氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料及其制备方法。所述内胎材料是将质量份数为50-60份聚氯乙烯用高速混合搅拌机搅拌加温至温度100±5℃，然后逐步加入50-60份的增塑剂DOP，再将加入了增塑剂DOP的聚氯乙烯和40-50份均聚型氯醚橡胶投入到温度为175±5℃的密炼机中共混，然后加入0.8-1.0份硬脂酸钙，0.2-0.25份硫醇锑，2-4份促进剂NA-22，3-7份四氧化三铅，10-30份N660炭黑，10-30份碳酸钙，0.5-0.8份防老剂MB，8-15份轻质氧化镁，6-8份加工助剂ACR，继续混炼。当密炼机的电流表趋向走平后即可排料，将排放的物料混匀后在室温下停放一至两天即可。本发明节约能源，提高生产率，降低生产过程中的材料损耗，大幅度降低生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种内胎材料，具体是一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体自行车内胎材料及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体在常温下显示出橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的一种高分子材料。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方更、加工方式广的特点。热塑性弹性体也叫热塑性橡胶，是由橡胶与塑料在共混形成，具体是橡胶与同时加入的硫化剂在高温和高剪切速率的双重作用下动态硫化，同时被充分剪切成极其细小的微粒均匀地分散于塑料中，最后形成以橡胶为分散相，塑料为连续相的高分子共混体系--热塑性弹性体。至上世纪八十年代全动态硫化制备热塑性弹性体技术问世后，热塑性弹性体性能得到进一步提高，热塑性弹性体因免除了橡胶产品必须经过高温硫化工序才能使用，节约能损，提高劳动生产率的优势得到充分体现。为此，热塑性弹性体不管是在橡胶加工行业还是在实际应用中都在迅速地扩大。

从理论上讲，任何一种橡胶与任何一种塑料都能通过共混制备成热塑性弹性体，如果橡胶与塑料两者的溶解度参数越接近，两者就越相容，而制备的热塑性弹性体的性能就越好。相容性差的橡胶与塑料要共混制备成热塑性弹性体，必须要考虑增容剂的选择，增容剂的加入能使相容性差的橡胶与塑料的热塑性弹性体的性能大幅度提高。因此，相容性良好的三元乙丙橡胶/聚乙烯，丁腈橡胶/聚氯乙烯制备的热塑性弹性体均不需要添加任何增容剂，所以也只有这两种热塑性弹性体投入实际应用。

氯醚橡胶因其独特的分子结构，有较好的耐油性、耐热性和导电性，主要利用其导电性能用于复印机的橡胶配件上，不过氯醚橡胶还有另外一个不为人们所关注的非常优异的特性，即气密性，氯醚橡胶的气透性只有丁基橡胶的三分之一，是所有橡胶中气密性最高的。但是氯醚橡胶是一种特种橡胶，在实行中使用量少，所以其价格特别高。从成本因素的考虑，用氯醚橡胶生产内胎因价格高，并不被市场所接受。而聚氯乙烯是所有塑料中价格最便宜的，仅为0.65万/吨。橡胶与塑料并用以提高橡胶的某方面性能，同时又降低成本已经是很普遍的事。如果能将聚氯乙烯与氯醚橡胶共混在一起，便可以结合两者的优点，在得到气密性较高的材料同时也可以降低成本。

在高分子材料科学与工程1990年第2期99页罗宁等发表的《动态硫化聚氯乙烯/橡胶共混型》。特种橡胶制品1990年第4期13页张隐西等发表的《动态硫化PVC/橡胶共混型热塑性弹性体(III)PVC/NBR一18共混物的力学性能》公开提出聚氯乙烯的溶解度参数为9.6。在弹性体1994年第4期20页刘承美发表的《天然橡胶一氯醇橡胶相容性的研究》公开提出氯醚橡胶的溶解度参数为9.35。由以上公开的文章可以得到氯醚橡胶与聚氯乙烯的溶解度参数是接近的，其相容性良好，两者的共混可以不用添加任何增容剂而制备成性能优异的热塑性弹性体。但目前为止，并未有人提出将氯醚橡胶与聚氯乙烯共混形成热塑性弹性体，更没有提出使用氯醚橡胶与聚氯乙烯共混形成的热塑性弹性体用来作为自行车内胎材料。

