阅读说明：本技术 一种耐老化轮胎胶粉基eva热塑性弹性体的制备方法及其在水管密封件制品中的应用 (Preparation method of aging-resistant tire rubber powder-based EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) thermoplastic elastomer and application of aging-resistant tire rubber powder-based EVA thermoplas) 是由 王艳秋 祝木伟 刘太闯 马庆丽 臧亚南 翁国文 姚亮 张小萍 李培培 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐老化轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的制备方法及其在水管密封件制品中的应用,在200℃条件下对废旧轮胎胶粉进行活化30min；在常温下将橡胶塑炼5min,将活化后的废旧轮胎胶粉与热塑性树脂在捏合机中分散均匀,在160±5℃下在塑炼胶中加入再生活化剂510和松焦油混炼得到合炼塑胶；180℃下在双螺杆挤出机中在合炼塑胶中加入硫化剂、相容剂、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010,分散均匀,胶粉、树脂和各种配合剂进行交联反应,得到轮胎胶粉基热塑性弹性体并模压成片。本发明以废旧轮胎胶粉为主料,变废为宝,成本低廉,制得的轮胎胶粉基热塑性弹性体综合性能优异,远远超过和达到国标GB/T21874-2008的要求。(The invention discloses a preparation method of an aging-resistant tire rubber powder-based EVA (ethylene-vinyl acetate) thermoplastic elastomer and application thereof in a water pipe sealing element product, wherein the rubber powder of a waste tire is activated for 30min at the temperature of 200 ℃; plasticating rubber for 5min at normal temperature, uniformly dispersing the activated waste tire rubber powder and thermoplastic resin in a kneader, adding a regeneration activator 510 and pine tar into the plasticated rubber at 160 +/-5 ℃ and mixing to obtain synthetic plastic rubber; adding a vulcanizing agent, a compatilizer, zinc oxide, stearic acid and an antioxidant 1010 into the synthetic plastic rubber in a double-screw extruder at 180 ℃, uniformly dispersing, and carrying out crosslinking reaction on rubber powder, resin and various compounding agents to obtain the tire rubber powder-based thermoplastic elastomer and molding into a sheet. The invention uses the waste tire rubber powder as the main material, changes waste into valuable, has low cost, and the prepared tire rubber powder-based thermoplastic elastomer has excellent comprehensive performance which far exceeds and meets the requirements of national standard GB/T21874-2008.)

一种耐老化轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的制备方法及其在 水管密封件制品中的应用

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，涉及一种热塑性弹性体的制备，具体涉及一种耐老化轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的制备方法及其在水管密封件制品中的应用。

背景技术

热塑性弹性体在橡胶制品的应用领域中占有越来越重要的地位，需求量也随之大幅提高。为了降低热塑性弹性体的成本和加大废旧轮胎的回收利用，促进热塑性弹性体推广应用，人们研究开发了胶粉基热塑性弹性体(RPTPE)。胶粉基热塑性弹性体是用胶粉与热塑性树脂共混制备的，其具有加工简单和加工成本较低的优点，加之胶粉的成本较低且其用量较大(一般占总质量的50％～90％)，能大幅降低热塑性弹性体的成本。此外，胶粉可由废旧轮胎制得，与其他废旧橡胶制品存量相比，废旧轮胎胶粉存量大，2018年胶粉产量80万吨，胶粉980元/吨，胶粉价格约为再生胶的1/3。这为解决废旧轮胎的“黑色污染”问题提供了新的途径，同时由于热塑性弹性体可循环利用，这符合我国可持续发展道路。因此轮胎胶粉基热塑性弹性体具有很好的发展前景。

目前胶粉基热塑性弹性体生产中存在以下共性问题：力学性能差；性能稳定性较差；价格昂贵；RPTPE气味大，不适于制作高档产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐老化轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的制备方法，成本低廉，性能优良。

本发明的另一目的是提供上述制备方法制得的热塑性弹性体在水管密封件制品中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种耐老化轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的制备方法，由以下质量份的原料制成：

所述橡胶为顺丁橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)，或者乙丙橡胶(EPDM)；

其制备方法，按如下步骤进行：

步骤1)将再生活化剂510加入60目及以下废旧轮胎胶粉中，在200℃条件下活化30min；

步骤2)在常温下将橡胶塑炼5min，得到塑炼胶；将步骤1)活化后的废旧轮胎胶粉与乙烯-醋酸乙烯共聚物在捏合机中分散均匀，在160-165℃下在塑炼胶中加入上述混合料和松焦油，混炼均匀得到合炼塑胶；

步骤3)在合炼塑胶中加入硫化剂、相容剂、氧化锌(ZnO)、硬脂酸(SA)、抗氧剂1010，分散均匀，180℃下在双螺杆挤出机中，活化的轮胎胶粉、塑料树脂和各种配合剂反应配混时借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力进行交联反应，得到轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体并模压成片。

