CN115785522B - 一种共沸剂发生体系及热塑性硫化胶 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共沸剂发生体系及热塑性硫化胶，该共沸剂发生体系包括碳酸盐和弱酸，所述弱酸的酸度大于碳酸的酸度；热塑性硫化胶包括组分A和共沸剂发生体系，组分A包括EPDM橡胶、聚丙烯、填料、增塑剂、润滑剂、抗氧剂、硫化剂；共沸剂发生体系占组分A质量百分比为1‑10％。本发明得到的热塑性硫化胶，其性能达到国际同类产品水准，与行业最领先技术对比，气味性优势超过0.5级以上，VOC数据整体处于优势地位，因为气味及VOC方面的优势，使其在整个车用材料行业的一致认可和好评，大大提升了热塑性弹性体的使用空间，使市场的应用量得以扩展。

Description

一种共沸剂发生体系及热塑性硫化胶

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种共沸剂发生体系及热塑性硫化胶。

背景技术

随着人们环保意识的增强，热塑性弹性体替代传统橡胶的进程不断加快，车用热塑性弹性体除了应该满足基本的性能要求外，还应重视环保绿色问题、解决热塑性弹性体的气味、VOC等问题，如此才能在市场中占据优势。

目前消减气味、降低VOC的方法有遮蔽法、化学除味剂除味法、物理吸附法、脱挥烘烤法、气体法或者共沸法等，在众多常用的降低气味、VOC的方法中，共沸法在共沸剂能充分发挥作用的前提下，是唯一可以脱除深层次低分子物的有效方法，只是受限于现有的技术，共沸剂作用效率低，所以效果远未达预期。

专利CN 108997703A为解决现有液体共沸剂与熔融状态下的膏状体不易融合降低气味和VOC效率低的问题，通过使用固态或糊状的汽提剂与原料进行预混，在熔融挤出时使汽提剂中的乙醇与热塑性弹性体熔融状态下的膏状体混合均匀，乙醇从膏状体内呈气泡逸出，过程中使膏体内部含带的小分子有机物溶入气泡内，随气泡排除膏状体外，进而降低膏状体中VOC的量，挤出冷却后得到低VOC产品。但是，其不足之处为在实际生产过程中，低沸点有机物在加入螺杆瞬间，因快速气化，通常在进入物料与高沸点有机物形成均相体系之前，即从筒体中的排气口损失，即使无排气口，气体漂浮于物料表面难以进入内部与高沸点有机物结合，因此低沸点物质的作用效率实际很低，实际脱除VOC及降低气味的效果也是非常有限。

专利CN105367987A从工艺上解决问题，通过高真空、高热风循环系统，对制造过程中和造粒后的粒子进行挥脱，制备低散发低气味的热塑性弹性体材料，但局限性在于只能挥脱出材料已经形成的小分子物质，不能从更彻底的解决材料内部无法挥脱出的小分子物质，且高热风循环过程耗时较长、效率较低、耗能较大，从而降低气味和VOC达不到理想状态。

不论是橡胶材料还是塑料材料，包括目前新型材料热塑性弹性体材料，都存在气味以及VOC的问题，主要来源有以下几个方面：

一是材料本身含有低分子物质，具有一定的气味性和VOC；

二是在经历热、剪切等作用，材料会再次产生气味性物质和VOC；

三是材料配方复杂，化学反应过程多，产生低分子气味性物质和VOC的几率大且难以避免，且随着各个汽车厂及其他厂家的要求逐步提升，材料的气味性和VOC已经不能满足现有要求。