发明内容

本发明提供一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料及其制备方法，该发明采用氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体，再添加其它的助剂，形成一种成本低廉，气密性较高的热塑性弹性体自行车内胎材料，结合了氯醚橡胶和聚氯乙烯的优点，本发明所述内胎材料不用硫化，节约能源，提高产品的劳动生产率，大大降低成本。

所述一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料，其特征在于该热塑性弹性体内胎材料的组分和质量份数如下：

其中：所述促进剂NA一22是1.2-亚乙基硫脲或2-硫醇基咪唑啉，防老剂MB是2-巯基苯并咪唑，增塑剂DOP是邻苯二甲酸二辛脂，加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物。

所述一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料，其特征在于该热塑性弹性体内胎材料的组分和质量份数如下：

一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料的制备方法，其特征在于具体操作步骤如下：

(1)准备以下质量份数的组分物质：40-50份均聚型氯醚橡胶，50-60份聚氯乙烯，0.8-1.0份硬脂酸钙稳定剂，0.2-0.25份硫醇锑稳定剂，2-4份促进剂NA一22，3-7份四氧化三铅，10-30份N660炭黑，10-30份碳酸钙，50-60份增塑剂DOP，0.4-0.8份防老剂MB，8-15份轻质氧化镁，6-8份加工助剂ACR；其中加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物；

(2)将50-60份聚氯乙烯用混合搅拌机搅拌加温至温度100±5℃，然后逐步加入质量份数为50-60份的增塑剂DOP，在加入增塑剂DOP时，保持物料的温度在100±5℃；

(3)将加入了增塑剂DOP的聚氯乙烯和质量份数为50-60的均聚型氯醚橡胶投入到温度为175±5℃的密炼机中共混，然后加入步骤(1)中其余的各种配合剂，在共混过程中密炼机的温度应保持在175±5℃，当密炼机的电流表趋向走平不再下降后即可排料，将排放的物料混匀后，在室温下停放一至两天便可制备成氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料。

本发明中的混合搅拌机为高速混合搅拌机，是普通炼胶行业的高速混合机(有时也称高速搅拌机)，该机器是以控制搅拌物料的速度来达到控制物料温度的，即初期搅拌时，因物料温度低，搅拌的速度很高，当物料的温度越接近所设定的温度时，搅拌的速度也就越慢。密炼机可以选用现有橡胶行业的常用炼胶设备，选用常规的橡胶密炼机都可以。

促进剂NA一22只硫化氯醚橡胶，便可使硫化氯醚橡胶和聚氯乙烯很好的形成热塑性弹性体。热塑性弹性体的最高热变形温度为其中塑料的最高使用温度，聚氯乙烯的最高使用温度不能超过温度80℃，而自行车内胎是在常温、低速，低负载条件下使用，所以可以用此热塑性弹性体材料加工制造。

本发明的有益效果：

1.提出以氯醚橡胶/聚氯乙烯共混型热塑性弹性体作为自行车内胎制备材料，增加了氯醚橡胶的使用范围，也合理应用了氯醚橡胶高气密性的特点，增加了内胎的气密效果；

2.以现代高分子橡塑共混理论为基础，高比例掺用价格低廉且与氯醚橡胶相容性较好的聚氯乙烯，大大降低生产成本，在价格上使氯醚橡胶材料生产的内胎能为市场所接受，其成本比丁基内胎低，而气密性比丁基内胎要高，其性价比有极大的竞争优势；

3.本发明在制备自行车内胎材料时不用硫化，节约能源，提高产品的劳动生产率；

3.由于热塑性弹性体可反复使用，便可大大减少生产材料消耗，大幅度降低生产成本，降低生产过程中的材料损耗。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

所述一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料，其特征在于该热塑性弹性体内胎材料的组分和质量份数如下：

其中：所述促进剂NA一22是1.2-亚乙基硫脲或2-硫醇基咪唑啉，防老剂MB是2-巯基苯并咪唑，增塑剂DOP是邻苯二甲酸二辛脂，加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物。

