一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體及其製備方法
2023-06-09 02:43:51 1
一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體及其製備方法，原料的重量百分組成為：苯乙烯嵌段共聚物30~60%，硫化橡膠粉末20~30%，耐熱樹脂 1~10%，礦物油10~30%，礦物填充劑 1~20%，抗氧劑 0.1~1%，潤滑劑 0.1~1.5%。本發明的製備方法是按重量配比稱取原料配方中的材料，混合均勻，將混合後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。本發明製備的苯乙烯類熱塑性彈性體，力學強度高、彈性好、耐熱溫度高、價格低，可適用於電線電纜和衛浴軟管等領域。
【專利說明】一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱塑性彈性體領域，尤其涉及一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體 及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 熱塑性彈性體是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性的材料，其在常溫下顯示橡膠的 彈性，高溫時又能塑化成型的高分子材料，具有類似於橡膠的力學性能及使用性能，又能按 熱塑性塑料進行加工和回收，廣泛用於衛浴、家用電器、兒童玩具、運動器材和耳機線材等 領域。
[0003] 熱塑性彈性體包括苯乙烯類熱塑性彈性體（TPS)、熱塑性聚烯烴彈性體（TPO)、熱 塑性聚酯彈性體（TPEE)和熱塑性聚氨酯彈性體（TPU)。TPS由於價格低，加工工藝簡單， 僅需要普通的雙螺杆擠出機就可以加工，其斷裂伸長率高、硬度範圍寬、電絕緣性和耐候性 好、耐腐蝕，是目前使用範圍最廣的一類熱塑性彈性體。
[0004] 然而，TPS的拉伸強度很差，因此TPS目前的應用也主要限定於一些對強度要求不 高的領域。而對於像電線電纜、衛浴軟管等這類需要很高拉伸強度的應用領域，由於TPS的 拉伸強度能均達不到要求，限制了其在這些領域的使用。
[0005] 目前，TPS主要是靠加入聚丙烯作為增強材料的，然而PP的力學強度高，但其沒有 彈性。添加量多以後，TPS的彈性會嚴重下降，從而失去其原有高彈性的特性。且市場上的 苯乙烯類熱塑性彈性體耐熱溫度只有70°C左右，存在耐熱性能達不到使用要求的不足。
【發明內容】
[0006] 本發明目的在於克服現有技術中的缺陷，提供一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈 性，其力學強度高、彈性好、耐熱溫度高、成本低。
[0007] 同時，本發明還提供了一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性的製備方法。
[0008] 為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的： 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為： 苯乙烯嵌段共聚物 30~60% 硫化橡膠粉末 20~30% 耐熱樹脂 1~1〇% 礦物油 10~30% 礦物填充劑 1~20% 抗氧劑 0. 1~1% 潤滑劑 0. 1~1. 5% 優選的，所述的苯乙烯嵌段共聚物為氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 (SEBS)和氫化飽和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS)中的一種或兩種。
[0009] 優選的，所述的硫化橡膠粉末為順丁橡膠粉末、丁苯橡膠粉末和三元乙丙橡膠粉 末中的一種或任意組合。
[0010] 優選的，所述的耐熱樹脂樹脂為聚苯醚、聚芳碸、聚醚碸和聚醯亞胺中的一種或任 意組合。
[0011] 優選的，所述的礦物油為飽和直鏈烷烴油和環烷烴油中的一種或兩種。
[0012] 優選的，所述的礦物填充劑為碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、雲母粉和高嶺土中的一種 或任意組合。
[0013] 優選的，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑1098中的一種或任意 組合。
[0014] 優選的，所述潤滑劑為硬脂酸鋅、聚矽酮和芥酸醯胺中的一種或任意組合。
[0015] 上述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性，其製備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯嵌段共聚物、硫化橡膠粉末與礦物油混合5~40分鐘，接著餘下的物料加 入混料機中一起混合20~60分鐘，出料； (3) 將混合後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒；設定雙螺杆擠出機的一區溫度為170~200°C，二區溫度為180~220°C，三區溫度為 200~240°C，四區溫度為210~240°C，五區溫度為180~220°C，機頭溫度為160~180°C，餵料速 度為20~200轉/分鐘，螺杆轉速為50~500轉/分鐘。
[0016] 本發明原材料組分是以苯乙烯嵌段共聚物為基材配合硫化橡膠粉末、礦物油、礦 物填充劑、抗氧劑和潤滑劑等。與現有技術相比，加入了硫化橡膠粉末，在保持熱塑性彈性 體原有1?彈性的基礎上，提1? 了材料的拉伸強度。加入耐熱樹脂，提1? 了材料的耐熱性能， 進一步拓寬了本發明的使用範圍。本發明製得的熱塑性彈性體力學強度高、彈性好、耐熱溫 度高、價格低，適用於電線電纜和衛浴軟管等領域。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明 的保護範圍。
