CN101983990B - 一种热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种热塑性弹性体及其制备方法，包括如下重量份数的组分：充油氢化苯乙烯类树脂20-70份，强极性的聚合物树脂20-80份，相容剂6-25份，加工助剂1-19份，耐候剂1-4份。本发明通过充油氢化苯乙烯类树脂、强极性的聚合物树脂、高效相容剂、高效耐候剂及各种加工助剂的筛选和搭配，在满足TPE材料使用性能基础上，获得理想的加工流动性，完全可以薄壁制件的成型。所生产的FLEXBOND系列产品具有：①多包覆用途，不同的加工条件下可实现对ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT的包覆成型；②优异的物理机械性能；③耐候性能好，能满足产品存储和使用中的要求；④材料流动性好，易成型，可满足精密成型要求；⑤符合环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种热塑性弹性体。
背景技术
热塑性弹性体(TPE，Thermoplastic Elastomer)，又称热塑性橡胶(TPE，Thermoplastic Rubber)，是新型弹性体，它经历了四个发展阶段(1985～1967，1968～1977，1989～今)，取得了长期发展，涌现出许多工业化产品，成为与传统硫化橡胶强有力的竞争对手。近年来我国经济的快速发展，带动了汽车、建筑、电线电缆、消费品等行业的发展，热塑性弹性体产品的市场需求也在不断增长。随着热塑性弹性体被列为国家“863计划”、支撑项目，市场发展前景越来越广阔。
热塑性弹性体(TPE)材料具有可回收、重量轻、回弹性高、触感优良的优势，因而被越来越多地应用于高端的电动工具，电子电器，电线电缆，仪器仪表，医疗器械以及其它领域。热塑性弹性体(TPE)材料被应用于包覆成型在日常生活中随处可见，建筑工具类如打钉机、电钻等；日常生活用具类如吸尘器、牙刷、剪刀把手等；厨房用具类如洗碗机、冰箱密封条等；体育用品类如球具把手、游泳密封镜等；日常消费品如鞋子、自行车把手等等。由于热塑性弹性体(TPE)材料应用领域的不断拓展，自上世纪90年代以来，热塑性弹性体(TPE)材料一直以高速度增长，并且随着软质PVC市场的萎缩，热塑性弹性体(TPE)材料前景更被市场看好。
目前，市场上主要的热塑性弹性体(TPE)材料，大部分是由美国GLS、山都平、Polyone和德国胶宝等国际公司生产制造，反观国内，尽管国内生产热塑性弹性体(TPE)材料的厂家有很多，但大多都集中于中低端TPE市场的开发，在高端如PA、POM包覆成型用TPE和更高端的TPV、TPSiv等，国内涉足的企业还是比较少。
本发明一方面对充油氢化苯乙烯类树脂、强极性的聚合物树脂、高效相容剂、高效耐候剂及各种加工助剂的设计及优化，另一方面通过研究螺杆类型、长径比等后自主开发了特殊的螺纹元件及其组合以及各种配套设备，形成独特的热塑性弹性体(TPE)材料专用双螺杆挤出机组，和普通双螺杆挤出机相比，此改进机组兼顾了氢化苯乙烯类树脂的在线充油连续性和塑料橡胶两相的均化相容性，制备实现热塑性弹性体(TPE)材料包覆使用性能与加工性能间的综合平衡，并且用一种热塑性弹性体(TPE)材料通过调整工艺参数来实现对ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT等不同树脂基体的包覆成型，部分程度上提升了我国热塑性弹性体(TPE)材料的技术水平。
发明内容
本发明的目的在于从根本上解决包覆用途热塑性弹性体(TPE)材料包覆使用性能难以同时兼顾ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT等不同基体的问题，在物理机械性能优异的前提下，提高产品流动性、耐候性等性能。制备出一种能对ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT等不同树脂基体材料同时包覆的热塑性弹性体。
本发明的另一目的是提供上述热塑性弹性体的制备方法。
本发明的热塑性弹性体，包括如下重量份数的组分：
充油氢化苯乙烯类树脂 20-70份
强极性的聚合物树脂 20-80份
相容剂 6-25份
加工助剂 1-19份
耐候剂 1-4份。
在上述热塑性弹性体中，还可以添加其他助剂1-8份。
在上述热塑性弹性体中，所述的充油氢化苯乙烯类树脂是由具备不同流动性的氢化苯乙烯树脂混合而成，其中高流动性的氢化苯乙烯树脂是由分子量为10-25万的氢化苯乙烯树脂构成，并且高流动的氢化苯乙烯树脂占30-65重量％。
在上述热塑性弹性体中，所述的强极性的聚合物树脂是指与ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT树脂亲和性较好的聚合物树脂。
在上述热塑性弹性体中，所述的相容剂优选为马来酸酐接枝苯乙烯类树脂，如SEBS-MAH、SBS-MAH等。
在上述热塑性弹性体中，所述的耐候剂为UV-P为基础的耐候体系。
在上述热塑性弹性体中，所述的加工助剂优选为矿物油类、改性硅树脂、□-甲基苯乙烯低聚物或芥酸酰氨。
上述热塑性弹性体的制备方法，包括如下两个步骤：
