一种聚酰胺热塑性弹性体的化学共混法制造技术

一种化学共混法聚酰胺热塑性弹性体：ＴＰＡＥ，它以ＰＡ、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ为主要共混组份；以ＰＦ为参与化学反应的重要辅料；其化学共混反应中，包括了“就地”增容、相间交联和动态共硫化等新工艺新方法新技术。生产中，ＥＰＤＭ首先与ＰＦ“就地”生成了反应性增容物，使非极性的ＥＰＤＭ与强极性的ＰＡ、ＮＢＲ获得良好相容性；ＰＦ也使ＥＰＤＭ／ＮＢＲ产生了动态共硫化与相间交联，相间交联使ＥＰＤＭ／ＮＢＲ处于分相而不分离的统一网络结构状态；机械高剪切又将硫化橡胶粉碎成微细颗粒，高度分散于熔融的ＰＡ相中，形成硫化橡胶为“岛”相，ＰＡ为“海”相的“海－岛”结构，从而得到制成品。由于采用上述新工艺新方法新技术，提供了一种投资少、产率高、性能好、成本低、无三废、工艺控制简易、产品质量稳定的ＴＰＡＥ。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺热塑性弹性体的化学共混法1、 本专利技术涉及一种聚酰胺热塑性弹性体(国际统称TPAE)的新工艺新方法新技 术，尤其是一种以"就地"增容、相间交联和动态共硫化等化学共混反应生产聚酰胺 热塑性弹性体(以下简称TPAE)的化学共混法。在TPAE的生产方法上，本专利技术首次以聚酰胺(英文名Polyaraida又称尼龙Nylon， 以下简称PA)、三元乙丙橡胶(以下简称EPDM)、 丁睛橡胶(以下简称NBR)为共混(并 用)组份；以酚醛树脂(PF)为参与化学反应的重要辅料；以一种化学共混法，其化 学反应中包括了不同聚合物之间的"就地"增容、相间交联(界面交联)和动态共硫 化等新工艺新方法新技术，制得的产品不仅具有传统TPAE卓越的耐油性和力学性能， 还具有投资少、产率高、性能好、成本低、无三废、工艺控制简易、产品质量稳定等 优点，并显著提高了TPAE的耐水性、耐候性、耐臭氧性和低温柔韧性。TPAE是热塑性弹性体TPE (Thermo Plastic Elastomer)的一个种类，兼有塑料 和橡胶的双重特性，常温下显示橡胶特性，高温下显示塑性流动，能用注射、挤出、 模压等工艺去生产各种耐油橡胶制品，用途广泛，边角、余料、付次品和废弃后均能 回收再利用，与环境友好。2、 目前，公知的所有牌号的TPAE均采用化学合成法，最先由德国许尔斯(Huls) 公司于1979年制成并投入商业化生产，化学合成法TPAE是一种典型的嵌段共聚物 硬链段(刚段)是耐热性较高的结晶型聚酰胺(PA)结构，常温下起物理交联点作用； 软链段(柔段)是聚酯或聚醚，常温下赋予橡胶(弹性体)特征。化学合成法TPAE投 资大、成本高、工艺控制难，目前，全世界除德国许尔斯公司外，以化学合成法生产 TPAE的，还有瑞士EMS公司、意大利Anic公司、法国阿托公司、日本宇部兴产公司、 大日本油墨化学工业公司、东丽公司等生产商。在化学共混法TPAE中，经动态共硫化的橡胶组份以微细颗粒高度分散于PA树脂 相中，形成硫化橡胶的微细颗粒为"岛"相(分散相)、聚酰胺(PA)为"海"相(连 续相)的"海一岛"结构，这种结构与化学合成法的嵌段结构同样稳定而牢固，并且3不受基本组份配比的影响，它不同于简单的物理共混，物理共混相畴(微区)形态不 稳，易随组份配比的改变而改变。3、本专利技术的目的是提供一种生产TPAE的新工艺、新方法、新技术即化学共混 法，与化学合成法相比，化学共混法中的"就地"增容、相间交联、动态共硫化等一 系列化学反应是在双螺杆混炼挤出机或密炼机的熔融共混中完成的，具有投资少、产 率高、性能好、成本低、无三废、工艺控制简易、产品质量稳定等优点，共混(并用) 组份还能根据客户或用途的要求在一个较宽的配比范围内调节，而不损害基本性能。 化学共混法TPAE的基本配方如下-原辅料名称 重量份(配比范围)a. 聚酰胺(PA) 38(30-45)b. 三元乙丙胶(EPDM) 26(20-35)c. 丁腈胶(NBR) . 22(15-30)d. 酚醛树脂(PF) 4(3-5)e. 硫化活性剂 1.5 f 配合剂A， B 7 (5-9) g.