[0018] 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性，基本配方和重量比組成為： 苯乙烯嵌段共聚物 30~60% 硫化橡膠粉末 20~30% 耐熱樹脂 1~1〇% 礦物油 10~30% 礦物填充劑 1~20% 抗氧劑 0. 1~1% 潤滑劑 0. 1~1. 5%。
[0019] 製備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯嵌段共聚物、硫化橡膠粉末與礦物油混合5~40分鐘，接著餘下的物料加 入混料機中一起混合20~60分鐘，出料； (3)將混合後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒；設定雙螺杆擠出機的一區溫度為170~200°C，二區溫度為180~220°C，三區溫度為 200~240°C，四區溫度為210~240°C，五區溫度為180~220°C，機頭溫度為160~180°C，餵料速 度為20~200轉/分鐘，螺杆轉速為50~500轉/分鐘。
[0020] 本發明製備的苯乙烯類熱塑性彈性體，力學強度高、彈性好、耐熱溫度高、價格低。
[0021] 實施例1 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為=SEBS 60%，順丁橡 膠粉末20%，聚苯醚4%，飽和直鏈烷烴油10%，碳酸鈣5%，抗氧劑1010 0. 1%，硬脂酸鋅0. 9%。
[0022] 實施例1的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SEBS、順丁橡膠粉末與飽 和直鏈烷烴油混合5分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合20分鐘，出料。將混合 後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設定雙 螺杆擠出機的一區溫度為170°C，二區溫度為180°C，三區溫度為200°C，四區溫度為210°C， 五區溫度為180°C，機頭溫度為160°C，餵料速度為20轉/分鐘，螺杆轉速為50轉/分鐘。
[0023] 實施例2 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為：SEBS 30%，三元乙 丙橡膠粉末30%，聚醚碸1%，飽和直鏈烷烴油18%，硫酸鋇20%，抗氧劑1098 0.3%，芥酸醯 胺 〇· 7%。
[0024] 實施例2的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SIS、丁苯橡膠粉末與環 烷烴油混合40分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合後的物 料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設定雙螺杆擠 出機的一區溫度為200°C，二區溫度為220°C，三區溫度為240°C，四區溫度為240°C，五區溫 度為220°C，機頭溫度為180°C，餵料速度為200轉/分鐘，螺杆轉速為500轉/分鐘。
[0025] 實施例3 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為=SIS 50%，丁苯橡 膠粉末26. 5%，聚芳碸10%，環烷烴油10%，滑石粉1%，抗氧劑1076 1%，聚矽酮1. 5%。
[0026] 實施例3的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SEBS、三元乙丙橡膠粉末 與飽和直鏈烷烴油混合10分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合30分鐘，出料。將 混合後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設 定雙螺杆擠出機的一區溫度為185°C，二區溫度為200°C，三區溫度為220°C，四區溫度為 225°C，五區溫度為200°C，機頭溫度為170°C，餵料速度為100轉/分鐘，螺杆轉速為300轉 /分鐘。
[0027] 實施例4 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為=SIS 35%，丁苯橡 膠粉末20%，聚醯亞胺10%，環烷烴油30%，雲母粉4%，抗氧劑1076 0. 9%，聚矽酮0. 1%。
[0028] 實施例4的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SIS、丁苯橡膠粉末與環 烷烴油混合40分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合後的物 料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設定雙螺杆擠 出機的一區溫度為180°C，二區溫度為190°C，三區溫度為200°C，四區溫度為220°C，五區溫 度為210°C，機頭溫度為170°C，餵料速度為200轉/分鐘，螺杆轉速為500轉/分鐘。
[0029] 實施例5 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為：SEBS 45%，三元乙 丙橡膠粉末25%，聚芳碸5%，環烷烴油13. 8%，硫酸鋇10%，抗氧劑1098 0. 5%，芥酸醯胺0. 7%。