因此，为满足市场需求，解决现有技术降低气味和VOC的效率低、共沸剂作用效率低、弹性体制备及改进过程中材料的氧化降解气味的几大问题，提供一种能够深度且高效的对气味和VOC处理的共沸剂，以获得低气味、低VOC的热塑性硫化胶具有尤为必要。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种共沸剂发生体系及热塑性硫化胶，该共沸剂发生体系包括碳酸盐和弱酸，所述弱酸的酸度大于碳酸的酸度；热塑性硫化胶(TPV)，包括组分A和共沸剂发生体系，组分A包括EPDM橡胶、聚丙烯、填料、增塑剂、润滑剂、抗氧剂、硫化剂；共沸剂发生体系占组分A质量百分比为1-10％。本发明得到的热塑性硫化胶，其性能达到国际同类产品水准，与行业最领先技术对比，气味性优势超过0.5级以上，VOC数据整体处于优势地位，因为气味及VOC方面的优势，使其在整个车用材料行业的一致认可和好评，大大提升了热塑性弹性体的使用空间，使市场的应用量得以扩展。

本发明的技术方案如下：

一种共沸剂发生体系，包括碳酸盐和弱酸，所述弱酸的酸度大于碳酸的酸度；碳酸盐与弱酸的摩尔比为1:0.2-2。

优选的，所述弱酸为包括但不限于醋酸、柠檬酸中的一种或两种组合。

优选的，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钙、碳酸铵中的一种或多种组合。

一种热塑性硫化胶(TPV)，包括组分A和共沸剂发生体系，组分A包括下述重量份数的原料：

EPDM橡胶中以EPDM计15-50份、聚丙烯5-30份、填料1-45份、增塑剂5-40份、润滑剂0.01-0.08份、抗氧剂0.015-0.08份、硫化剂0.5-5份、促进剂0.01-0.18、助硫化剂0.01-0.5；

共沸剂发生体系占组分A质量百分比为1-10％。

优选的，所述共沸剂发生体系占组分A质量百分比为3-5％。

优选的，所述EPDM包括但不限于为上海中石化3092PM、美国陶氏3720P、美国陶氏4770R、韩国锦湖KFP330、韩国锦湖4640E(含75phr石蜡油)、埃克森美孚3666(含75phr石蜡油)、阿朗新科5467C(含75phr石蜡油)、沙比克626中的一种或多种；所述EPDM弹性体为第三单体摩尔含量≤10％的EPDM弹性体。

优选的，所述聚丙烯(PP)为均聚聚丙烯、嵌段共聚丙烯、无规共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯中的一种或多种组合。

优选的，所述聚丙烯(PP)包括但不限于燕山石化K7726H、燕山石化K7100、燕山石化5606、巴塞尔HP500D、巴塞尔HP400H、燕山石化4220、上海石化8003、台塑B1101中的一种或多种组合。

优选的，所述填料包括但不限于滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、云母粉、蒙脱土、硫酸钡中的一种或多种组合。

优选的，所述增塑剂为石蜡油、环烷油中的一种或多种组合。

优选的，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、硅氧烷

优选的，所述抗氧剂为受阻胺或受阻酚类主抗氧剂中至少一种和亚磷酸酯类辅抗氧剂的混合物。

优选的，所述受阻胺抗氧剂为N,N′-1,3-亚丙基二[3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺](1019)、N-苯基苯胺与2,4,4-三甲基戊烯(5075)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(622)中的至少一种；

受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(1024)、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(3114)中的至少一种；

所述亚磷酸酯类辅抗氧剂为双(2.6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(636)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(DSTP)、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(626)、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(168)、双(2.6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(636)中至少一种；

优选的，所述硫化剂包括但不限于酚醛树脂硫化剂或过氧化物硫化剂。

优选的，所述酚醛树脂硫化剂为美国圣莱科特的硫化树脂SP1045；所述过氧化物硫化剂为二叔丁基过氧化二异丙基苯(BPIB)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双二五)、二叔丁基过氧化物(DTBP)中一种或多种组合。

优选的，当采用酚醛树脂硫化剂时，促进剂为含卤素无机盐；当采用过氧化物硫化剂时，助硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)、三羟甲基烷三四基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)中一种或多种组合。

