一種低硬度高強(qiáng)度tpe材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及ΤΡΕ材料，特別是一種低硬度高強(qiáng)度ΤΡΕ材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性彈性體TPE(ThermoplasticElastomer)是一種具有橡膠的高彈性，高強(qiáng) 度，高回彈性，又具有可注塑加工等特征的材料。其環(huán)保、無毒、安全，硬度范圍廣，著色性優(yōu) 良，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性優(yōu)異，同時(shí)加工性能優(yōu)越，無須硫化，既可以與PP、 PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。
[0003] 傳統(tǒng)的TPE材料硬度范圍從邵氏35A到邵氏55D，由于一般的低硬度材料相對(duì)力學(xué) 性能也較弱，市面上硬度低于60A的材料一般拉伸強(qiáng)度不大于8MPA，這對(duì)于一些需要低硬 度、高強(qiáng)度的材料還得選擇傳統(tǒng)硫化橡膠。然而，考慮到TPE材料作為彈性體，其本身固有 的優(yōu)良物理力學(xué)性能，且可回收重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)使其在加工、制造行業(yè)具有著不可替代的 作用。因此，開發(fā)一種低硬度高強(qiáng)度的TPE材料是很有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提出了一種低硬度高強(qiáng)度TPE材料及其制備方法，所述TPE材料具有較低 硬度的同時(shí)，具有強(qiáng)度高、彈性變形性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明提出的一種低硬度高強(qiáng)度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0008] 在【具體實(shí)施方式】中，SEBS的重量份可以為31、33、35、37、42、46、48、52、56、57、59 ; 聚丙烯的重量份可以為5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;線性低密度聚乙烯的重量份可 以為31、33、35、37、42、46、48、52、56、57、59 ;聚烯烴彈性體的重量份可以為2· 8、3· 6、4· 5、 5. 9、7. 1、8. 6、9 ;增塑劑的重量份可以為53、55、65、67、75、78、85、82、95 ;抗氧劑的重量份 可以為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;光穩(wěn)定劑的重量份可以為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、 2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;內(nèi)潤滑劑的重量份可以為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;加工助 劑的重量份可以為 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8。
[0009] 優(yōu)選地，所述SEBS為改性SEBS，制備所述改性SEBS的方法包括：將馬來酸酐加入 SEBS中進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到SEBS-g-MAH;再將尼龍6、三乙胺加入苯酚中，加熱使固體溶解 完全，向里加入溶有所述SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保溫反應(yīng)；冷卻后將所得反應(yīng)物料倒 入二甲基甲酰胺中靜置沉淀，過濾得到沉淀物，所述沉淀物經(jīng)干燥后得到所述改性SEBS。
[0010] 優(yōu)選地，制備所述改性SEBS的方法包括：將馬來酸酐加入SEBS中進(jìn)行接枝反應(yīng)， 得到接枝率為1-3 %的SEBS-g-MAH;再將尼龍6、以尼龍6為基準(zhǔn)的0. 3-0. 5wt%的三乙胺 加入苯酚中，加熱至140-160°C使固體溶解完全，向里加入溶有所述SEBS-g-MAH的二甲苯 溶液，保溫反應(yīng)9-12h;冷卻至常溫后將所得反應(yīng)物料倒入二甲基甲酰胺中靜置沉淀l-2h， 過濾得到沉淀物，所述沉淀物在85-90°C下真空干燥至恒重，得到所述改性SEBS;其中SEBS 與尼龍6的重量配比為5-8:1。
[0011] 優(yōu)選地，制備所述SEBS-g-MAH的接枝反應(yīng)是通過將SEBS、自由基引發(fā)劑和添加劑 預(yù)先混合后加入到密煉機(jī)中，當(dāng)SEBS完全塑化后，分兩次加入以SEBS為基準(zhǔn)的6-8wt%的 MAH，在160-180°C下密煉10_15min，洗滌、過濾得到所述SEBS-g-MAH。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚丙烯的重均分子量為20000-900000、數(shù)均分子量為10000-500000、 分子量分布寬度為2. 5-4。
[0013] 優(yōu)選地，所述TPE材料中還包括5-10重量份的PP-g-MAH。
[0014] 優(yōu)選地，所述聚烯烴彈性體為三元乙丙橡膠或乙烯-辛烯共聚物；
[0015] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑或亞磷酸類抗氧劑；
[0016] 優(yōu)選地，所述增塑劑為芳香烴油、石蠟烴油、環(huán)烷烴油中的一種或者多種；
