Sebs橡膠組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種SEBS橡膠組合物及其制備方法。該SEBS橡膠組合物按重量百分比包括如下組分：SEBS24～32%；PPO5～9%；C9樹(shù)脂1.3～3%；PP4～12%；橡膠填充油24～40%；填料25～35%；其它助劑0.2～1.0%。本發(fā)明以SEBS為基體材料，通過(guò)SEBS、PPO、橡膠填充油及C9樹(shù)脂的相互作用，實(shí)現(xiàn)橡膠組合物的相容性及耐熱性能顯著增加；且使得橡膠組合物具有優(yōu)異的高溫壓縮永久變形性能。同時(shí)該制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于操作和控制，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】SEBS橡膠組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種SEBS橡膠組合物及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]熱塑性彈性體氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)是結(jié)構(gòu)為聚苯乙烯(S)-聚乙烯(E)/聚丁烯(B)-聚苯乙烯⑶的三嵌段共聚物。三嵌段構(gòu)型的SEBS的基本性能特征為:在常溫下聚苯乙烯嵌段硬而強(qiáng)，與中間的彈性體嵌段不相容，呈相分離狀態(tài)，聚苯乙烯嵌段通過(guò)范德華力作用相成相區(qū)，分散于彈性基體相中，并與彈性體嵌段形成物理交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，這種以彈性鏈段為連續(xù)相，聚苯乙烯嵌段為分散相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予了 SEBS與傳統(tǒng)硫化橡膠相似的彈性體性能。目前SEBS中彈性體嵌段已經(jīng)完全氫化，使其具有優(yōu)異的耐候性，對(duì)臭氧、紫外線、電弧有良好的耐受性、耐低溫性等特點(diǎn)。由于SEBS優(yōu)良的橡膠彈性、耐候性、耐低溫型以及環(huán)保性能等，使得SEBS作為相互體材料在許多領(lǐng)域得以應(yīng)用，如家用電器、體育用品、汽車材料、醫(yī)療器械、建筑業(yè)等。
[0003]然而，由于SEBS是以硬段聚苯乙烯(PS)作為物理交聯(lián)點(diǎn)來(lái)提供體系的彈性恢復(fù)特征和力學(xué)性能，因此，與傳統(tǒng)的硫化橡膠相比，這類彈性體的壓縮永久形變、耐熱性等相對(duì)較差，由于其使用溫度上限為PS嵌段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所以在較高溫度下這類彈性體的壓縮永久形變性能變得很差。
[0004]聚苯醚(PPO)作為一種耐高溫的工程塑料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為220°C之間，且安全無(wú)毒。PPO與PS之間具有良好的相容性，但PPO的加工溫度高，加工溫度一般需達(dá)到250-270°C, SEBS加工溫度一般在200°C~230°C之間，直接把PPO加入到SEBS材料中，通過(guò)共混擠出，會(huì)導(dǎo)致PPO熔解不完全，達(dá)不到最佳的改性效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高耐熱、低壓縮永久形變的SEBS橡膠組合物，已解決現(xiàn)有技術(shù)中SEBS材料耐高溫性能差、永久壓縮變形大的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于操作和控制的SEBS橡膠組合物的制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的， 本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種SEBS橡膠組合物，按照重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:
[0009]SEBS24 ~ 32 %;
PPO5~9 %;
C9 樹(shù)脂1.3-3%;
PP4~12%;
橡膠填充油24 ~ 40 %;
填料25 ~ 35 %;
其它助劑0.2~1.0%。
[0010]以及，一種SEBS橡膠組合物的制備方法，包括如下步驟:
[0011]按上述SEBS橡膠組合物的配方稱取各組分；
[0012]將PPO、C9樹(shù)脂混料處理，后擠出、造粒，得PPO母粒；
[0013]將橡膠填充油與SEBS混合、靜置，得SEBS溶脹體；
[0014]將PPO母粒、SEBS溶脹體、PP及其它助劑混合攪拌，后加入填料繼續(xù)混合，在210°C~240°C溫度下擠出、造粒，得上述SEBS橡膠組合物。
[0015]上述SEBS橡膠組合物具有優(yōu)異的耐熱性和低壓縮永久形變特性，具體的其通過(guò)使用SEBS作為基體材料，并與聚丙烯協(xié)同作用，使得SEBS橡膠組合物的力學(xué)性能與耐候性得到提升；通過(guò)SEBS、ΡΡ0、橡膠填充油及C9樹(shù)脂的相互作用，實(shí)現(xiàn)橡膠組合物的相容性及耐熱性能顯著增加，且使得橡膠組合物的低壓縮永久形變性能優(yōu)異。