优选的，所述含卤素无机盐为氯化亚锡或氯化亚铁。

优选的，上述热塑性硫化胶(TPV)，制备方法为：

(1)制备共沸剂发生体系：将碳酸盐与较碳酸稍强的酸按照3：2的摩尔比进行共混；

(2)将EPDM橡胶破碎成颗粒，按重量份称取EPDM橡胶颗粒、聚丙烯(PP)、抗氧剂、润滑剂、增塑剂、填料在密炼机中混炼至增塑剂被橡胶充分吸收、PP充分熔化后，排料得到共混胶块，待共混胶块冷却后，采用破碎机破碎成8mm以下的颗粒，得到橡塑共混物颗粒；

(3)将步骤(2)所得的橡塑共混物颗粒与硫化剂、促进剂、助硫化剂在高速搅拌机中混合均匀，通过失重秤按设定产量加入长径比大于56:1的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速设定300-800rpm；

在双螺杆挤出机的第四-八节筒体处设有侧喂料挤出机，通过失重称向侧喂料挤出机中按设定配方比例匀速喂入共沸剂发生体系，共沸剂发生体系通过侧喂料挤出机喂入双螺杆挤出机中，最终通过模头挤出造粒，得到低气味、低VOC热塑性硫化胶TPV。

优选的，在步骤(3)中，双螺杆挤出机的螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区100℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区160℃，六区160℃，七区160℃，八区190℃，九区190℃，十区200℃，十一区200℃，十二区200℃(真空段)，十三区200℃，十四区200℃，模头180℃。

在步骤(3)中，双螺杆挤出机第四—八节筒体处用侧向喂料的方式加入共沸剂发生体系，通过温度控制，在双螺杆挤出机的第十节筒体开始为共沸剂发生体系的反应段，第十筒节螺杆元件采用ZME(齿形元件)，对物料进行快速多次分流-混合交替作用，快速分散共沸剂发生体系反应产生的共沸剂(水和二氧化碳)，使共沸剂迅速在TPV熔体内均匀分布同时，能够有效避免产生返流损失；同时通过螺杆原件的作用，能够使TPV动态硫化过程中产生的气味气体与共沸剂充分的均匀混合，使得共沸剂在逃逸时能够最大限度的携带挥发性有机物气体而提高对挥发性有机物气体的脱除效率。随后在第十二节真空口位置采用深槽大导程螺纹至小导程螺纹的排列组合，真空口下游采用较强压缩的组合，建立大的压力，提升共沸剂在TPV熔体中的溶解度，同时以输送元件(螺纹)为主的组合可以实现低的剪切生热，有效降低材料加工过程中的降解，同时第十二节筒体真空口连接水环真空泵，共沸剂与TPV制备过程中产生的沸点较高的副产物已与共沸剂作用生成与共沸剂共沸点混合物，与共沸剂一起在真空泵的负压作用下充分脱除，制得低气味、低VOC的热塑性硫化胶TPV。

本发明提供的TPV，可以应用于汽车内饰件、仪表板、蒙皮、汽车密封条、家电产品、卫浴产品、医疗产品等多个领域，能够解决汽车、家电等行业对材料低散发性的要求，全面实现高品质、低散发性材料的解决方案，为企业创造更高的效益，增加市场竞争力。经过本项目的研究，产品已经实现产业化，生产的低散发性热塑性弹性体材料主要应用于汽车密封条、汽车内饰产品，目前已经实现产量6300余吨。从产品成本分析结果来看，本项目减少了后续脱出工序，成本降低323.5元/吨，项目产品具有很大的价格优势。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明中，采用碳酸盐和弱酸制备的共沸剂发生体系，其化学温度高于TPV原材料熔融温度，应用于该热塑性弹性体(TPV)的制备中时，所有原料全部熔融之后，共沸剂发生体系才发生化学反应产生低沸点共沸剂(即水和二氧化碳)，低沸点共沸剂与TPV原料中的高沸点挥发性有机物混合，形成沸点低于高沸点挥发性物质的混合物，随后通过双螺杆挤出机中的真空负压将混合物气化脱除，具有脱除效率高的优点。

