增容剂、热塑性弹性体组合物、热塑性弹性体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及热塑性弹性体材料领域，具体地，涉及一种增容剂、epdm/pp热塑性弹性体组合物、epdm/pp热塑性弹性体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、epdm/pp热塑性弹性体材料是最早走向市场的一类热塑性弹性体，具有良好的物理性能，并且可以采用热塑性塑料加工设备和工艺进行加工，广泛应用于家用电器、电线电缆、建筑、汽车等行业。随着应用范围不断扩大，epdm/pp tpv作为“第三代橡胶”逐渐取代传统橡胶，但因其拉伸强度较低，压缩永久变形较高，从而限制了其应用范围。

2、文献(朱旭等，n,n'-间苯基双马来酰亚胺对三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化橡胶性能的影响；塑料工业，2017，第45卷第8期：113～116页)研究了硫化剂n,n'-间苯基双马来酰亚胺(pdm)和引发剂2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷添加量对tpv硫化特性、拉伸性能、压缩永久变形、凝胶含量和微观形貌的影响。结果表明，随着硫化剂用量的增加，tpv胶料所需硫化时间缩短，硫化速率加快，压缩永久变形减少，凝胶含量增加，但其拉伸强度较低。

3、cn101597378a公布了一种热塑性动态硫化橡胶的制备方法，具体操作步骤如下：(1)将三元乙丙橡胶、聚丙烯、滑石粉、抗氧剂1010在高速混料器中混合均匀，在180℃下经双螺杆挤出机熔融共混，同时经液体加注口填充环烷油软化剂；(2)将(1)产物、叔辛基酚醛树脂硫化剂、氯化亚锡经高速混料器混合均匀后在180℃下经双螺杆挤出机动态硫化，同时填充环烷油软化剂；(3)将(2)产物、黑色母经高速混料器混合均匀后在180℃下经双螺杆挤出机熔融挤出，同时填充环烷油软化剂。这种制备方法其硫化剂叔辛基酚醛树脂用量高达7％，其制备的动态硫化热塑性弹性体材料，断裂伸长率低，表面粗糙，加工性能差。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有epdm/pp tpv制备技术中epdm与pp黏度比较大时，epdm/pp相容性较差，制得的tpv材料断裂伸长率较低、压缩永久变形较高等问题，提供一种增容剂、epdm/pp热塑性弹性体组合物、epdm/pp热塑性弹性体及其制备方法和应用。本发明通过使用特定的马来酸酐与聚丙烯和三元乙丙橡胶共接枝物(以下，也简称为pp-mah-epdm)增容剂，提高了epdm/pp相容性，制备的epdm/pp tpv断裂伸长率大幅提高，压缩永久变形得到极大的改善。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供增容剂，其中，所述增容剂含有马来酸酐与聚丙烯和三元乙丙橡胶共接枝物。

3、优选地，所述增容剂为马来酸酐与聚丙烯和三元乙丙橡胶共接枝物。

4、优选地，所述马来酸酐与聚丙烯和三元乙丙橡胶共接枝物通过在路易斯酸存在下使马来酸酐接枝聚丙烯与epdm进行狄尔斯-阿尔德反应而得到。

5、优选地，所述路易斯酸为氯化亚锡、氯化锌和三氯化铝中的一种或多种。

6、优选地，以100重量份的epdm计，所述路易斯酸的用量为0.3-0.8重量份。

7、优选地，以100重量份的epdm计，所述马来酸酐接枝聚丙烯的用量为0.5-1重量份。

8、优选地，所述狄尔斯-阿尔德反应的条件包括：反应温度为150-160℃，反应时间为3-5min。

9、优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.6-1％。

10、根据本发明第二方面，提供一种epdm/pp热塑性弹性体组合物，所述组合物含有epdm、pp、增容剂、任选的溶剂油、任选的无机填料、硫化剂和抗氧剂，其中，所述增容剂为本发明第一方面所述的增容剂。