[0016]上述SEBS橡膠組合物的制備方法，采用先分段混合再共混的方式將各組分熔融擠出，增強(qiáng)各組分的分散性，使得制備的SEBS橡膠組合物性能穩(wěn)定。同時(shí)該方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于操作和控制，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例SEBS橡膠組合物制備方法的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供一種SEBS橡膠組合物。該SEBS橡膠組合物，按重量百分比包括如下組分:
[0020]SEBS24-32%;
PPO5~9 %;
C9 樹(shù)脂1.3-3%;
PP4~12 %;
橡膠填充油24~40%;
填料25 -35 %;
其它助劑0.2~1.0 %。
[0021]具體地，上述SEBS橡膠組合物以SEBS為基體材料，這是因?yàn)镾EBS在常溫下具有橡膠的高彈性，在高溫下 具有塑料的流動(dòng)性。SEBS為三嵌段構(gòu)型，即其兩端為聚苯乙烯硬塑性嵌段PS，中間為乙烯-丁烯柔性嵌段EB，且PS與EB發(fā)生交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但硬塑性嵌段PS與柔性嵌段EB不相容而產(chǎn)生兩相結(jié)構(gòu)。在加工成型過(guò)程中，溫度高，PS相的交聯(lián)點(diǎn)遭到破壞，材料的各項(xiàng)性能迅速下降。由此，為擴(kuò)大以SEBS為基體的橡膠組合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高其綜合性能，作為優(yōu)選實(shí)施例，上述SEBS的分子量?jī)?yōu)選為數(shù)均240000~400000。這樣，SEBS的高分子量，不僅可以提高其力學(xué)性能，且有效防止因交聯(lián)點(diǎn)的破壞導(dǎo)致SEBS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的解離。
[0022]由上所述，SEBS中的PS相不耐高溫，導(dǎo)致SEBS材料耐熱性差，由此，在SEBS基體中添加耐高溫的ΡΡ0，可改善SEBS材料的耐高溫性能。但PPO的加工溫度高，一般需達(dá)到250-270°C, SEBS加工溫度一般在200°C~230°C之間，直接把PPO加入到SEBS材料中，通過(guò)共混擠出，會(huì)導(dǎo)致PPO熔解不完全，進(jìn)一步使得PPO在SEBS相中分散性能差，達(dá)不到最佳的改性效果。因此，上述SEBS橡膠組合中添加C9樹(shù)脂，這是因?yàn)镃9樹(shù)脂與PPO相容后可降低其加工溫度，使得PPO在SEBS中熔解完全。作為優(yōu)選實(shí)施例，C9樹(shù)脂優(yōu)選為石油基芳香樹(shù)脂，其熔點(diǎn)為120°C~160°C。石油基芳香樹(shù)脂為低聚物，其分子量低、混溶性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)，且其熔點(diǎn)低，在較低的溫度下就可與PPO熔解，而石油基芳香樹(shù)脂與SEBS具有良好的相容性，從而實(shí)現(xiàn)在相對(duì)較低的加工溫度下，PPO在SEBS中熔解完全。
[0023]進(jìn)一步地，為更好的實(shí)現(xiàn)PPO與C9樹(shù)脂的相容性，上述PPO呈粉末狀，且其分子量為數(shù)均30000~350000，以便更好的分散于C9樹(shù)脂中。另外，由于SEBS是以硬塑性嵌段PS作為物理交聯(lián)點(diǎn)來(lái)提供體系的彈性及力學(xué)性能，因此，與傳統(tǒng)的硫化橡膠相比，這類SEBS材料的壓縮永久形變差。通過(guò)添加ΡΡ0，高溫下，PPO與SEBS中的PS相互容，提高了SEBS嵌段共聚物中PS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使SEBS橡膠組合物的壓縮永久形變得到明顯的改善。
[0024]為改善SEBS的柔軟性、彈性且增大SEBS在加工過(guò)程中的流動(dòng)性，上述SEBS中添加橡膠填充油。作為優(yōu)選實(shí)施例，該橡膠填充油為環(huán)烷烴橡膠油或石蠟基橡膠油，其具有適宜的芳烴含量和高環(huán)烷烴含量，能夠大量填充在SEBS中，從而與SEBS形成均勻的溶脹體，保證了加工過(guò)程的流動(dòng)性。在具體實(shí)施例中，該橡膠填充油為石蠟油。
[0025]進(jìn)一步地，為防止在改善SEBS橡膠組合物的耐高溫性能及壓縮永久形變性能的同時(shí)，其力學(xué)性能會(huì)降低，且為提高加工時(shí)組合物的流動(dòng)性，上述SEBS橡膠組合物中加入PP。優(yōu)選地，PP為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，且其熔融指數(shù)為0.5~12g/10min(230°C /2.16KG)。在具體實(shí)施例中，PP為均聚聚丙烯，這是因?yàn)榫劬郾﹥H以丙烯為單體，結(jié)晶度高，使其耐高溫性及硬度比共聚聚丙烯優(yōu)異。