2、本发明中，通过快速分流混合的螺杆组合快速分散共沸剂发生体系，以及通过高建压提升共沸剂溶解度双螺杆组合技术，在采用双螺杆挤出机的共混挤出过程中，大幅提升了共沸剂的作用效率，有效脱除原料熔融反应过程中的气味和低分子物质；同时通过高分散低剪切生热的螺杆组合有效降低原料加工过程中的降解，开发出低气味、低VOC塑性弹性体材料。

3、通过优选低散发性原材料，即选择了低散发性原材料、又解决了共混、交联等产生相互影响的问题。

4、通过将碳酸盐与酸度大于碳酸的弱酸按照一定比例复配，制得共沸剂发生体系，共沸反应发生在弹性体的物料温度升到两种物质的反应温度以上时，共沸剂发生体系发生化学反应生成低沸点物质，使共沸反应发生在弹性体熔融之后，产生的低沸点物质被熔体包裹从而使挥发性损失大幅降低。

5、本发明中，使用自主开发的可控共沸剂发生体系，结合高速分流混合的和提升共沸剂溶解度的螺杆组合，使共沸剂作用效率大幅提升，大幅度脱出气味性物质和VOC物质；通过对温度螺杆温度的控制优化、抗氧剂筛选、加工次数控制，总结出抑制降解的多种方案。

6、本发明提供的热塑性弹性体(TPV)，其性能达到国际同类产品水准，与行业最领先技术对比，气味性优势超过0.5级以上，VOC数据整体处于优势地位，因为气味及VOC方面的优势，使其在整个车用材料行业的一致认可和好评，大大提升了热塑性弹性体的使用空间，使市场的应用量得以扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第十节筒体内螺杆元件的ZME结构。

图2为共沸剂发生段及下游螺杆组合。

图3为组合1深槽大输送螺纹元件。

图4为组合2普通大输送螺纹元件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

步骤一：制备共沸剂发生体系，将碳酸钠与柠檬酸按照1:0.5摩尔比的比例进行共混；

步骤二：将EPDM 3092PM橡胶进行破碎成颗粒，按重量份称取橡胶颗粒45份、PP4220 8份、抗氧剂1019 0.02份、抗氧剂636 0.02份、润滑剂芥酸酰胺0.015份、填料纳米级滑石粉20份，加入高速搅拌机进行混合原料；

步骤三：将步骤二所得的混合原料加入到双螺杆挤出机中进行造粒，在混合原料熔融后，将增塑剂石蜡油通过油泵或计量秤加入到双螺杆挤出机中与已熔融的混合原料混合，得到半成品母粒；螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区180℃，二区190℃，三区190℃，四区190℃，五区190℃，六区200℃，七区200℃，八区200℃，九区200℃，十区200℃，十一区200℃，十二段200℃、十三区200℃、十四区200℃、机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分；

步骤四：将步骤三所得的混合物加入硫化剂、促进剂、助硫化剂添加至高速搅拌机得到混合物，后加入到双螺杆挤出机中进行动态硫化进行挤出造粒，在双螺杆挤出机第五节筒体处用侧向喂料加入共沸剂基材通过快速分流混合的螺杆组合(大导程的螺纹块SK型螺纹+下游密炼转子捏炼型)快速分散共混剂，共沸剂发生段采用ZME(齿形元件)(图1)，下游通过螺纹导程缩小快速压缩物料的组合将物料快速多次分散共沸剂(图2)，真空位置采用深槽大导程螺纹至小导程螺纹的排列组合、下游采用较强压缩的组合(图3)，提升共沸剂溶解度、实现高分散低剪切生热，从而有效降低材料加工过程中的降解即得到绿色低气味低VOC热塑性弹性体。螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区100℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区160℃，六区160℃，七区160℃，八区190℃，九区190℃，十区200℃，十一区200℃，十二区200℃(真空段)，十三区200℃，十四区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

