專利名稱：一種高焊接強(qiáng)度的熱塑性彈性體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑性彈性體材料及其制備方法，具體涉及一種高焊接強(qiáng)度、可高速擠出的熱塑性彈性體材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱塑性彈性體(TPE)是一種兼有橡膠和塑料特性、在常溫下顯示橡膠高彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料。這些特性早在1926年Waldo Semon研究聚氯乙烯(PVC)時(shí)就發(fā)現(xiàn)了。隨著新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了熱塑性彈性體材料性能的不斷改進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，尤其是汽車、醫(yī)療、建筑和電子電氣領(lǐng)域需求強(qiáng)勁。此外，由于人們環(huán)保意識的提高，材料的回收性成為選材的一個(gè)重要因素，PVC材料因含有鹵素以及鄰苯二甲酸鹽增塑劑會對環(huán)境和人體健康造成損害，國內(nèi)外限制使用PVC呼聲日趨高漲，也促進(jìn)了熱塑性彈性體材料消費(fèi)快速增長。熱塑性彈性體材料在使用過程中不僅需要適宜的強(qiáng)度，經(jīng)常還需要較高焊接強(qiáng)度。中國專利CN200710074525報(bào)道了一種環(huán)保型SEBS熱塑性彈性體材料，但其制備的材料的拉伸強(qiáng)度比較低，約7MPa。中國專利CN101983984A也報(bào)道了一種彈性體材料，其拉伸強(qiáng)度約8MPa，并且拐角焊接拉力約50N，焊接強(qiáng)度依然較低、不能滿足某些產(chǎn)品的要求。提高生產(chǎn)效率一直是人們追求的目標(biāo)，既有良好的強(qiáng)度又能高速擠出的熱塑性彈性體材料尚不多見。因此，尋求一種環(huán)保型、具有高焊接強(qiáng)度、可高速擠出的熱塑性彈性體材料就成為本發(fā)明的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)在技術(shù)中熱塑性彈性體材料存在的不足，提供一種高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，該材料具有力學(xué)性能好、回彈性好、焊接強(qiáng)度高、耐低溫性能優(yōu)異、性價(jià)比高、可高速擠出等特點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其包括如下組分:苯乙烯類熱塑性彈性體100重量份，橡膠填充油75 200重量份，丙烯基彈性體80 240重量份，礦物填料60 150重量份， 潤滑劑0.5 3重量份,和抗氧劑0.1 2重量份。本發(fā)明還提供一種上述高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料的制備方法，它包括以下步驟:(1)提供苯乙烯類熱塑性彈性體、橡膠填充油、丙烯基彈性體、礦物填料、潤滑劑、和抗氧劑；
(2)先將苯乙烯類熱塑性彈性體完全吸收橡膠填充油，然后與丙烯基彈性體、礦物填料、潤滑劑、和抗氧劑一起加入高速混合機(jī)中混合均勻；(3)將步驟2中形成的混合物放入雙螺桿擠出機(jī)中，在160 230°C下熔融共混擠出、造粒和烘干。本發(fā)明的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料在生產(chǎn)過程中不引入任何含鹵素材料，不引入鄰苯二甲酸鹽類的增塑劑材料，安全環(huán)保；制備工藝簡單、可高速擠出、生產(chǎn)效率高。所生產(chǎn)出的熱塑性彈性體材料密度小、焊接強(qiáng)度高、彈性回復(fù)好、耐低溫性好，邊角料可回收利用。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料包括如下組分:苯乙烯類熱塑性彈性體100重量份，橡膠填充油90 180重量份，丙烯基彈性體80 210重量份，礦物填料60 130重量份，潤滑劑0.5 2重量份,和抗氧劑0.3 I重量份。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)`明的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料基本上由如下組分組成:苯乙烯類熱塑性彈性體100重量份，橡膠填充油100 170重量份，丙烯基彈性體80 190重量份，礦物填料60 120重量份，潤滑劑I 2重量份,和
抗氧劑 0.3 0.8重量份。所述的苯乙烯類熱塑性彈性體為以下物質(zhì)中的一種或至少兩種的混合物:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)。特別優(yōu)選經(jīng)氫化處理不含不飽和結(jié)構(gòu)的聚合物，如SEBS、SEBPS或SEEPS。苯乙烯類熱塑性彈性體的重均分子量為8 50萬，優(yōu)選為10-30萬。所述的橡膠填充油為以下物質(zhì)中的一種或兩種的混合物:石蠟基橡膠油，環(huán)烷基橡膠油。40°C下，填充油的運(yùn)動(dòng)粘度為10 400mm2/S。橡膠填充油含量不能過低，否則擠出的材料表面不光滑，易起皮；橡膠填充油含量也不宜過高，否則會降低材料的焊接強(qiáng)度、影響材料的熔體強(qiáng)度并使擠出速度降低。該丙烯基彈性體為由等規(guī)聚丙烯微晶區(qū)和丙烯-乙烯無定形區(qū)組成。在1900C /2.16Kg下的熔融指數(shù)為I 30g/10min，邵氏硬度為60 98A。