[0026]為進(jìn)一步改善SEBS材料的力學(xué)及熱力學(xué)性能，同時(shí)由于填料成本低，在工業(yè)化生產(chǎn)本實(shí)施例的SEBS橡膠組合物時(shí)更經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠，上述SEBS橡膠組合物中添加填料。作為優(yōu)選實(shí)施例，該填料優(yōu)選為天然層狀鈉基硅酸鹽、空心玻璃微珠、碳酸鈣、滑石粉的一種或兩種以上的混合物，且該填料應(yīng)為無(wú)表面處理的填料。這是因?yàn)榻?jīng)表面處理后的填料在空氣中易氧化老化，導(dǎo)致SEBS橡膠組 合物不穩(wěn)定，降低其良品率。在具體實(shí)施例中，該填料選為碳酸鈣。
[0027]另外，為防止本發(fā)明實(shí)施例的SEBS橡膠組合物各組分在加工過(guò)程中高溫下發(fā)生氧化、老化或降解造成材料內(nèi)部缺陷，上述SEBS橡膠組合物中添加抗氧劑和熱穩(wěn)定劑，同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)加入成核劑在混合熔融階段得到小且均勻的PP球晶，有助于提高PP成核速率及SEBS橡膠組合物的質(zhì)量。
[0028]具體地，上述其它助劑按照重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:
[0029]抗氧劑0.05 ~0.3% ；
[0030]成核劑0.1 ~0.3% ；
[0031]熱穩(wěn)定劑O~0.5%。
[0032]其中，上述抗氧劑均來(lái)源于市售，如抗氧劑1010、抗氧劑168等，熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鋇等產(chǎn)品，成核劑為山梨醇衍生物或有機(jī)磷酸鹽產(chǎn)品。
[0033]上述SEBS橡膠組合物，通過(guò)以SEBS作為基體材料，并與聚丙烯及填料協(xié)同作用，使得橡膠組合物的力學(xué)性能與耐候性得到提升。同時(shí)，先通過(guò)PPO與C9樹(shù)脂互溶，降低PPO的加工溫度；并將橡膠填充油與SEBS混合，得到彈性及柔性佳的SEBS溶脹體，再將PP0-C9混合物與與SEBS溶脹體相容，不僅使得加工過(guò)程中PPO完全熔解于SEBS中，改善SEBS橡膠組合物的相容性及耐熱性能，且使得橡膠組合物的低壓縮永久形變性能優(yōu)異。
[0034]相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供上述SEBS橡膠組合物的制備方法，其工藝流程如圖1所示。該方法包括以下步驟:
[0035]S01.按上述SEBS橡膠組合物的配方稱取各組分；
[0036]S02.將PPO、C9樹(shù)脂混料處理，后擠出、造粒，得PPO母粒；
[0037]S03.將橡膠填充油與SEBS混合、靜置，得SEBS溶脹體；
[0038]S04.將PPO母粒、SEBS溶脹體、PP及其它助劑混合攪拌，后加入填料繼續(xù)混合，在210°C~240°C溫度下擠出、造粒，得上述SEBS橡膠組合物。
[0039]上述步驟S02中，為提高PPO與C9樹(shù)脂相容性，混料處理在高速混合器中進(jìn)行。
[0040]上述步驟S03中，為提高SEBS的PS相在組合物中的分散性，先將橡膠填充油與SEBS混合，并靜置I~4小時(shí)，使橡膠油被SEBS充分的吸收。
[0041]上述步驟S04中，先將PPO母粒、SEBS溶脹體、PP及其它助劑混合攪拌5~15分鐘，使有機(jī)組分充分相容分散，后再加入無(wú)機(jī)填料并在高速混合器中混合3~10分鐘，得混合物料；之后，將混合物料加入擠出機(jī)中，在210°C~240°C溫度下擠出、造粒，得上述SEBS橡膠組合物。
[0042]其中，上述步驟中使用的擠出機(jī)只要能實(shí)現(xiàn)擠出、造粒的功能，其種類在此不加以限定。同時(shí)，上述步驟所使用的混合器只要能使PPO與C9樹(shù)脂均勻混合，其種類也不加以限定。
[0043]上述SEBS橡膠組合物的制備方法，采用先分段混合再共混的方式將各組分熔融擠出，增強(qiáng)各組分的分散性，使得制備的SEBS橡膠組合物性能穩(wěn)定。同時(shí)該制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于操作和控制，且生產(chǎn)的良品率高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0044]現(xiàn)以SEBS橡膠組合物的配方及其制備方法為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。其中，下述各實(shí)施例與對(duì)比例所 涉及的SEBS數(shù)均分子量為240000 ；ΡΡ0重均分子量或數(shù)均分子量為30000 ；PP為均居聚丙烯PPH，熔融指數(shù)為0.5g/10min(230°C /2.16KG);橡膠填充油為韓國(guó)雙龍150N ;抗氧劑為1010及168的混合物；成核劑為Millad3905 ;熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅。