实施例2

与实施例1不同为，填料为硅灰石20份。

实施例3

与实施例2不同为步骤三中PP为K7726H。

实施例4

与实施例2不同为步骤二中抗氧剂为1010 0.02份、抗氧剂168 0.02份。

实施例5

与实施例1不同为步骤一将碳酸钠与柠檬酸按照1:0.8摩尔比进行共混。

实施例6

与实施例1不同为步骤四中在双螺杆挤出机第六节筒体处用侧向喂料加入共沸剂发生体系。

实施例7

与实施例1不同为第十筒节共沸剂发生段未采用ZME(齿形元件)、下游未通过螺纹导程(图2)缩小快速压缩物料的组合将物料快速多次分散共沸剂。

实施例8

与实施例1不同为真空位置及下游位置采用图4组合2普通大输送螺纹原件组合。

对比例1与实施例2不同为增塑剂为环烷油。

对比例2与实施例2不同为步骤三中PP为HP500D。

对比例3与实施例1不同为步骤一将碳酸钠与醋酸按照1:0.8摩尔比进行共混；

对比例4与实施例1不同为不使用共沸剂发生体系，采用普通共沸剂，步骤如下:

步骤一：将EPDM 3092PM橡胶进行破碎成颗粒，按重量份称取橡胶颗粒45份、PP4220 8份、抗氧剂1019 0.1份、抗氧剂636 0.1份、润滑剂芥酸酰胺0.1份、填料硅灰石20份，加入高速搅拌机进行混合原料。

步骤二：将步骤一所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行造粒，同时将增塑剂通过油泵或计量秤加入到双螺杆挤出机中与已熔融的物料混合，得到半成品母粒。螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区180℃，二区190℃，三区190℃，四区190℃，五区190℃，六区200℃，七区200℃，八区200℃，九区200℃，十区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

步骤三：将步骤二所得的混合物加入硫化剂、促进剂、助硫化剂、共沸剂加至高速搅拌机得到混合物，后加入到双螺杆挤出机中进行动态硫化进行挤出造粒，螺杆组合与实施例1相同。螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区100℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区160℃，六区160℃，七区160℃，八区190℃，九区190℃，十区200℃，十一区200℃，十二区200℃(真空段)，十三区200℃，十四区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

对比例5与实施例1不同为不使用共沸剂发生体系，使用多孔硅酸钙/石墨烯复合材料。

步骤一：将EPDM 3092PM橡胶进行破碎成颗粒，按重量份称取橡胶颗粒45份、PP4220 8份、抗氧剂1019 0.1份、抗氧剂636 0.1份、润滑剂芥酸酰胺0.1份、填料硅灰石20份，加入高速搅拌机进行混合原料。

步骤二：将步骤一所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行造粒，同时将增塑剂通过油泵或计量秤加入到双螺杆挤出机中与已熔融的物料混合，得到半成品母粒。螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区180℃，二区190℃，三区190℃，四区190℃，五区190℃，六区200℃，七区200℃，八区200℃，九区200℃，十区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

步骤三：将步骤二所得的混合物加入硫化剂、促进剂、助硫化剂、多孔硅酸钙/石墨烯复合材料加至高速搅拌机得到混合物，后加入到双螺杆挤出机中进行动态硫化进行挤出造粒，螺杆组合与实施例1相同。螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区100℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区160℃，六区160℃，七区160℃，八区190℃，九区190℃，十区200℃，十一区200℃，十二区200℃(真空段)，十三区200℃，十四区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

对比例6与实施例1不同为步骤三中在双螺杆挤出机第四节筒体处用侧向喂料加入共沸剂发生体系。

对比例7与实施例7不同为共沸剂发生段采用ZME(齿形元件)、下游未通过螺纹导程缩小快速压缩物料的组合将物料快速多次分散共沸剂。

对比例8与实施例8不同为真空位置未采用大导程螺纹至小导程螺纹、下游采用较强压缩的组合。

对比例9与实施例1不同为步骤四中加工工程各温区温度为一区150℃，二区160℃，三区180℃，四区180℃，五区190℃，六区190℃，七区190℃，八区190℃，九区190℃，十区200℃，十一区200℃，十二区200℃(真空段)，十三区200℃，十四区200℃，机头180℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。