11、优选地，以所述组合物的重量100重量份为基准，所述组合物含有20-60重量的epdm、10-50重量份的pp、0.9-3重量份的增容剂、0-40重量份的溶剂油、0-15重量份的无机填料、0.5-3重量份的硫化剂、0.2-0.6重量份的抗氧剂；更优选地，所述组合物含有30-50重量的epdm、10-30重量份的pp、1-3重量份的增容剂、10-38重量份的溶剂油、1-12重量份的无机填料、0.5-2.5重量份的硫化剂、0.2-0.5重量份的抗氧剂；更优选地，所述组合物含有35-40重量的epdm、10-20重量份的pp、1-2重量份的增容剂、20-35重量份的溶剂油、3-10重量份的无机填料、0.5-2重量份的硫化剂、0.2-0.4重量份的抗氧剂；更优选地，所述组合物含有38-40重量的epdm、10-15重量份的pp、1.2-1.6重量份的增容剂、30-35重量份的溶剂油、5-10重量份的无机填料、0.7-1重量份的硫化剂、0.3-0.4重量份的抗氧剂。

12、优选地，以所述epdm的总重量为基准，所述epdm中乙烯结构单元的含量为40-70重量％、第三单体的含量为4-10重量％。

13、优选地，所述第三单体为1,4-己二烯、双环戊二烯(dcpd)和5-亚乙基-2-降冰片烯中的一种或多种。

14、优选地，所述epdm的重均分子量为10万-40万。

15、优选地，所述pp为均聚聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯。

16、优选地，所述pp在温度为230℃、载荷为2.16kg下的熔融指数为1-20g/10min。

17、优选地，所述溶剂油为环保型石蜡油、环烷油和环保型芳烃油中的一种或多种。

18、优选地，所述无机填料为白炭黑、碳酸钙和滑石粉中的一种或多种，更优选为白炭黑。

19、优选地，所述硫化剂为过氧化物硫化剂；更优选地，所述硫化剂为过氧化二苯甲酰、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷和过氧化异丙基碳酸叔丁酯中的一种或多种，更优选为过氧化异丙基碳酸叔丁酯。

20、优选地，所述抗氧剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的一种或多种。

21、优选地，所述组合物还含有脱模剂和/或抗紫外剂的其他组分。

22、优选地，以所述组合物的重量100重量份为基准，所述其他组分的含量为0.3-0.4重量份。

23、根据本发明第三方面，提供一种epdm/pp热塑性弹性体，其由本发明第二方面所述的epdm/pp热塑性弹性体组合物成型而成。

24、根据本发明第四方面，提供一种epdm/pp热塑性弹性体的制备方法，其中，该方法使用本发明第二方面所述的epdm/pp热塑性弹性体组合物，包括以下步骤：

25、1)将所述epdm、所述pp、所述增容剂、任选的所述溶剂油、任选的所述无机填料和所述抗氧剂进行挤出造粒，得到橡塑共混母粒；

26、2)将步骤1)得到的橡塑共混母粒与所述硫化剂进行动态硫化。

27、优选地，所述动态硫化包括：将所述橡塑共混母粒和所述硫化剂分别送入到双螺杆挤出机中进行动态硫化，并挤出造粒。

28、优选地，所述动态硫化的条件包括：动态硫化的温度为190-200℃，动态硫化的时间为2-2.5min，转速为200-300rpm。

29、根据本发明第五方面，提供一种epdm/pp热塑性弹性体，其通过本发明第四方面所述的epdm/pp热塑性弹性体的制备方法制备得到。

30、根据本发明第六方面，提供本发明第三方面和第五方面所述的热塑性弹性体在制备电线电缆、建筑材料、汽车密封件及内饰或家用家电中的应用。

31、通过上述技术方案，本发明通过使用特定的pp-mah-epdm增容剂，提高了epdm/pp相容性，制备的epdm/pp tpv断裂伸长率大幅提高，压缩永久变形得到极大的改善。