本发明属于塑料成型加工领域。
在聚合物分子链中引入离子基团后形成的离聚物,由于离子的缔 合作用构成的物理交联,可显著提高聚合物的模量、断裂伸长率、抗 撕裂、抗磨损、玻璃化温度和熔体粘度等。H·S·Makowiski et al.,Polym.Preprints,19(2),292-295(1978)。这些 独特的性质为其在工业上的应用开辟了广阔的前景。通过与乙丙三元 橡胶(EPDM)磺酸锌盐共混,可提高聚丙烯冲击强度达20倍,聚 乙烯冲击强度达5倍,而且能保持较高的抗张强度。因此在聚烯烃中 加入适量的EPDM磺酸锌盐是解决聚烯烃增韧而不显著降低其强度的 行之有效的途径。Xi Xu,Shaoyun Guo and Huilin Li, Polymer-Plastics Techn.& Eng.,30(7),251(1991)。 Xi Xu,Xiangsheng Zeng and Huilin Li,J.Appl. Polym.Sci.,44(1992)。但是熔体粘度的增加将显著导致加 工的困难;与聚烯烃熔体粘度相差过大也难以使两者共混均匀。解决 这一问题的有效办法是采用增塑剂。然而一般用于增塑离聚物的增塑 剂用量较大(大于10%),增塑剂用量大,离聚物的强度将下降。 EPDM磺酸盐是近十年新发展起来的离聚物,性能优良,根据有关报 道,用醇类、邻苯二甲酸酯类、硬脂酸及其盐类增塑EPDM磺酸盐, 可使其熔体表观粘度降低,但强度亦下降。H·S·Makowiski and R·D·Lundberg,Adv.Chem.Ser.,37,187(1980); H·S·Makowiski et al.,Am.Chem.Soc.,Polym. Preprint,20(2),281(1979)。近年来采用硬脂酸锌为增塑 剂,虽然能提高离聚物的力学性能和改善加工性能,但温度要高达 160℃才开始熔融流动,用量高达10%。H·S·Makowiski et al.,Polymer Preprints,19(2),304(1978);R.D. Lundberg et al.,Polymer Preprints,19(2),310 (1978);Preferential Plasticization of Iono- meric Compounds,N·H·Canter,Edison and D·J· Buckley,Sr.,U·S·Patent 3,847,854,Nov.12, 1974,to Esso Research and Engineering Co.,。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种增塑的EPDM 磺酸锌盐新产品。增塑剂可以是亚麻油改性醇酸树脂或者豆油改性醇 酸树脂。用油改性醇酸树脂增塑EPDM磺酸锌盐时,用量小(小于 10%),能大幅度降低EPDM磺酸锌盐的玻璃化温度和熔体表观粘度, 改善EPDM磺酸锌盐的加工性能,加工温度为120℃左右,同时还能 提高EPDM磺酸锌盐的力学性能。
本发明提供的乙丙三元橡胶磺酸锌盐新产品的配方组分(按重量 计)为:
EPDM磺酸锌盐(磺化度1.1075mol/kg)80-98份
油改性醇酸树脂(可用豆油或亚麻油改性醇酸树脂)2-20份
溶剂(环乙烷) 适量 最佳配方组成(按重量计):
EPDM磺酸锌盐 97.5份
油改性醇酸树脂 2.5份
溶剂(环乙烷) 适量
按上述配方组分称取EPDM磺酸锌盐和油改性醇酸树脂,将油改 性醇酸树脂加入到EPDM磺酸锌盐的溶液中混合均匀,闪蒸液剂和干 燥后,在双辊炼胶机上于120℃左右混炼约5分钟即可获得上述新产 品。
以下提供的是现有技术的EPDM磺酸锌盐及其增塑的EPDM磺酸 锌盐产品和本发明油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐新产品的对 比实例。
对比实例1