优选的，所述顺丁橡胶和所述丁苯橡胶并用时，顺丁橡胶与丁苯橡胶的质量比为1:1～2:1。单独用顺丁橡胶制得的TPE耐臭氧老化性出现裂纹，单独用丁苯橡胶制得的TPE，拉伸强度低，压缩永久变形大，而当顺丁橡胶和丁苯橡胶并用，则克服了以上缺陷。

优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物采用颗粒状。

优选的，所述硫化剂选自硫磺(S₈)。

优选的，所述相容剂选自双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIBP)。

优选的，步骤3)中螺杆挤出机中螺杆长径比为26，螺杆压缩比为3。

另一方面，本发明还提供由上述制备方法制得的热塑性弹性体在水管密封件等制品中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明制备的轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的拉伸强度达7.0MPa，扯断伸长率达555％，邵氏硬度为50～59；其物理性能压缩永久变形17.72～20.67％，耐水性为1.70～3.13％；其热氧老化性硬度变化+1～+3、拉伸强度变化率为-9.90～-0.29％、拉断伸长率变化率为+0.95～+6.49％，耐臭氧老化条件下试样性能均无裂纹，表明耐臭氧老化性能优异。

(2)本发明采用活化后的60目及以下废旧轮胎胶粉，与生胶相比，轮胎胶粉与EVA树脂更易分散均匀，在动态交联过程中不易粘螺杆，环保无污染，还可降低原材料成本50％。

(3)由于废旧轮胎胶粉存量大，本发明充分利用了废旧轮胎胶粉易分散的特性用来制备热塑性弹性体，避免了制备再生胶时出现的环境污染问题，变废为宝，原材料成本降低了50％左右，经济效益和社会效益显著。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

将0.3Kg再生活化剂510加入19.5Kg 60目废旧轮胎胶粉中，在200℃条件下活化30min。

在常温下将3.0Kg BR和3.0Kg SBR塑炼5min，得到BR/SBR塑炼胶；将上述活化后的60目轮胎胶粉与4.5Kg透明EVA颗粒在捏合机中分散均匀，在160-165℃下在BR/SBR塑炼胶中加入上述混合料和4.5Kg松焦油，然后混炼均匀得到合炼塑胶。

在合炼塑胶中加入0.09Kg硫磺、0.33Kg BIBP、1.5Kg氧化锌、0.09Kg硬脂酸、0.09Kg抗氧剂1010等配合剂分散均匀，180℃下在双螺杆挤出机(螺杆长径比为26，螺杆压缩比为3)中，活化胶粉、EVA树脂和各种配合剂反应配混时借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力进行交联反应，得到轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体并模压成片。

实施例2

将0.3Kg再生活化剂510加入19.5Kg 60目废旧轮胎胶粉中，在200℃条件下活化30min。

在常温下将3.0Kg BR和1.5Kg SBR塑炼5min，得到BR/SBR塑炼胶；将上述活化后的60目轮胎胶粉与6.0Kg透明EVA颗粒在捏合机中分散均匀，在160-165℃下在BR/SBR塑炼胶中加入上述混合料和4.5Kg松焦油，然后混炼均匀得到合炼塑胶。

在合炼塑胶中加入0.09Kg硫磺、0.33Kg BIBP、1.5Kg氧化锌、0.09Kg硬脂酸、0.09Kg抗氧剂1010等配合剂分散均匀，180℃下在双螺杆挤出机(螺杆长径比为26，螺杆压缩比为3)中，活化胶粉、塑料树脂和各种配合剂反应配混时借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力进行交联反应，得到轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体并模压成片。

实施例3

将0.3Kg再生活化剂510加入19.5Kg 60目废旧轮胎胶粉中，在200℃条件下活化30min。

在常温下将6.0Kg EPDM塑炼5min，得到EPDM塑炼胶；将上述活化后的60目轮胎胶粉与6.0Kg透明EVA颗粒在捏合机中分散均匀，在160-165℃下在EPDM塑炼胶中加入上述混合料和4.5Kg松焦油，然后混炼均匀得到合炼塑胶。

在合炼塑胶中加入0.09Kg硫磺、0.33Kg BIBP、1.5Kg氧化锌、0.09Kg硬脂酸、0.09Kg抗氧剂1010等配合剂分散均匀，180℃下在双螺杆挤出机(螺杆长径比为26，螺杆压缩比为3)中，活化胶粉、塑料树脂和各种配合剂反应配混时借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力进行交联反应，得到轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体并模压成片。

根据GB/T21874-2008对实施例1-3制得的轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体进行性能检测，结果见表1：

表1轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的性能

由表1可知，本发明制备的轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体的性能指标都远远超过和达到国标GB/T21874-2008《弹性体密封件排水管道接口密封件材料要求热塑性弹性体》的要求。此外，该轮胎胶粉基EVA热塑性弹性体门尼粘度67～100，流动性好，易于加工，可以用于生产水管密封件等制品。