抗氧剂(防老剂) 1.5合计 1004、本专利技术是这样实现的在共混(并用)组份中，PA是综合性能良好的工程塑料，与同样耐油性能优异 的NBR有较好的相容性，而EPDM即有卓越的耐水性、耐臭氧性、耐候性和低温柔性， 生产中，EPDM在机械的烙融共混中，首先与酚醛树脂(PF)"就地"生成了反应性增 容物EPDM/羟甲基苯酚接技共聚物(EPDM-g-MP)，这种"就地"生成的反应性增容 物(相容剂)能与PA链端的氨基发生化学反应而增容，起到降低界面能、促进相分 散、稳定形态结构的作用，使非极性的EPDM与强极性的PA、 NBR获得良好的相容性； 此外由于酚醛树脂链端的羟甲基(_CH20H)是橡胶大分子发生硫化(交联)反应的活性基团，它对EPDM、 NBR等橡胶都有较好的共硫化性，在硫化活性剂和其他配合剂的 作用下，EPDM与NBR产生了动态共硫化；同时因EPDM/NBR存在交联活性点，两相界 面处还产生了相间交联(又称界面交联)，这种相间交联本质上与"就地"增容和动 态共硫化一样都是在不同聚合物之间产生的化学反应，相间交联使EPDM/NBR界面产 生了化学键，解决了EPDM与NBR虽然共硫化(同步硫化)但两相之间力学性能差的 问题，使EPDM/NBR处于分相而不分离的统一网络结构状态；同时酚醛树脂自身也形 成了高次网络构造。生产中，机械的高剪切又不断将硫化橡胶的交联网络粉碎成微细(0. 4 2. O^im) 颗粒(网络碎片)，高度分散于熔融的PA树脂相中，形成硫化橡胶的微细颗粒为"岛" 相(分散相)、PA为"海"相(连续相)牢固而稳定的"海一岛"结构，从而得到制 成品——化学共混法TPAE。在化学共混法TPAE中，拉伸强度、耐油性均随PA组份的增大而增大；柔韧性、 耐水性随橡胶组份的增大而增大。由于采用了上述新工艺新方法新技术，提供了一种投资少、产率高、性能好、成 本低、工艺控制简易、产品质量稳定的TPAE。5、下面结合附图对本专利技术作进一步说明 附图中图l是本专利技术的生产工艺流程图，完整地表明了本专利技术由原辅料到制成品的 生产工艺流程； 图2是本专利技术的微观结构示意图。在图2所示中(1) 聚酰胺(PA)连续相——"海"相，赋予TPAE高温下的塑料特性；(2) 硫化橡胶(EPDM/NBR)分散相——"岛"相，赋予TPAE常温下橡胶(弹性 体)特性；(3) EPDM/NBR相间交联(界面交联)处——界面内是NBR，界面外是EPDM，赋予EPDM/NBR处于分相而不分离的统一网络结构状态。权利要求1、一种化学共混法聚酰胺热塑性弹性体TPAE，它以聚酰胺(PA)、三元乙丙胶(EPDM)、丁睛胶(NBR)为主要共混组份；以酚醛树脂(PF)为参与化学反应的重要辅料，以双螺杆混炼挤出机或密炼机为化学共混的主要生产设备，采用“就地”增容、相间交联、动态共硫化等新工艺新方法新技术，生产中EPDM与PF在熔融共混中“就地”生成了反应性增容物(EPDM-g-MP)，使EPDM与PA、NBR获得良好相容性，PF链端的活性基团羟甲基(-CH2OH)在硫化活性剂和其他配合剂作用下使EPDM/NBR产生了动态共硫化与相间交联，经硫化的橡胶组份又被机械剪切成微细颗粒，高度分散于PA相中，从而制得具有“海-岛”结构的TPAE。2、 根据权利l,要求保护化学共混法TPAE的基本配方，其特征是以聚酰胺(PA)、 三元乙丙胶(EPDM)、 丁睛胶(NBR)为主要共混组份，以酚醛树脂(PF)为重要辅料。3、 根据权利1，要求保护化学共混法TPAE的"就地"增容技术，其特征是EPDM 与PF在熔融共混中"就地"生成了反应性增容物(EPDM-g-MP),从而使EPDM与PA、 NBR获得良好相容性。4、 根据权利l，要求保护EPDM/NBR的相间交联和动态共硫化技术，其特征是由于 PF链端的羟甲基(-CH20H)是橡胶大分子交联的活性基团，在硫化活性剂作用下，PF 使EPDM/NBR产生了动态共硫化与相间交联，从而使EPDM/NBR处于分相又不分离的统 一网络结构状态，获得良本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学共混法聚酰胺热塑性弹性体：ＴＰＡＥ，它以聚酰胺（ＰＡ）、三元乙丙胶（ＥＰＤＭ）、丁睛胶（ＮＢＲ）为主要共混组份；以酚醛树脂（ＰＦ）为参与化学反应的重要辅料，以双螺杆混炼挤出机或密炼机为化学共混的主要生产设备，采用“就地”增容、相间交联、动态共硫化等新工艺新方法新技术，生产中ＥＰＤＭ与ＰＦ在熔融共混中“就地”生成了反应性增容物（ＥＰＤＭ－ｇ－ＭＰ），使ＥＰＤＭ与ＰＡ、ＮＢＲ获得良好相容性，ＰＦ链端的活性基团羟甲基（－ＣＨ↓［２］ＯＨ）在硫化活性剂和其他配合剂作用下使ＥＰＤＭ／ＮＢＲ产生了动态共硫化与相间交联，经硫化的橡胶组份又被机械剪切成微细颗粒，高度分散于ＰＡ相中，从而制得具有“海－岛”结构的ＴＰＡＥ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贡瑞华，
申请(专利权)人：江苏德威新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[]