該丙烯基彈性體的實(shí)例包括ExxonMobil公司的Vistamaxx系列丙烯基彈性體、Dow公司的VERSIFY系列丙烯基彈性體或它們的混合物。所述的礦物填料為高嶺土、滑石粉或碳酸鈣中的一種或一種以上的混合物。礦物填料粒子的粒徑為0.5 50 μ m。所述的潤滑劑為以下物質(zhì)的一種或者至少兩種的混合物:硬脂酸鋅、芥酸酰胺、聚乙烯蠟、硅樹脂。所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，也可以是受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配物。典型的受阻酌■類抗氧劑如 Irganoxl010、Irganoxl098、Irganoxl076、Irganox225等均可用于本發(fā)明。典型的亞磷酸酯類抗氧劑如Irgafosl68、Irgafosl26、IrgafosPEPQ、IrgafosTNPP等均可用于本發(fā)明。本發(fā)明的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料的制備方法包括如下步驟:(I)稱取原材料步驟，稱取苯乙烯類熱塑性彈性體100重量份、橡膠填充油75 200重量份、丙烯基彈性體80 240重量份、礦物填料60 150重量份、潤滑劑0.5 3重量份、抗氧劑0.1 2重量份。(2)原材料混合步驟，先將苯乙烯類熱塑性彈性體完全吸收橡膠填充油，然后與其它原材料一起加入高速混合機(jī)中混合均勻。(3)造粒步驟，用雙螺桿擠出機(jī)于160 230°C下熔融共混擠出、造粒，烘干后包裝，得到產(chǎn)品。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明的熱塑性彈性體材料在生產(chǎn)過程中不引入任何含鹵素材料，不引入任何有害人身健康的鄰苯二甲酸鹽增塑劑，所生產(chǎn)的熱塑性彈性體材料具有重量輕、回彈性好、焊接強(qiáng)度高(拐角焊接拉力可達(dá)到70N以上)、易于上色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。(2)使用本發(fā)明的熱塑性彈性體材料進(jìn)行擠出成型時(shí)，不需要經(jīng)過高溫硫化，擠出過程中沒有有毒氣體分解，邊角料可回收利用、成型溫度范圍寬，可高速擠出等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例:以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)施例1稱取SEEPS100重量份(Kuraray公司S印ton-4077)、橡膠填充油150重量份(韓國雙龍白油600N)、丙烯基彈性體80重量份(Dow公司VERSIFY3300)、碳酸鈣60重量份、芥酸酰胺I重量份、抗氧劑1010和168各0.2重量份。然后先將SEEPS充分吸收橡膠填充油，再依次添加丙烯基彈性體、碳酸鈣、PP-g-MAH、芥酸酰胺、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在170 210°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。實(shí)施例2稱取SBS100重量份(韓國錦湖KTR101)、橡膠填充油160重量份(克拉瑪依石化公司環(huán)燒油KN4010)、丙烯基彈性體200重量份(ExxonMobil公司的Vistamaxx 3020)、高嶺土 130重量份、硬脂酸鋅I重量份、抗氧劑10100.3重量份。然后先將SEPS充分吸收橡膠填充油，再依次添加丙烯基彈性體、高嶺土、硬脂酸鋅、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在160 200°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。實(shí)施例3
稱取SEPS100重量份(Kuraray公司S印ton-2007)、橡膠填充油140重量份(克拉瑪依石化公司環(huán)燒油KN4010)、丙烯基彈性體190重量份(ExxonMobil公司的Vistamaxx3020)、高嶺土 120重量份、硬脂酸鋅I重量份、抗氧劑10100.3重量份。然后先將SEPS樹脂充分吸收橡膠填充油，再依次添加丙烯基彈性體、高嶺土、硬脂酸鋅、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在160 200°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。實(shí)施例4稱取SEBS100重量份(臺橡公司SEBS 6150)、橡膠填充油170重量份(德國H&R公司白油2071P)、丙烯基彈性體132重量份(ExxonMobil公司的Vistamaxx 3980)、滑石粉105重量份、芥酸酰胺2重量份、抗氧劑1010為0.5重量份。然后先將SEBS充分吸收橡膠填充油，再依次添加丙烯基彈性體、滑石粉、芥酸酰胺、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在180 230°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。比較例I稱取SEBS100重量份(臺橡公司SEBS 6150)、橡膠填充油170重量份(德國H&R公司白油2071P)、聚丙烯樹脂132重量份(揚(yáng)子石化S700)、滑石粉105重量份、芥酸酰胺2重量份、抗氧劑1010為0.5重量份。然后先將SEBS充分吸收橡膠填充油，再依次添加聚丙烯樹脂、滑石粉、芥酸酰胺、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在180 230°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。