在室温下将适量乙酰硫酸加入到5%EPDM环己烷溶液中,30 分钟后用乙醇终止反应,并用乙酸锌中和制得EPDM磺酸锌盐溶液, 然后闪蒸溶剂,真空干燥。测得EPDM磺酸锌盐的磺化度为1.1075 mol/kg,玻璃化温度136℃。
对比实例2
将上述对比实例1制得的EPDM磺酸锌盐180克和硬脂酸锌20 克在双辊炼胶机上于温度180℃混炼5分钟,获得的增塑的EPDM磺 酸锌盐的熔体表观粘度,玻璃化温度和力学性能分别如图1,表1和 表2所示。
实施例1
将豆油改性醇酸树脂(含豆油43%)5克与对比实施例1制得 的EPDM磺酸锌盐195克在溶液中混合均匀,闪蒸溶剂后干燥,在 双辊炼胶机上于温度120℃混炼5分钟,即可获得用豆油改性醇酸树 脂增塑的EPDM磺酸锌盐产品。同样取10克豆油改性醇酸树脂(含 豆油43%)与190克EPDM磺酸锌盐,或取20克豆油改性醇酸树脂 (含豆油43%)与180克EPDM磺酸锌盐,在上述条件下制得豆油 改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐产品,图1,表1和表2所示, 分别为这些增塑的EPDM磺酸锌盐的熔体表观粘度、玻璃化温度和力 学性能。
实施例2
将20克亚麻油改性醇酸树脂(含亚麻油55%)与对比实例1制 得的EPDM磺酸锌盐180克在溶液中混合均匀,闪蒸溶剂后干燥, 在双辊炼胶机上于温度120℃混炼5分钟,即可获得用亚麻油改性醇 酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐产品。同样取20克亚麻油改性醇酸树 脂(含亚麻油60%)与180克对比实例1制得的EPDM磺酸锌盐在 溶液中混合均匀,闪蒸溶剂后干燥,在双辊炼胶机上于温度120℃混 炼5分钟,获得用亚麻油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐产品。 图2和表1所示分别为测得的这些增塑的EPDM磺酸锌盐的熔体表观 粘度和玻璃化温度。
图1用豆油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐的熔体表观粘 度与剪切速率的关系*
*测试温度190℃;1-硬脂酸锌10%;2-豆油改性醇酸树 脂2.5%;3-豆油改性醇酸树脂5%;4-豆油改性醇酸树脂10%。
图2用亚麻油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐的熔体表观 粘度与剪切速率的关系*
*测试温度190℃;a-硬脂酸锌10%;b-亚麻油(含亚麻 油60%)改性醇酸树脂10%;c-亚麻油(含亚麻油55%)改性醇 酸树脂10%。
表1用油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐的玻璃化温度(Tg)* 试样 1 2 3 4 5 6 7 Tg(℃) 136 -59 -55 -57 -58 -50 -48
*1-EPDM磺酸锌盐;2-硬脂酸锌10%;3-亚麻油(含亚 麻油60%)改性醇酸树脂10%;4-亚麻油(含亚麻油55%)改性 醇酸树脂10%;5-豆油(含豆油43%)改性醇酸树脂10%;6- 豆油(含豆油43%)改性醇酸树脂5%;7-豆油(含豆油43%) 改性醇酸树脂2.5%。
表2 用豆油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐的力学性能* 试样 1 2 3 4 抗张强度(MPa) 断裂伸长率(%) 9.11 584 17.2 800 14.1 700 9.73 553
*1-硬脂酸锌10%;2-豆油改性醇酸树脂2.5%;3-豆 油改性醇酸树脂5%;4-豆油改性醇酸树脂10%。
本发明增塑的EPDM磺酸锌盐产品与用硬脂酸锌增塑的EPDM磺 酸锌盐比较具有如下优点:
1.使EPDM磺酸锌盐加工温度大幅度降低,由180℃降至 120℃左右;
2.油改性醇酸树脂用量小于10%;
3.使用油改性醇酸树脂增塑的EPDM磺酸锌盐的玻璃化温度和 熔体表观粘度大幅度降低。
4.显著提高了EPDM磺酸锌盐的力学性能。