实验例结果分析

将实验例完成的样品分别进行性能，评价方式及实行标准如下：

1、气味评估按照Q/JLY J7110538D-2018进行评估，评估标准如表1：

2、VOC测试标准根据Q/JLY J7110274C-2016进行评估，结果见表2。

表1气味评价标准

表2实施例与对比例VOC测试结果如下

根据表2可得：通过对比实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，可总结为填料、PP、抗氧剂等原材料的选择对热塑性弹性体的气味和VOC油比较明显的影响，比如实施例1和实施例2，填料选择纳米级滑石粉气味和VOC都能优于硅灰石，因纳米级滑石粉比表面积大且带有微孔，在双螺杆挤出机中共混过程中，产生的小分子物质容易从滑石粉表面析出。

通过对比实施例5、对比例4、对比例5，共沸剂原位发生剂降低气味和VOC的效果要优于普通直接添加的共沸剂，更优于多孔碳酸钙/石墨烯复合材料，且对比实施例1、实施例5、对比例3，酸的种类和重量比也对气味和VOC的影响起到一定作用，碳酸盐与柠檬酸按照1：0.8重量份的比例进行共混时效果最佳。

通过对比实施例6、实施例7、实施例8、对比例6、对比例7、对比例8、对比例9，要达到最好的降低气味和VOC的目标，共沸剂原位发生剂的加入机筒位置、位置及下游螺杆组合、共沸剂原位发生剂反应段及下游组合、真空段及下游螺杆组合和加工温度缺一不可，在双螺杆挤出机第五节筒体处用侧向喂料加入共沸剂基材，采用SK型大导程螺纹，加快输送和降低剪切，同时温度设定仅稍高于弹性体熔融温度(如160℃左右)，抑制共沸剂自生产生体系，使共沸剂发生体系与热塑性弹性体先共混分散，但不反应产生共沸剂。

一般将共沸剂发生体系加入弹性体熔体后经历8D～12D捏炼后(即2～3区的4D筒体)，螺杆温度设定至共沸剂发生体系化学反应温度以上，发生剂发生化学反应产生水和二氧化碳共沸剂，发生段采用ZME分布混合，ZME将物料进行快速多次分流-再泡合，将共沸剂、挥发性有机物及熔体快速混合均匀，形成均向体系。共沸剂发生段下游，待共沸剂已与挥发性有机物、共沸剂和弹性体熔体已混合均匀后，开始采用大导程至小导程的压缩组合，提高共沸剂在弹性体熔体中的溶解度，使共沸剂溶解于熔体中，不致于返流到共发生剂加入口或自然排气口上挥发损失，使共沸剂可以进一步与后段新生产的低分子物形成共沸体系；

真空口处采用深糟大导程螺纹如图3，此处物料充满度低，压力突变骤减，熔体中的挥发性有机物和共沸剂形成的均相体系快速气化，与弹性体熔体充分分离；经真空后负压进行强行抽出，下游压缩段快速压缩，熔体被充分压缩，已与熔体分离的残留挥发物难以再次进入物料体内部，返回真空口继续脱出，从而进一步降低气味和VOC。

本发明提供了一套全新的技术路线和并对技术路线中的工艺条件进行设置，有效提高共沸剂的作用效率，使共沸剂的性能充分发挥，达到高效降低TPV中VOC和气味的效果，同时通过优化螺杆组合(图1-图4)和工艺，能够最大程度减小氧化降解产生的醛类等低分子有机物。

尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种热塑性硫化胶，其特征在于：包括组分A和共沸剂发生体系，组分A包括下述重量份数的原料：

EPDM橡胶中以EPDM计15-50份、聚丙烯5-30份、填料1-45份、增塑剂5-40份、润滑剂0.01-0.08份、抗氧剂0.015-0.08份、硫化剂0.5-5份、促进剂0.01-0.18、助硫化剂0.01-0.5；

