本發明屬于高分子材料，具體涉及一種丁基橡膠型熱塑性硫化膠及其制備方法和應用。

背景技術：

1、熱塑性硫化膠(tpv)是通過動態硫化過程制備的硫化橡膠相在強剪切力的作用下分散在塑料連續相中制備的具有塑料相的重復加工性能的彈性體材料。與傳統的硫化橡膠相比，tpv可循環回收利用，生產過程更加清潔、能耗低，是更加綠色環保安全的新型彈性體材料。

2、目前聚丙烯三元乙丙橡膠型tpv已商業化，三元乙丙橡膠型tpv中使用的三元乙丙橡膠由于含有第三單體殘留，有氣味污染，并且由于通常采用過氧化物硫化劑，高溫動態硫化時易分解出酮、醛類小分子帶有刺鼻的氣味。與丁基橡膠相比三元乙丙橡膠的損耗因子較低、阻尼溫域較窄。因此，結合了丁基橡膠優異的氣密性、減震阻尼性能、低氣味的丁基橡膠型tpv成為tpv重要的發展方向。但是，丁基橡膠硫化反應活性較低，硫化時間較長，硫化劑用量高。為此采用溴化丁基橡膠(biir)代替iir制備tpv材料(發明專利cn?110791031?a，cn?104725732?b)可以改善這一現象，biir是iir的改性產物，在分子鏈中引入了活潑的烯丙基溴，由于br-c鍵的鍵能較小，因此增強了iir的交聯反應活性，使其具有較快的硫化速度和較強的硫化適應性，但由于生產工藝復雜，溴化丁基橡膠價格昂貴，tpv的生產成本過高。

3、本發明創新通過采用以氯化亞錫和四溴雙酚a為共助硫化劑，引入氯和溴兩種鹵素元素，同時添加適宜量的白炭黑，與辛基酚醛樹脂或叔丁基酚醛樹脂組成硫化體系，制備丁基橡膠型tpv，與現有技術的丁基橡膠型熱塑性硫化膠相比，硫化活性改善，安全性高，與溴化丁基橡膠型tpv相比，生產成本低。

技術實現思路

1、為了解決現有技術中的上述問題，本發明提出了一種丁基橡膠型熱塑性硫化膠及其制備方法和應用。

2、第一方面，本發明提出了一種丁基橡膠型熱塑性硫化膠，所述熱塑性硫化膠的組分包括：丁基橡膠、聚丙烯、酚醛樹脂硫化體系、防老劑、軟化劑和填料；

3、所述酚醛樹脂硫化體系包括酚醛樹脂主硫化劑和助硫化劑；所述酚醛樹脂主硫化劑選自辛基酚醛樹脂、叔丁基酚醛樹脂中的至少一種；所述助硫化劑選自二氯化亞錫、四溴雙酚a中的至少一種。

4、作為本發明的具體實施方式，所述丁基橡膠、聚丙烯、酚醛樹脂硫化體系、防老劑、軟化劑和填料的質量比為100：(40-100)：(1～10)：(0.5-2)：(5-40)：(5-40)。

5、作為本發明的具體實施方式，所述酚醛樹脂硫化體系中酚醛樹脂主硫化劑與助硫化劑的重量比為(5-15):1，優選為(6-8)：1。

6、作為本發明的具體實施方式，所述助硫化劑為二氯化亞錫和四溴雙酚a組成的共助硫化劑，所述共助硫化劑中溴和氯的摩爾比為(0.05-5):1，優選為(0.1-3)：1。

7、作為本發明的具體實施方式，所述防老劑包括防老劑1010、防老劑168中的至少一種；和/或所述軟化劑包括石蠟油和橡膠油6030中的至少一種。

8、作為本發明的具體實施方式，所述填料包括填料a和填料b，所述填料a為白炭黑，填料b為滑石粉、鈦白粉、輕鈣中的至少一種；所述填料a和填料b的質量比為(5-20)：(0-20)。

9、作為本發明的具體實施方式，所述丁基橡膠不飽和度(摩爾分數％)1.7±0.20，門尼粘度ml(1+8)125℃50±5。

10、作為本發明的具體實施方式，所述聚丙烯在230℃、2.16kg條件下的熔融指數為0.3-3.8g/10min，熱變形溫度90-105℃。

11、本發明中的上述原料均可自制，也可商購獲得，本發明對此不作特別限定。

12、第二方面，本發明提供了所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠的制備方法，包括以下步驟：