(1)依次添加充油氢化苯乙烯类树脂、相容剂、强极性的聚合物树脂、加工助剂、耐候剂、其他助剂，40-80℃条件下在高速混合机里进行7-10min的混合。
(2)将上述的混合材料通过异向双螺杆挤出机混合，造粒。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的热塑性弹性体是由相容性好的高流动性特点的充油氢化苯乙烯类复合树脂和具备强极性的聚合物复合树脂共混而成。众所周知，共混材料力学性能的好坏，很大程度上取决于共混体系的相容性。如果共混体系两相间不相容，相之间的大分子相互之间完全排斥，各聚合物组分独自聚集在一起，形成相分离结构，势必在材料内部留下薄弱部分，材料的力学性能必定变差。如果共混体系完全相容，两种大分子实现分子级分散，其性能也只能是两组分的简单加和，而没有很大改进。这两种极端情况，即两相完全不相容或完全相容，对一个共混体系来说，都不够理想，难于达到改进的目的。我们所希望的共混体系，是介于完全相容和不相容之间，即半相容状态(或称部分相容)，使共混体系在保证形成橡胶增韧分散相的同时，两相之间又有良好的粘结力。因此，包覆成型用的TPE材料是否具有使用价值，两相间的相容性是首要因素。本发明通过测试TPE材料的力学性能、熔接线强度等宏观手段以及DSC、SEM形貌照片等微观手段，表明选定的相容剂既与充油氢化苯乙烯类有良好的相容性，又与强极性的聚合物复合树脂有良好的相容性，从而促使大分子链段的相互渗透和扩散，提高相界面之间的粘结力。
其次通过对耐候体系的研究开发，赋予TPE材料较好的耐候性能。本发明通过强极性的聚合物复合树脂种类和用量的研究，选配与体系相容性好的UV-P为基础的耐候体系，可实现氙灯测试1000个小时，ΔE(1000h)依然小于2，并且所开发产品制品已经在非洲市场有使用。
再次，由于TPE材料是对材料粘性和弹性要求较高的共混体系，因此TPE材料的流动性在TPE材料开发中是个无法回避的问题点。本发明研究改善TPE材料的流动性，选用了最有效的加工助剂矿物油类、有机改性硅树脂和α-甲基苯乙烯低聚物等。
本发明通过充油氢化苯乙烯类树脂、强极性的聚合物树脂、高效相容剂、高效耐候剂及各种加工助剂的筛选和搭配，在满足TPE材料使用性能基础上，获得理想的加工流动性，完全可以薄壁制件的成型。所生产的FLEXBOND系列产品具有：①多包覆用途，不同的加工条件下可实现对ABS、PC/ABS、PC、POM、PBT的包覆成型；②优异的物理机械性能；③耐候性能好，能满足产品存储和使用中的要求；④材料流动性好，易成型，可满足精密成型要求；⑤符合环保要求。
具体实施方式：
实施例1(FLEXBOND-1026BFENC001产品的制备)
取SEBS树脂40份，TPU树脂45份，SEBS-MAH 12份，SMA 5份，UV-P2份，其他助剂2份。然后依次添加SEBS树脂、SEBS-MAH、TPU树脂、SMA、UV-P、其他助剂，50℃条件下在高速混合机里进行10min的混合，而后通过异向双螺杆挤出机造粒。所得到的材料所得性能如表1所示。
表1 FLEXBOND-1026BFE NC001产品性能
实施例2(FLEXBOND-1028AFE NC004产品的制备)
取SBS树脂30份，TPA树脂65份，SBS-MAH 10份，SMA 7份，UV-P 1.5份，其他助剂3份。然后依次添加SBS树脂、SBS-MAH、TPA树脂、SMA、UV-P、其他助剂，70℃条件下在高速混合机里进行7min的混合，而后通过异向双螺杆挤出机造粒。所得到的材料所得性能如表1所示。
表1 FLEXBOND-1028AFE NC004产品性能
从产品性能可以看出，生产的FLEXBOND系列产品具有多包覆用途，优异的物理机械性能和耐候性能，具有极强的市场竞争力。
Claims (6)
1.一种热塑性弹性体，其特征在于包括如下重量份数的组分：
所述的充油氢化苯乙烯类树脂是由具备不同流动性的氢化苯乙烯树脂混合而成，其中高流动性的氢化苯乙烯树脂是由分子量为10-25万的氢化苯乙烯树脂构成，并且高流动的氢化苯乙烯树脂占30-65重量％；
所述的强极性的聚合物树脂为热塑性聚氨酯弹性体树脂。
2.如权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，还含有其他助剂1-8份。
3.如权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯类树脂。
4.如权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述的耐候剂为UV-P为基础的耐候体系。
5.如权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述的加工助剂为矿物油类、改性硅树脂或芥酸酰氨。
6.权利要求1所述热塑性弹性体的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)依次添加充油氢化苯乙烯类树脂、相容剂、强极性的聚合物树脂、加工助剂、耐候剂、其他助剂，40-80℃条件下在高速混合机里进行7-10min的混合；
(2)将上述的混合材料通过异向双螺杆挤出机混合，造粒。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |