本发明专利技术公开了稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体及其制备方法。该制备方法先在密炼机中先加入三元乙丙橡胶，初步塑炼，加入稀土氧化物和不饱和羧酸；在密炼机中塑炼至扭矩稳定，制得橡胶复合物；各组分的质量份数如下：三元乙丙橡胶30～70份，稀土氧化物1.2～5份，不饱和羧酸1.9～8份；然后以质量分数计，在密炼机中先加入聚丙烯树脂30～70份，待其熔融后先加入所述橡胶复合物33～82份，混炼均匀再加入有机过氧化物引发剂0.6～1.2份，密闭状态下动态硫化，制得稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体；本发明专利技术所制得的热塑性弹性体具有优异的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率，同时还兼具一定的阻燃性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及弹性体增强领域，特别是涉及一种稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性 弹性体及其制备方法。
技术介绍
热塑性弹性体（TPE)是一种在常温下表现出类似于橡胶的性能，而在高温下又 可以塑化成型的一类高分子材料。其中，应用最为广泛的是聚丙烯（PP)/三元乙丙橡胶 (EPDM)热塑性弹性体。但PP/EPDM热塑性弹性体力学性能较差，极大地限制了它的进一步 推广应用。 在众多的补强填料中，炭黑和白炭黑是用量最大一类。然而，由于其添加量大、力口 工过程粉尘严重、制品染色、相容性差等缺陷，往往要添加30wt%以上才能达到满意的补强 效果，使得材料的加工和二次成型变得非常复杂。而不饱和羧酸盐补强橡胶具有添加量少， 与基体相容性较好、补强效果显著等优点，被人们广泛应用到各类弹性体的补强中，具有广 阔的应用前景。但传统的不饱和羧酸盐（甲基丙烯酸锌，甲基丙烯酸镁）通常只具有单一 的补强功能，无法提高聚合物的其他性能（如阻燃性能），使其应用受到了限制。 近年来，许多研究表明稀土元素具有高效的阻燃协效作用。Li等（Li，Yantao, Gao Suliang, Li Bin,Dai Jinfeng，Jia He. Synergistic effects of lanthanum oxide on a novel intumescent flame retardant polypropylene system[J]. Polymer Degradation and Stability，2008(93) :9?16.)将氧化镧（La203)和膨胀型阻燃剂（IFR)复配阻燃聚 丙烯。结果表明，当IFR添加量为20wt%时，仅需要5wt%的La 203就可以使得材料的极限 氧指数（L0I)从17. 0提高到33. 5,并通过UL94V-0级。但由于IFR和La203的结构基体PP 不同，使得阻燃剂和基体的相容性变得非常差，导致PP的拉伸性能从35MPa下降至24MPa。 Qiao等（Qiao Zhihua,Tai Qilong, Song Lei, Hu Yuan,Lv Pin, Jie Ganxin, Huang Wei, Fu Yi, Zhang Deqing. Synergistic effects of cerium phosphate and intumescent flame retardant on EPDM/PP composites[J]. Polymers for Advanced Technologies, 20 11，22(12) :2602-2608)在实验室合成了一种稀土磷酸盐（CeHP)，并将其用于PP/EPDM弹性 体的阻燃。当单独添加25wt%的IFR和lwt%的CeP时，弹性体的极限氧指数可以从17. 0 提高到29. 0,并通过UL94V-0级。而此时PP/EPDM弹性体的拉伸强度从15MPa降低至llMPa。 现有的方法对于弹性体的阻燃和补强处理，通常是分别添加阻燃剂和补强剂，往 往导致满足了一边的要求之后，另外一个性能则相应的恶化，很难同时满足材料阻燃性能 和力学性能的同时提升。因此，开发出一种兼具补强功能和阻燃功能的添加剂是十分重要 的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前PP/EPDM热塑性弹性体力学性能差，补强填料添加量 大，性能单一等缺点，提供一种在提高材料力学性能的同时改善材料的阻燃能力的稀土羧 酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体及其制备方法。 本专利技术改变传统补强剂功能单一，以及阻燃剂的过多添加恶化材料力学性能的缺 点，本专利技术采用具有增强及阻燃作用的稀土羧酸盐为补强剂，首先在EPDM里面原位生成稀 土羧酸盐，随后将橡胶复合物与PP熔融共混，在过氧化物引发剂引发下进行原位聚合；通 过稀土氧化物、不饱和羧酸和过氧化物引发剂原位反应，制备了稀土羧酸盐原位增强热塑 性弹性体混合物。在赋予PP/EPDM热塑性弹性体优异力学性能的同时，给予材料一定的阻 燃能力；该PP/EPDM热塑性弹性体，可广泛应用于电线电缆、汽车、建材和家电等领域。 