[0017] 優(yōu)選地，所述內(nèi)潤滑劑為硅酮粉、硅酮母粒、硅油、乙烯基雙硬脂酰胺、羥基脂肪酸 類潤滑劑中的一種或多種。
[0018] 有限的所述加工助劑為碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅中的一種或多種。
[0019] 本發(fā)明還提出了一種低硬度高強(qiáng)度TPE材料的制備方法，包括：將SEBS、聚丙烯、 線性低密度聚乙烯、聚烯烴彈性體、增塑劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、內(nèi)潤滑劑和加工助劑加入捏 合機(jī)中混合，得到預(yù)混料；將所述預(yù)混料送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑煉，切粒后得到所述低 硬度高強(qiáng)度TPE材料。
[0020] 優(yōu)選地，捏合機(jī)中捏合溫度為100-130°c，捏合時(shí)間為10_15min;優(yōu)選地，雙螺桿 擠出機(jī)的塑煉加工溫度為200-250°C，螺桿轉(zhuǎn)速300-350r/min。
[0021] 本發(fā)明中，所述TPE材料限定加入的線性低密度聚乙烯有著較低的硬度和相對(duì)較 高的強(qiáng)度，加入線性低密度聚乙烯可以為SEBS基材在制備低硬度、高強(qiáng)度的TPE材料中 有著很好的應(yīng)用；非極性的SEBS通過采用馬來酸酐接枝后與尼龍6進(jìn)行反應(yīng)得到的改性 SEBS，克服了SEBS作為非極性物質(zhì)與強(qiáng)極性尼龍6共混相容性差的缺點(diǎn)的同時(shí)，由于尼龍 6的高強(qiáng)度性能，賦予SEBS優(yōu)良的機(jī)械性能，大大改善了SEBS的強(qiáng)度性能，因此通過高強(qiáng) 度的改性SEBS代替一般的SEBS，可以在低硬度的TPE材料基礎(chǔ)上獲得高強(qiáng)度的TPE材料。 本發(fā)明中同時(shí)還限定加入特定分子量的聚丙烯和聚烯烴彈性體，二者本身具有良好的耐溶 劑性、耐熱性以及加工流動(dòng)性，可以大大改善TPE材料本身的加工性能；在加入特定含量的 增塑劑基礎(chǔ)上，抗氧劑和光穩(wěn)定劑以及內(nèi)潤滑劑的加入也使得所述制備得到的TPE材料具 有良好的加工性能和力學(xué)性能。
[0022] 本發(fā)明中，按照上述配方與制備方法制成的低硬度高強(qiáng)度TPE材料，可滿足現(xiàn)代 加工、制造行業(yè)中對(duì)低硬度高強(qiáng)度TPE材料的需求，同時(shí)所述TPE材料使用壽命長，且生產(chǎn) 效率高，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] -種低硬度高強(qiáng)度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0028] 其中，所述SEBS為改性SEBS，制備所述改性SEBS的方法包括：將馬來酸酐加 入SEBS中進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到接枝率為1 %的SEBS-g-MAH;再將尼龍6、以尼龍6為基 準(zhǔn)的0. 5wt%的三乙胺加入苯酚中，加熱至140°C使固體溶解完全，向里加入溶有所述 SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保溫反應(yīng)12h;冷卻至常溫后將所得反應(yīng)物料倒入二甲基甲酰 胺中靜置沉淀lh，過濾得到沉淀物，所述沉淀物在90°C下真空干燥至恒重，得到所述改性 SEBS;其中SEBS與尼龍6的重量配比為5:1 ;所述SEBS-g-MAH的接枝反應(yīng)包括：將SEBS、自 由基引發(fā)劑和添加劑預(yù)先混合后加入到密煉機(jī)中，當(dāng)SEBS完全塑化后，分兩次加入以SEBS 為基準(zhǔn)的8wt%的MAH，在160°C下密煉15min，洗滌、過濾得到所述SEBS-g-MAH;
[0029] 所述聚丙稀的重均分子量為20000、數(shù)均分子量為500000、分子量分布寬度為 2. 5 ;所述聚烯烴彈性體為三元乙丙橡膠；所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑；所述增塑劑為芳 香烴油；所述內(nèi)潤滑劑為硅酮粉；所述加工助劑為碳酸鈣。
[0030]實(shí)施例2
[0031] -種低硬度高強(qiáng)度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0034] 其中，所述SEBS為改性SEBS，制備所述改性SEBS的方法包括：將馬來酸酐加 入SEBS中進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到接枝率為3 %的SEBS-g-MAH;再將尼龍6、以尼龍6為基 準(zhǔn)的0. 3wt%的三乙胺加入苯酚中，加熱至160°C使固體溶解完全，向里加入溶有所述 SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保溫反應(yīng)9h;冷卻至常溫后將所得反應(yīng)物料倒入二甲基甲酰 胺中靜置沉淀2h，過濾得到沉淀物，所述沉淀物在85°C下真空干燥至恒重，得到所述改性 SEBS;其中SEBS與尼龍6的重量配比為8:1 ;所述SEBS-g-MAH的接枝反應(yīng)包括：將SEBS、自 由基引發(fā)劑和添加劑預(yù)先混合后加入到密煉機(jī)中，當(dāng)SEBS完全塑化后，分兩次加入以SEBS 為基準(zhǔn)的6wt%的MAH，在180°C下密煉lOmin，洗滌、過濾得到所述SEBS-g-MAH;
[0035] 所述聚丙稀的重均分子量為900000、數(shù)均分子量為10000、分子量分布寬度為4 ; 所述聚烯烴彈性體為乙烯-辛烯共聚物；所述抗氧劑為亞磷酸類抗氧劑；所述增塑劑為石 蠟烴油；所述內(nèi)潤滑劑為硅酮母粒；所述加工