实施例一，一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)准备以下质量份数的组分物质：40份均聚型氯醚橡胶，60份聚氯乙烯，1.0份硬脂酸钙稳定剂，0.25份硫醇锑稳定剂，2份1.2-亚乙基硫脲，4份四氧化三铅，10份N660炭黑，30份碳酸钙，60份邻苯二甲酸二辛脂，0.4份2-巯基苯并咪唑，15份轻质氧化镁，8份加工助剂ACR；其中加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物；

(2)将60份聚氯乙烯用高速混合搅拌机搅拌加温至温度100±5℃，然后逐步加入质量份数为60份的增塑剂DOP，在加入增塑剂DOP时，保持物料的温度在100±5℃；

(3)将加入了增塑剂DOP的聚氯乙烯和质量份数为40的均聚型氯醚橡胶投入到温度为175±5℃的密炼机中共混，然后加入步骤(1)中其余份数的各种配合剂，在共混过程中密炼机的温度应保持在175±5℃，当密炼机的电流表趋向走平不再下降后即可排料，将排放的物料混匀后，在室温下停放一至两天便可制备成氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料。

实施例二，一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)准备以下质量份数的组分物质：45份均聚型氯醚橡胶，55份聚氯乙烯，0.9份硬脂酸钙稳定剂，0.23份硫醇锑稳定剂，3份2-硫醇基咪唑啉，5.5份四氧化三铅，20份N660炭黑，20份碳酸钙，55份邻苯二甲酸二辛脂，0.6份2-巯基苯并咪唑，12份轻质氧化镁，7份加工助剂ACR；其中加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物；

(2)将55份聚氯乙烯用混合搅拌机搅拌加温至温度100±5℃，然后逐步加入质量份数为55份的增塑剂DOP，在加入增塑剂DOP时，保持物料的温度在100±5℃；

(3)将加入了增塑剂DOP的聚氯乙烯和质量份数为45的均聚型氯醚橡胶投入到温度为175±5℃的密炼机中共混，然后加入步骤(1)中其余份数的各种配合剂，在共混过程中密炼机的温度应保持在175±5℃，当密炼机的电流表趋向走平不再下降后即可排料，将排放的物料混匀后，在室温下停放一至两天便可制备成氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料。

实施例三，一种氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)准备以下质量份数的组分物质：50份均聚型氯醚橡胶，50份聚氯乙烯，0.8份硬脂酸钙稳定剂，0.2份硫醇锑稳定剂，4份1.2-亚乙基硫脲，7份四氧化三铅，30份N660炭黑，10份碳酸钙，50份邻苯二甲酸二辛脂，0.8份2-巯基苯并咪唑，8份轻质氧化镁，6份加工助剂ACR；其中加工助剂ACR是丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物；

(2)将50份聚氯乙烯用高速混合搅拌机搅拌加温至温度100±5℃，然后逐步加入质量份数为50份的增塑剂DOP，在加入增塑剂DOP时，保持物料的温度在100±5℃；

(3)将加入了增塑剂DOP的聚氯乙烯和质量份数为50的均聚型氯醚橡胶投入到温度为175±5℃的密炼机中共混，然后加入步骤(1)中其余份数的各种配合剂，在共混过程中密炼机的温度应保持在175±5℃，当密炼机的电流表趋向走平不再下降后即可排料，将排放的物料混匀后在室温下停放一至两天便可制备成氯醚橡胶与聚氯乙烯共混型热塑性弹性体内胎材料。

将以上三个实施例中得到的热塑性弹性体按照以下标准测试：

硬度按《GB/T531.2-2009硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第2部分：便携式橡胶国际硬度计法》标准测试，

拉伸强度按《GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》标准测试，

扯断伸长率按《GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》标准测试，

撕裂强度按《GB/T529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)》标准测试。

通过以上实施得到热塑性弹性体材料物理机械性能如下：

完全达到《GB/T1703-2008力车内胎》标准要求(注：《GB/T1703-2008力车内胎》标准第一条范围，此标准只适用于模型硫化内胎，本热塑性弹性体制作内胎不用模型硫化；第三条内胎种类，此标准内胎材料A类为天然橡胶，B类为丁基橡胶)。

从以上测试结果可以看出实施例1-3中得到的热塑性弹性体材料物理机械性能符合《GB/T1703-2008力车内胎》标准，可以用来制备自行车内胎。