本专利技术目的通过如下技术方案实现： 稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤： 1)在密炼机中先加入三元乙丙橡胶，初步塑炼，依次加入稀土氧化物和不饱和羧 酸；在密炼机中塑炼至扭矩稳定，制得橡胶复合物；各组分的质量份数如下： a、三元乙丙橡胶 30?70 b、稀土氧化物 1.2?5 c、不饱和羧酸 1.9?8 所述三元乙丙橡胶为乙叉降冰片烯或双环戊二烯；所述稀土氧化物为氧化镧、氧 化铈、氧化镨或氧化钕；所述不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸； 2)在密炼机中先加入聚丙烯树脂，待其熔融后先加入所述橡胶复合物，混炼均匀 再加入有机过氧化物引发剂，密闭状态下动态硫化，制得稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑 性弹性体；各组分的质量份数如下： d、聚丙烯树脂 30?70 e、橡胶复合物 33?82 f、有机过氧化物引发剂 0.6?1.2 所述的有机过氧化物引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸 叔丁醋。 为进一步实现本专利技术目的，优选地，步骤1)密炼机的温度控制为（50?60) °C，转 速控制为（60?80)rpm。步骤1)中所述塑炼的时间控制为（2?3)min。 步骤2)所述密炼机的温度控制为（165?170) °C;转速控制为￠0?80) rpm。步 骤2)所述动态硫化的时间为（6. 0?6. 5)min。 -种稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体，由上述制备方法制得。 本专利技术以稀土氧化物、不饱和羧酸和过氧化物引发剂为反应填料，通过原位反应 法制备了一种稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体。在过氧化物引发剂的作用下，稀 土羧酸盐在加工过程中首先聚合形成离聚体自由基，随后，离聚体自由基接枝到PP和EPDM 高分子的分子链上。形成的离聚体一方面可以提高材料的力学性能，同时还可以提高PP和 EPDM两相之间的相容性。另一方面，离聚体中含有稀土元素，而稀土元素在高分子材料的酯 化和成炭等方面有着极强的催化作用，因此该填料对于PP/EPDM弹性体的阻燃性能也有一 定的提升作用。本专利技术成功制备一种多功能弹性体补强剂，在赋予材料优异力学性能的同 时，给予材料较好的阻燃能力的提升。 相对于现有技术，本专利技术具有如下有点： (1)本专利技术采用羧酸稀土盐为补强填料，不仅具有增强的作用，而且具有阻燃作 用。 (2)以不饱和羧酸稀土盐为补强填料，具有填料添加量少、补强效果显著、便于二 次加工等优点。 (3)通过原位生成和原位聚合方法进行加工制备，增加了填料与PP基体的相容 性，有利于体系综合性能的提高；同时由于在PP/EPDM基体内部原位进行聚合，使得聚不饱 和羧酸稀土盐同时可以接枝在PP和EPDM的分子链上，使体系在具备较高拉伸强度的同时， 相容性也得到大幅度提升。 【具体实施方式】 为更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实 施方式不限如此。 比较例1 往温度为60°C，转速为8本文档来自技高网...
【技术保护点】
稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)在密炼机中先加入三元乙丙橡胶，初步塑炼，依次加入稀土氧化物和不饱和羧酸；在密炼机中塑炼至扭矩稳定，制得橡胶复合物；各组分的质量份数如下：a、三元乙丙橡胶 30～70b、稀土氧化物 1.2～5c、不饱和羧酸 1.9～8所述三元乙丙橡胶为乙叉降冰片烯或双环戊二烯；所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨或氧化钕；所述不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸；2)在密炼机中先加入聚丙烯树脂，待其熔融后先加入所述橡胶复合物，混炼均匀再加入有机过氧化物引发剂，密闭状态下动态硫化，制得稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体；各组分的质量份数如下：d、聚丙烯树脂 30～70e、橡胶复合物 33～82f、有机过氧化物引发剂 0.6～1.2所述的有机过氧化物引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯。
【技术特征摘要】
1. 稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹性体的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 在密炼机中先加入三元乙丙橡胶，初步塑炼，依次加入稀土氧化物和不饱和羧酸； 在密炼机中塑炼至扭矩稳定，制得橡胶复合物；各组分的质量份数如下： a、 三元乙丙橡胶 30?70 b、 稀土氧化物 1. 2?5 c、 不饱和羧酸 1.9?8 所述三元乙丙橡胶为乙叉降冰片烯或双环戊二烯；所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、 氧化镨或氧化钕；所述不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸； 2) 在密炼机中先加入聚丙烯树脂，待其熔融后先加入所述橡胶复合物，混炼均匀再加 入有机过氧化物引发剂，密闭状态下动态硫化，制得稀土羧酸盐原位增强聚烯烃热塑性弹 性体；各组分的质量份数如下： d、 聚丙烯树脂 30?70 e、 橡胶复合物 33?82 f、 有机过氧化物引发剂 0.6?1.2 所述的有机过氧化物引发剂为过...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖学军，严路，曾幸荣，李红强，谢华理，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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