[0045]實(shí)施例1~5
[0046]實(shí)施例1~5中各SEBS橡膠組合物按重量百分比的具體組分見(jiàn)下表1。
[0047]上述實(shí)施例1~5中各SEBS橡膠組合物的制備方法相同，均包括以下步驟:
[0048]S1.將上述實(shí)施例1~5中各SEBS橡膠組合物的全部組分分別按表1中的具體比例稱取各組分；
[0049]S2.將稱取的PPO與C9樹(shù)脂加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻，后送入雙螺桿擠出機(jī)中在260°C溫度下共混、擠出、造粒，得到PPO母粒；
[0050]S3.將稱取的橡膠填充油加入到高速攪拌機(jī)中，后加入SEBS并靜置2~3h，得到SEBS溶脹體；
[0051]S4.在SEBS溶脹體中依次加入稱取的PP、PPO母粒、抗氧劑、成核劑及熱穩(wěn)定劑，在高速攪拌中攪拌IOmin,后加入稱取的填料,繼續(xù)攪拌5min,得混合物料；將混合物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在220°C~230°C溫度下擠出、造粒、干燥，得SEBS橡膠組合物。
[0052]對(duì)比例I~2
[0053]對(duì)比例I~2中各SEBS橡膠組合物按重量百分比的具體組分見(jiàn)下表1。
[0054]上述對(duì)比例I~2中各SEBS橡膠組合物的制備方法相同，均包括以下步驟:
[0055]Dl.將上述對(duì)比例I~2中各SEBS橡膠組合物的全部組分分別按表1中的具體比例稱取各組分；
[0056]D2.將稱取的橡膠填充油加入到高速攪拌機(jī)中，后加入SEBS并靜置2~3h，得到SEBS溶脹體；
[0057]D3.在SEBS溶脹體中依次加入稱取的PP、PPO、C9樹(shù)脂、抗氧劑、成核劑及熱穩(wěn)定劑，在高速攪拌中攪拌IOmin,后加入稱取的填料,繼續(xù)攪拌5min,得混合物料；將混合物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在220°C~230°C溫度下擠出、造粒、干燥，得SEBS橡膠組合物。
[0058]表1
[0059]
【權(quán)利要求】
1.一種SEBS橡膠組合物，按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分: SEBS24 ~ 32 %; PPO5~9 %;C9 樹(shù)脂1.3~3%;PP4~ 12%;橡肢填充油24~40%;填料25 ~ 35 %;其它助劑0.2 ~ 1.0 %。
2.如權(quán)利要求1所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述SEBS的數(shù)均分子量為240000 ~400000。
3.如權(quán)利要求2所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述C9樹(shù)脂為石油基芳香樹(shù)月旨，其熔點(diǎn)為120。。~1600C ο
4.如權(quán)利要求3所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述PPO的數(shù)均分子量為30000 ~350000。
5.如權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述PP為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，其熔融指數(shù)為0.5~12g/10min(230°C /2.16KG)。
6.如權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述橡膠填充油為環(huán)烷烴橡膠油或石蠟基橡膠油。
7.如權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述填料為天然層狀鈉基硅酸鹽、空心玻璃微珠、碳酸鈣、滑石粉的一種或兩種以上的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的SEBS橡膠組合物，其特征在于，所述的其它助劑按照重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分: 抗氧劑0.05~0.3% ； 成核劑0.1~0.3% ； 熱穩(wěn)定劑O~0.5%。
9.如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的SEBS橡膠組合物的制備方法，包括如下步驟: 按權(quán)利要求1~8任一所述的SEBS橡膠組合物的配方稱取各組分； 將所述PPO、C9樹(shù)脂混料處理，后擠出、造粒，得PPO母粒； 將所述橡膠填充油與SEBS混合、靜置，得SEBS溶脹體； 將所述PPO母粒、SEBS溶脹體、PP及其它助劑攪拌混合，后加入所述填料繼續(xù)混合，在210°C~240°C溫度下擠出、造粒，得所述SEBS橡膠組合物。
【文檔編號(hào)】C08L57/02GK103740031SQ201310723582
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】李善良, 張輝, 馮曙光 申請(qǐng)人:深圳市普特美橡塑原料有限公司