[发明专利]改性石墨烯尼龙/氯化丁基橡胶热塑性弹性体

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，尤其涉及一种用于制备高气密性橡胶制品的热塑性弹性体。 

背景技术

热塑性弹性体材料在常温使用条件下具有和硫化橡胶相媲美的弹性性能，在熔融状态可采用热塑性塑料的加工设备和加工方法进行加工，其废角料可被回收和再利用，很大程度上满足了多样化、可重复、低能耗和精密加工的要求，成功解决了橡胶精密加工和废旧橡胶制品回收再利用的世界难题，因此国内外对该类材料的研究一直非常活跃。 

最早的热塑性弹性体是B.F.Goodrich Company于1926年生产PVC／NBR合金，类似我们现在称作热塑性弹性体预聚物。USP525668与USP5397835涉及一种新型热塑性弹性体的制备方法，其是将含有官能化EPM或EPDM的聚烯烃弹性体材料分散到聚酰胺树脂中，然后将弹性体相硫化的过程。弹性体相以细微的颗粒形态分散在聚酰胺树脂相中，形成的混合物整体具有热塑性特征，得到的共混物可以用于制备弹性体材料而不需要另加一道单独的硫化过程。 

与本发明相近的技术是：《增容剂对动态硫化PA12／CIIR热塑性弹性体性能的影响》(合成橡胶工业，2011-11-15，34(6)：446～450)，在该文献公开了相容剂为马来酸酐，所制备的热塑性弹性体材料具有良好的力学性能。但存在以下缺陷：一是尼龙12的加工温度高，价格贵，提高了生产成本；二是由于单纯用马来酸酐做为增容剂，制备出来的热塑性弹性体中存在酸酐基团，因酸酐基团对人体有强刺激作用，使生产人员产生不适反应并且限制了产品在医疗高分子方面的应用；三是成本高，本发明所用的增容剂氯化聚乙烯成本比马来酸酐低；本发明专利不会出现以上问题。Preparation and characterization of high performance of graphene／nylon nanocomposites(European Polymer Journal49(2013)2617-2626)公开了功能化石墨烯可以直接与尼龙11／尼龙12直接共混的方法并且极少量功能化的石墨烯明显提高了力学性能。但存在以下缺陷：直接共混的方法可能是石墨烯在 聚合物中的混合不均匀。本专利采用溶液共混并且制备成母炼胶，不会出现团聚混合不均匀的问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种气密性好、强度高、耐磨、永久变形小、弹性好、无毒副作用且成本低的十八胺改性的氧化石墨烯尼龙／氯化丁基橡胶热塑性弹性体。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种十八胺改性的氧化石墨烯尼龙／氯化丁基橡胶热塑性弹性体，其通过氯化丁基橡胶(CIIR)、三元共聚尼龙(COPA)、交联剂混合物和十八胺接枝的氧化石墨烯(GO-ODA)密炼制备而成。 

其中，所述热塑性弹性体的各原料组分的重量份分别为85重量份～100重量份氯化丁基橡胶(CIIR)、30重量份～200重量份三元共聚尼龙(COPA)、2.5重量份～20重量份交联剂混合物和1重量份～5重量份十八胺接枝的氧化石墨烯(GO-ODA)。 

其中，在制备所述热塑性弹性体的过程中还可以加入增容剂。 

其中，所述增容剂的添加量为1重量份～15重量份。 

其中，所述交联剂混合物为硫磺交联混合体系或氧化锌交联混合体系。 

其中，所述硫磺交联剂混合物包括硫磺(S)、氧化锌(ZnO)、硬脂酸(SA)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)和二硫化二苯并噻唑(DM)。 

其中，所述氧化锌交联混合物包括氧化锌(ZnO)、硬脂酸(SA)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。 

所述热塑性弹性体的拉伸强度为3.5～25.5MPa，撕裂强度为40～80MP，硬度(邵氏A)为：80～91，100％定伸强度为：0.5～13MPa，断裂伸长率为56～300，永久变形率为20～80％，透气率为2.51E^-18～4.12E^-18。 

本发明还提供了上述十八胺改性的氧化石墨烯尼龙／氯化丁基橡胶热塑性弹性体的制备方法，具体为： 

第一步，十八胺接枝氧化石墨烯(GO-ODA)的制备； 

第二步，十八胺接枝氧化石墨烯在氯化丁基橡胶中的分散，获得十八胺接枝氧化石墨烯氯化丁基橡胶； 

第三步，采用十八胺接枝氧化石墨烯氯化丁基橡胶与氯化丁基橡胶制备 母炼胶； 

第四步，将母炼胶、增容剂和三元共聚尼龙密炼成共混物；