[发明专利]耐热老化乙烯乙酸乙烯酯共聚物组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了聚酰胺填充的EVA共聚物组合物，所述聚酰胺填充的EVA共聚物组合物通过熔融混合法制备，所述聚酰胺填充的EVA共聚物组合物包含连续的EVA共聚物相以及不连续的聚酰胺相。当与过氧化物固化剂交联时，相比于由炭黑或其它无机填料强化的EVA弹性体组合物，所述聚酰胺填充的EVA共聚物组合物表现出增强的耐热老化性。

技术领域

本发明涉及乙烯乙酸乙烯酯共聚物组合物，其过氧化物可固化组合物，用于制备具有增强的热老化性能的可固化乙烯乙酸乙烯酯弹性体组合物的方法，并涉及来自这些过氧化物可固化的乙烯乙酸乙烯酯组合物的固化制品。

背景技术

耐油乙烯乙酸乙烯酯弹性体(EVA)是熟知的通过乙烯和至少40重量％的乙酸乙烯酯共聚而形成的合成材料。乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物可仅包含共聚的乙烯单元和乙酸乙烯酯单元，或者共聚物可包含共聚的乙烯单元、乙酸乙烯酯单元和附加的共聚单体，例如不饱和羧酸的酯，诸如丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯。原料聚合物，也称为树胶或纯胶胶料可通过自由基产生剂(诸如过氧化物、叠氮化物)或通过使用高能辐射来固化以形成弹性体制品。可固化以形成弹性体制品的可商购获得的EVA共聚物的示例包括购自E.I.du Pont deNemours and Company的树脂产品以及购自Lanxess Corp.的产品。

鉴于其相比于其它耐油弹性体的低成本，乙烯乙酸乙烯酯共聚物被广泛用于制造线材和电缆外壳以及制造机动车部件诸如软管和密封件。

耐热老化性(是指长时间暴露于热空气中)是用于机动车机罩下应用的橡胶部件(例如软管、垫圈和密封件)所特别期望的特性。因为此类部件可经常暴露于超过180℃的温度下数小时的时间，所以可能发生物理性能通过氧化脆化而下降。在由固化的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)制品制成的制品中，这常常导致延展性的减小以及橡胶制品的硬度和模量的增大。此类效应例如在专利公布EP1081188中所公开。增强弹性体EVA制品的耐热老化性的方法已涉及尝试识别更有效的抗氧化体系。然而，仍然需要改善这些共聚物的耐热老化性。

尽管已知填料的存在可具有对弹性体的高温稳定性的不利影响，但是弹性体制剂(本领域中也称为弹性体化合物)中存在填料对于增强或开发固化的(即交联)组合物以及包含经固化的组合物的制品的某些物理特性诸如拉伸强度和模量而言通常是必要的。炭黑由于其优异的增强特性和低成本而为最广泛使用的填料。通常用于增强EVA共聚物的填料的其它示例包括水合氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、硅酸镁、高岭土、以及二氧化硅。所有这些填料不利地影响由EVA共聚物制成的固化制品的热老化。

推测填料通过促进氧向聚合物-填料界面传送而加快EVA共聚物的热老化。这导致通过氧化反应在这些位置处形成自由基的速率增加。以这种方式产生的自由基促进交联反应，从而导致弹性体最终脆化。增强级的碳黑诸如N330和N550对于促进氧的传送尤其有效，因为其包含可传送空气的孔。然而，即使是无孔填料，也在固体填料颗粒与弹性体之间产生界面区。一些聚合物链驻留在此类界面区中并因此可增强空气的扩散。因此，据信与不含填料的EVA共聚物相比，在填充的EVA共聚物中，弹性体更多地暴露于空气中。

因为常规填料的增强能力提高，即填料增加固化的弹性体组合物的肖氏硬度A的能力，所以填料使弹性体对热老化的有害效应的抗性降低的趋势也增加。期望获得替代形式填料，其允许实现经固化的填充弹性体的良好的弹性性能，诸如抗压缩永久变形性能以及拉伸断裂伸长率，并且还提供填料增强的优点(即，高拉伸强度、模量以及肖氏硬度A)，但是不促进高温(即160℃或更大)下的氧化降解。

现已发现通过使用聚酰胺作为填料可制备高硬度、强度和弹性的固化的EVA弹性体组合物，其表现出优异的耐热老化性。