13、s1：將聚丙烯和丁基橡膠、防老劑、軟化劑、白炭黑及其他填料混合均勻，得到橡塑共混物；

14、s2：向步驟s1得到的橡塑共混物中加入硫化劑混合均勻，得到橡塑硫化預混物；

15、s3：將步驟s2得到的橡塑硫化預混物進行造粒，得到丁基橡膠型熱塑性硫化膠的粒料。

16、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s1和步驟s2中，所述混合條件各自獨立地包括：混合溫度為175-220℃，轉速為100-300r/min，混合時間為5-10min。

17、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s3中，所述造粒方法包括動態硫化造粒，造粒設備優選為雙螺桿擠出機，工藝條件包括：雙螺桿溫度為165-220℃，轉速為100-300r/min。

18、第三方面，本發明提供了所述丁基橡膠型熱塑性硫化膠在密封件、減震件、塑膠地面、水管、電纜領域的應用。

19、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

20、本發明采用同時包含氯和溴元素的硫化體系，以氯化亞錫和四溴雙酚a為助硫化劑，制備丁基橡膠型熱塑性硫化劑，與現有技術的丁基橡膠型熱塑性硫化劑相比，無需改變制備工藝，即可實現溴化丁基橡膠型熱塑性硫化膠的高硫化活性和較少的硫化劑用量，安全性更高，同時與溴化丁基橡膠型熱塑性硫化膠相比，使用丁基橡膠作為橡膠相，生產成本更低。

技術特征：

1.一種丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述熱塑性硫化膠的組分包括：丁基橡膠、聚丙烯、酚醛樹脂硫化體系、防老劑、軟化劑和填料；

2.根據權利要求1所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述丁基橡膠、聚丙烯、酚醛樹脂硫化體系、防老劑、軟化劑和填料的質量比為100：(40-100)：(1～10)：(0.5-2)：(5-40)：(5-40)；

3.根據權利要求1或2所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述防老劑包括防老劑1010、防老劑168中的至少一種；和/或所述軟化劑包括石蠟油和橡膠油6030中的至少一種。

4.根據權利要求1-3任一項所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述填料包括填料a和填料b，所述填料a為白炭黑，填料b為滑石粉、鈦白粉、輕鈣中的至少一種；所述填料a和填料b的質量比為(5-20)：(0-20)。

5.根據權利要求1-4任一項所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述丁基橡膠不飽和度(摩爾分數％)1.7±0.20，門尼粘度ml(1+8)125℃50±5。

6.根據權利要求1-5任一項所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠，其特征在于，所述聚丙烯在230℃、2.16kg條件下的熔融指數為0.3-3.8g/10min，熱變形溫度90-105℃。

7.一種權利要求1-6任一項所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1和步驟s2中，所述混合條件各自獨立地包括：混合溫度為175-220℃，轉速為100-300r/min，混合時間為5-10min。

9.根據權利要求6-8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述造粒方法包括動態硫化造粒，造粒設備優選為雙螺桿擠出機，工藝條件包括：雙螺桿溫度為165-220℃，轉速為100-300r/min。

10.權利要求1-6任一項所述的丁基橡膠型熱塑性硫化膠或權利要求7-9任一項所述的制備方法制得的丁基橡膠型熱塑性硫化膠在密封件、減震件、塑膠地面、水管、電纜領域中的應用。

技術總結
本發明提出了一種丁基橡膠型熱塑性硫化膠及其制備方法和應用，所述熱塑性硫化膠的組分包括：丁基橡膠、聚丙烯、酚醛樹脂硫化體系、防老劑、軟化劑和填料；所述酚醛樹脂硫化體系包括酚醛樹脂主硫化劑和助硫化劑；所述酚醛樹脂主硫化劑選自辛基酚醛樹脂、叔丁基酚醛樹脂中的至少一種；所述助硫化劑選自二氯化亞錫、四溴雙酚A中的至少一種。本發明提供的丁基橡膠型熱塑性硫化膠由丁基橡膠、聚丙烯及復合酚醛樹脂硫化體系通過動態硫化方法制備，采用四溴雙酚A以及氯化亞錫作為共助硫化劑，組成含有氯和溴兩種鹵素的酚醛樹脂硫化體系，填料中均含有適量白炭黑，組成簡單不含硫黃及其促進劑，所得丁基橡膠型熱塑性硫化膠機械性能優異，可采用擠出、注塑和模壓的方法加工成型。

技術研發人員：王大慶,許晉國,郝興天,宗迎夏,劉瑞,李妹
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28