胶，硫化剂，改性剂等受到强剪切力的作用下分布在硬单体的连续相中,与橡胶显海岛结构，橡胶分散相粒径的大小对acm热塑性硫化橡胶材料的机械性能及外观影响较大。目前acm橡胶主要以硫化橡胶为主，无法回收利用，能耗高，本发明丙烯酸酯橡胶的起效机理新颖，产品综合新能优异，具有极好的耐热氧老化性能、优异的力学性能，使用寿命更长，可以满足现有实际使用需要；本发明同时提供了一种简单便捷的制备方法；尤其是这种acm热塑性硫化橡胶具有热塑性，通过热压/挤塑/注塑等加工方法可实现反复利用，有利于边角料和废旧制品的回收利用，提高橡胶材料的利用率，减少固体废弃物的污染。

附图说明

图1为实施例一常规注塑雾灯框产品图；

图2为实施例一常规注塑挡风玻璃密封件产品图；

图3为实施例一重注塑产品图。

具体实施方式

acm热塑性硫化橡胶由acm橡胶、聚合物、相容剂、硫化剂、助剂制备得到，助剂优选由抗uv剂与抗氧剂组成。本发明所用原料混合后，直接进入双螺杆挤出熔融加工，acm橡胶、聚合物、相容剂、硫化剂、抗uv剂和抗氧剂由失重式计量秤一起加入，保证喂料精度在0.5%以内；所用双螺杆设备直径可以是50～75mm，转速可以是300～900rpm，温度可以是160～230℃下加工成型造粒。

本发明所有原料都是常规市购原料，符合汽车部件的通用要求，所有制备方法以及测试方法都为常规方法，比如原料来源：

acm树脂：广州熵能；tpu树脂：路博润；pa6树脂：赢创德固赛；相容剂：南通日之升mma-g-gma（甲基丙烯酸甲酯共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯）、聚乙烯接枝马来酸酐、sma；sebs：shell，苯乙烯含量30%。

抗氧剂1010、硫化剂n,n'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺、抗uv剂tinuvin770均来自市售。

材料的测试方法

熔融指数：采用iso1133标准，220℃，10kg载荷；

拉伸强度：采用gb/t528标准，测试速度500mm/min；

100%定伸强度：采用gb/t528标准，测试速度500mm/min；

断裂伸长率：采用gb/t528标准，测试速度500mm/min；

撕裂强度：采用gb/t529标准，测试速度500mm/min；

压缩永久变形：gb/t7759，a型试样，温度70±2℃，时间22±2h，压缩量25%；

硬度：gb/t531，shorea，15s读数；

氙灯老化测试条件：saej25272500kj/m²。

将实施例acm热塑性硫化橡胶以及对比例的acm硫化橡胶利用现有注塑工艺制备常规汽车部件，观察外观（外观细腻，无超过0.5mm直径的凸起颗粒或凹陷为优；超过0.8mm直径的凸起颗粒或凹陷为差），考察可回收性能，分析成本（以实施例一注塑件成本为基准，定义为适中，对比例一注塑件成本为实施例一的1.4倍左右）。

实施例

将表1配方量（重量）的acm橡胶、聚合物、相容剂、硫化剂、抗uv剂和抗氧剂由失重式计量秤一起加入双螺杆挤出机，保证喂料精度在0.5%以内，700rpm，170～220℃下加工成型造粒，得到acm热塑性硫化橡胶。

表1原料用量，重量

材料性能：

。

上述实施例一常规注塑制备的汽车部件参见图1、图2，说明本发明产品制备的汽车部件外观优、性能好；将图2所示的成型件粉碎后再次同样的方法注塑，得到的产品见图3，说明本发明可回收重注塑，外观依然优。根据测试要求，制备重注塑样条，循环四次，实施例一产品压缩永久变形保持率为100%（以首次注塑产品性能为100%）、96%、92%、88%、85%；对比例二产品压缩永久变形保持率为100%、90%、86%、81%、76%；说明本发明循环注塑后，性能保持好。

本发明可满足汽车外饰件（密封条）的应用要求，特别是压缩永久变形低（≤45%）、耐候2500kj/m²灰度4以上、拉伸强度高，硬度65+/-5a；尤其是本发明的产品可回收利用，工艺流程简单，效率高。