所述共沸剂发生体系包括碳酸盐和弱酸，所述弱酸为醋酸、柠檬酸中的一种或两种组合；

共沸剂发生体系占组分A质量百分比为3-5％；

所述热塑性硫化胶的制备方法为：

(1)制备共沸剂发生体系：将碳酸盐与弱酸按照3：2的摩尔比进行共混；

(2)将EPDM橡胶破碎成颗粒，按重量份称取EPDM橡胶颗粒、聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、增塑剂、填料在密炼机中混炼至增塑剂被橡胶充分吸收、PP充分熔化后，排料得到共混胶块，待共混胶块冷却后，采用破碎机破碎成8mm以下的颗粒，得到橡塑共混物颗粒；

(3)将步骤(2)所得的橡塑共混物颗粒与硫化剂、促进剂、助硫化剂在高速搅拌机中混合均匀，通过失重秤按设定产量加入长径比大于56:1的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速设定300-800rpm；

在双螺杆挤出机的第四-八节筒体处设有侧喂料挤出机，通过失重称向侧喂料挤出机中按设定配方比例匀速喂入共沸剂发生体系，共沸剂发生体系通过侧喂料挤出机喂入双螺杆挤出机中，最终通过模头挤出造粒，得到低气味、低VOC热塑性硫化胶TPV。

2.如权利要求1所述的一种热塑性硫化胶，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钙、碳酸铵中的一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的热塑性硫化胶，其特征在于：所述EPDM橡胶为第三单体摩尔含量≤10％的EPDM橡胶；所述EPDM橡胶为上海中石化3092PM、美国陶氏3720P、美国陶氏4770R、韩国锦湖KFP330、韩国锦湖4640E、埃克森美孚3666、阿朗新科5467C、沙比克626中的一种或多种；

聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚丙烯、无规共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯中的一种或多种组合；

所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、云母粉、蒙脱土、硫酸钡中的一种或多种组合；

所述增塑剂为石蜡油、环烷油中的一种或多种组合；

所述抗氧剂为受阻胺或受阻酚类主抗氧剂中至少一种和亚磷酸酯类辅抗氧剂的混合物；所述硫化剂为酚醛树脂硫化剂或过氧化物硫化剂。

4. 如权利要求3所述的热塑性硫化胶，其特征在于，所述聚丙烯为燕山石化K7726H、燕山石化K7100、燕山石化5606、巴塞尔HP500D、巴塞尔HP400H、燕山石化4220、上海石化8003、台塑B 1101中的一种或多种组合；受阻胺抗氧剂为N,N'-1,3-亚丙基二[3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]、N-苯基苯胺与2,4,4-三甲基戊烯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基- 1-哌啶乙醇)酯中的至少一种；

受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸中的至少一种；

所述亚磷酸酯类辅抗氧剂为双(2.6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯(DSTP)、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2.6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中至少一种；

所述酚醛树脂硫化剂为美国圣莱科特的硫化树脂SP 1045；

所述过氧化物硫化剂为二叔丁基过氧化二异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、二叔丁基过氧化物中一种或多种组合。

5.如权利要求4所述的热塑性硫化胶，其特征在于，当采用酚醛树脂硫化剂时，促进剂为含卤素无机盐；当采用过氧化物硫化剂时，助硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、三羟甲基烷三四基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯中一种或多种组合。

6.如权利要求5所述的热塑性硫化胶，其特征在于，所述含卤素无机盐为氯化亚锡或氯化亚铁。

7. 如权利要求1所述的热塑性硫化胶，其特征在于，在步骤(3)中，双螺杆挤出机的螺杆各区温度为双螺杆动态硫化时各区温度：一区50-100℃，二区120-160℃，三区140-170℃，四区140-170℃，五区140-170℃，六区140-170℃，七区140-170℃，八区180-190℃，九区180-190℃，十区190-230℃，十一区190-230℃，十二区-真空190-230℃，十三区190-230℃，十四区190-230℃，换网器180-200℃，机头170-200℃。