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申请/专利权人：上海工程技术大学

摘要：本发明公开了一种高强韧的热塑性弹性体材料的制备方法及回收方法，涉及高分子材料加工技术领域。本发明包括以下步骤：将橡胶与过量的硫化剂反应，生成全硫化橡胶粉末；将橡胶粉末与未硫化橡胶混合，获得具有非均质交联网络的橡胶;将马来酸、氧化锌和具有非均质交联网络的橡胶混合。本发明采用了包括建立非均质交联网络和引入锌盐离子键两种非填充增强方法，通过简单的工艺流程，制备了高强韧TPV。这种高强韧TPV具有优异的力学性能，其拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量与普通TPV相比提高效果显著，且具备较好的可回收性能，回收方法采用熔融成型方法，可稳定连续生产，也无需使用任何特殊的加工设备，回收的TPV力学性能基本不变。

主权项：1.一种高强韧的热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤（1）：将橡胶与过量的硫化剂反应，生成全硫化橡胶粉末；其中，步骤（1）中生成全硫化橡胶粉末的方法如下：步骤（1.1）：首先将橡胶加入密炼机中，设定转子的转速和温度；步骤（1.2）：加入硫化剂，继续熔融反应混合直到扭矩稳定，得到全硫化橡胶粉末；步骤（2）：将橡胶粉末与未硫化橡胶混合，获得具有非均质交联网络的橡胶，作为具有非均质交联网络的橡胶母料；其中，步骤（2）中制备具有非均质交联网络的橡胶的方法如下：步骤（2.1）：将60%-80%的未硫化橡胶和20%-40%的全硫化橡胶粉末均匀混合以制备具有非均质交联网络的橡胶，作为具有非均质交联网络的橡胶母料；步骤（3）：将马来酸与氧化锌在非均质交联网络橡胶中混合，原位反应生成具有锌盐离子键的马来酸锌，得到具有非均质网络和马来酸锌的橡胶母料；其中，步骤（3）中制备具有锌盐离子键的马来酸锌的方法如下：步骤（3.1）：将具有非均质交联网络的橡胶母料加入到密炼机中，设定转子的转速和稳定；步骤（3.2）：加入质量比例占具有非均质交联网络的橡胶母料总重量5wt%的氧化锌；步骤（3.3）：加入质量比例占具有非均质交联网络的橡胶母料总重量5wt%的马来酸反应生成具有非均质网络和马来酸锌的橡胶；步骤（3.4）：当扭矩值达到稳定值时，将该具有非均质网络和马来酸锌的橡胶从密炼机的空腔中取出并冷却至温度，作为具有非均质网络和马来酸锌的橡胶母料；步骤（4）：使用具有非均质网络和马来酸锌的橡胶母料与塑料制备TPV，并加入过氧化物使马来酸锌发生聚合接枝，由此获得同时具有非均质网络和锌盐离子键的高强韧TPV（MH-TPV），最后制作该高强韧TPV哑铃形试样；其中，步骤（4）中制备具有非均质网络和锌盐离子键的高强韧TPV的方法如下：步骤（4.1）：将具有非均质网络和马来酸锌的橡胶母料和塑料依次加入到密炼机中，设置转子的转速和温度，生成具有非均质网络和马来酸锌的橡胶母料和塑料的共混物；步骤（4.2）：加入硫化剂用于与共混物的动态硫化；步骤（4.3）：当扭矩稳定时，加入过氧化物用于马来酸锌的聚合和接枝；步骤（4.4）：将生成的同时具有非均质网络和锌盐离子键的高强韧TPV从密炼机中取出；步骤（4.5）：将同时具有非均质网络和锌盐离子键的高强韧TPV在230℃和5MPa下成型，制备厚度约为2.0mm的薄板，并裁剪出哑铃形试样；步骤（5）：制备了仅具有非均质交联网络的TPV（H-TPV）、普通TPVTPV作为对照组，与该高强韧TPV哑铃形试样进行对照实验；其中，步骤（5）中仅具有非均质交联网络的TPV（H-TPV）对照组的制备过程如下：步骤（5.1）：将仅具有非均质交联网络的橡胶（H-NBR）和PA6依次加入到密炼机中，随后加入质量比例占H-NBR总重量4wt%的酚醛树脂粉末和质量比例占H-NBR总重量0.2wt%的氯化亚锡，用于共混物的动态硫化，当扭矩稳定时，将该H-TPV从密炼机中取出，于230℃和5MPa下成型，制备厚度约为2.0mm的薄板，并裁剪出哑铃形试样；其中，步骤（5.1）中仅具有非均质交联网络的橡胶（H-NBR）的制备过程如下：将重量比为3∶1的NBR和全硫化NBR均匀混合以制备H-NBR；其中，步骤（5.1）中，密炼机设置转子转速为80转分钟，温度为230℃；其中，步骤（5）中TPV对照组的制备过程如下：步骤（5.2）：将NBR和PA6依次加入到密炼机中，随后加入质量比例占NBR总重量4wt%的酚醛树脂粉末和质量比例占NBR总重量0.2wt%的氯化亚锡，用于共混物的动态硫化，当扭矩稳定时，将该TPV从密炼机中取出，于230℃和5MPa下成型，制备厚度约为2.0mm的薄板，并裁剪出哑铃形试样；其中，橡胶为丁腈橡胶（NBR），塑料为尼龙6（PA6）。

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