實(shí)施例5稱取SEEPS70 重量份(Kuraray 公司 S印ton-4077)、SEBS30 重量份(Kraton 公司G1651)、橡膠填充油100重量份(韓國雙龍白油150N)、丙烯基彈性體95重量份(Dow公司VERSIFY2300)、高嶺土 100重量份、聚乙烯蠟2重量份、抗氧劑10100.6重量份。然后先將SEEPS、SEBS充分吸收橡膠填充油，再依次添加丙烯基彈性體、高嶺土、芥酸酰胺、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在160 190°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。比較例2稱取SEEPS70 重量份(Kuraray 公司 S印ton-4077) ,SEBS 樹脂 30 重量份(Kraton公司G1651)、橡膠填充油100重量份(韓國雙龍白油150N)、聚丙烯樹脂95重量份(上海石化T03)、高嶺土 100重量份、聚乙烯蠟2重量份、抗氧劑10100.6重量份。然后先將SEEPS、SEBS充分吸收橡膠填充油，再依次添加聚丙烯樹脂、高嶺土、芥酸酰胺、抗氧劑于高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)在160 190°C熔融擠出、造粒，干燥后包裝。本發(fā)明各實(shí)施例制備的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料與比較例材料的主要性能指標(biāo)如表1:表I本發(fā)明 各實(shí)施例制備的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料與比較例材料的主要性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，其包括如下組分: 苯乙烯類熱塑性彈性體 100重量份， 橡膠填充油75 200重量份， 丙烯基彈性體80 240重量份， 礦物填料60 150重量份， 潤滑劑0.5 3重量份，和 抗氧劑0.1 2重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，其包括如下組分: 苯乙烯類熱塑性彈性體100重量份， 橡膠填充油90 180重量份， 丙烯基彈性體80 210重量份， 礦物填料60 130重量份， 潤滑劑0.5 2重量份，和 抗氧劑0.3 I重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該苯乙烯類熱塑性彈性體為以下物質(zhì)中一種或至少兩種的混合物:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯_(乙烯-丙烯)_苯乙烯嵌段共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該橡膠填充油為以下物質(zhì)中的一種或兩種的混合物:石蠟基橡膠油、環(huán)烷基橡膠油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該丙烯基彈性體為由等規(guī)聚丙烯微晶區(qū)和丙烯-乙烯無定形區(qū)組成，在190°C /2.16Kg下的熔融指數(shù)為I 30g/10min，邵氏硬度為60 98A。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該礦物填料為高嶺土、滑石粉或碳酸鈣中的一種或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該潤滑劑為以下物質(zhì)的一種或者至少兩種的混合物:硬脂酸鋅、芥酸酰胺、聚乙烯蠟、硅樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，其特征在于，該抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，也可以是受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配物。
9.一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟: (1)提供苯乙烯類熱塑性彈性體、橡膠填充油、丙烯基彈性體、礦物填料、潤滑劑、和抗氧劑； (2)先將苯乙烯類熱塑性彈性體完全吸收橡膠填充油，然后與丙烯基彈性體、礦物填料、潤滑劑、和抗氧劑一起加入高速混合機(jī)中混合均勻； (3)將步驟2中形成的混合物放入雙螺桿擠出機(jī)中，在160 230°C下熔融共混擠出、造粒和烘干。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料及其制備方法，包括如下組分100重量份苯乙烯類熱塑性彈性體、75～200重量份橡膠填充油、80～240重量份丙烯基彈性體、60～150重量份礦物填料、0.5～3重量份潤滑劑和0.1～2重量份抗氧劑。該高焊接強(qiáng)度熱塑性彈性體材料，在生產(chǎn)過程中不引入任何含鹵素材料，不引入鄰苯二甲酸鹽類的增塑劑材料，安全環(huán)保；制備工藝簡單、可高速擠出、生產(chǎn)效率高。所生產(chǎn)出的熱塑性彈性體材料密度小、焊接強(qiáng)度高、彈性回復(fù)好、耐低溫性好，邊角料可回收利用。
文檔編號B29C47/92GK103172963SQ201110436638
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者何三雄, 王東慶, 程睿, 劉森林 申請人:中紡?fù)顿Y發(fā)展股份有限公司