[0030] 實施例5的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SEBS、三元乙丙橡膠粉末 與環烷烴油混合5分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合20分鐘，出料。將混合後 的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設定雙螺 杆擠出機的一區溫度為200°C，二區溫度為210°C，三區溫度為230°C，四區溫度為240°C，五 區溫度為220°C，機頭溫度為180°C，餵料速度為80轉/分鐘，螺杆轉速為200轉/分鐘。
[0031] 實施例6 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，基本配方和重量比組成為=SIS 33%，順丁橡 膠粉末22%，聚醚碸5%，飽和直鏈烷烴油30%，高嶺土 8%，抗氧劑1098 0. 8%，硬脂酸鋅1. 2%。
[0032] 實施例6的製備工藝：分別按上述各配比取原料組分，將SIS、順丁橡膠粉末與飽 和直鏈烷烴油混合40分鐘，接著餘下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合 後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。設定雙 螺杆擠出機的一區溫度為180°C，二區溫度為210°C，三區溫度為230°C，四區溫度為230°C， 五區溫度為180°C，機頭溫度為180°C，餵料速度為150轉/分鐘，螺杆轉速為400轉/分鐘。
[0033] 對比例1 與實施例1不同的是，對比例1中，改性過程中不加順丁橡膠粉末，其它條件不變。
[0034] 對比例2 與實施例1不同的是，對比例2中，硫化橡膠粉末改為相同質量份數的聚丙烯，其它條 件不變。
[0035] 對比例3 與實施例1不同的是，對比例3中，改性過程不加聚苯醚，其它條件不變。
[0036] 性能測試 硬度採用邵氏硬度儀測試，按照美國材料實驗協會標準ASTMD-2240檢測。拉伸強度採 用拉力試驗機測試，按照美國材料實驗協會標準ASTMD-412檢測。壓縮永久變形採用壓縮 永久變形測試儀測試，按照美國材料實驗協會標準ASTMD-395檢測。熱變形溫度採用維卡 軟化點測試儀測試。測試結果見表1所示： 表1
【權利要求】
1. 一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於基本配方和重量比組成為： 苯乙烯嵌段共聚物 30~60% 硫化橡膠粉末 20~30% 耐熱樹脂 1~1〇% 礦物油 10~30% 礦物填充劑 1~20% 抗氧劑 0. 1~1% 潤滑劑 0. 1~1. 5%。
2. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的苯 乙烯嵌段共聚物為氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS)和苯乙烯-異戊二 烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS)中的一種或兩種。
3. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的硫 化橡膠粉末為順丁橡膠粉末、丁苯橡膠粉末和三元乙丙橡膠粉末中的一種或任意組合。
4. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的耐 熱樹脂為聚苯醚、聚芳碸、聚醚碸和聚醯亞胺中的一種或任意組合。
5. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的礦 物油為飽和直鏈烷烴油和環烷烴油中的一種或兩種。
6. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的礦 物填充劑為碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、雲母粉和高嶺土中的一種或任意組合。
7. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述的抗 氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑1098中的一種或任意組合。
8. 根據權利要求1所述的高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體，其特徵在於：所述潤滑 劑為硬脂酸鋅、聚矽酮和芥酸醯胺中的一種或任意組合。
9. 根據權利要求1所述的一種高強度耐熱苯乙烯類熱塑性彈性體的製備方法，其特徵 是製備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯嵌段共聚物、硫化橡膠粉末與礦物油混合5~40分鐘，接著餘下的物料加 入混料機中一起混合20~60分鐘，出料； (3) 將混合後的物料送入雙螺杆擠出機加料鬥中，經雙螺杆高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒；設定雙螺杆擠出機的一區溫度為170~200°C，二區溫度為180~220°C，三區溫度為 200~240°C，四區溫度為210~240°C，五區溫度為180~220°C，機頭溫度為160~180°C，餵料速 度為20~200轉/分鐘，螺杆轉速為50~500轉/分鐘。
【文檔編號】C08L81/06GK104497468SQ201510025442
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月19日 優先權日:2015年1月19日
【發明者】胡運衝 申請人:胡運衝