CN101508815A - 苯乙烯基热塑性弹性体及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的苯乙烯基热塑性弹性体以及它的生产方法。一种苯乙烯基热塑性弹性体，具有热可逆交联特性，在温度高于150℃时，材料为线性结构，具有流动性，可如同热塑性材料一样进行加工；当温度低于120℃时，材料为交联结构，在溶剂中只能溶胀而不能溶解。苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法如下：1.热可逆交联预混物制备，2.苯乙烯基热塑性弹性体的制备。采用本发明所获得的苯乙烯基热塑性弹性体，在同样温度条件下，其压缩永久变形为传统热塑性弹性体的50％左右，比传统的热塑性弹性体作为密封材料使用时更为安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的苯乙烯基热塑性弹性体以及它的生产方法。
背景技术
热塑性弹性体是指在常温下显示橡胶弹性，高温下又能像普通塑料般塑化，可用普通热塑性塑料加工设备进行加工成型的一类材料。它既有橡胶的优良性能又有塑料的加工易性，具有加工简便、成本低、可连续生产及边角余料可回收利用等优点，广泛用于汽车、电子电气、工业部件及日用品等领域。
热塑性弹性体的种类较多，常用的品种有聚氯乙烯(PVC)弹性体，嵌段苯乙烯基弹性体(SBC)，动态全硫化热塑性弹性体(TPV)，聚氨酯弹性体(TPU)。其中，PVC弹性体由于环保原因，正在逐步被其它弹性体所取代；SBC是一种用途广泛的热塑性弹性体材料，具有优良的耐低温特性和加工性能，但耐高温性能和抗永久变形性、抗蠕变性以及耐化学品性差；TPV为硫化EPDM/PP合金，其优点与SBC相似，且耐热等级较高，但同样存在抗永久变形性，抗蠕变性以及耐化学品性差的缺点；聚氨酯弹性体具有优良的机械性能、耐磨性、耐油性和耐曲扰性，但耐热水性、耐压缩永久变形性、抗蠕变性差。
对于每种热塑性弹性体而言，具有各自的突出优点，缺点也不尽相同，但它们有一个共同的缺点，即与硫化橡胶相比，抗永久变形能力和抗蠕变性能差，作为密封制品使用，存在容易失效的问题。
发明内容
本发明针对传统的热塑性弹性体抗永久变形能力和抗蠕变性能差，作为密封制品使用，存在容易失效的问题，提供了一种抗永久变形能力高，作为密封材料使用较传统的热塑性弹性体更为安全可靠的苯乙烯基热塑性弹性体及其生产方法。
本发明是这样实现的：
一种苯乙烯基热塑性弹性体，具有热可逆交联特性，在温度高于150℃时，材料为线性结构，具有流动性，可如同热塑性材料一样进行加工；当温度低于120℃时，材料为交联结构，在溶剂中只能溶胀而不能溶解。
苯乙烯基热塑性弹性体处于交联结构时，分子结构为：
本发明所述热可逆交联热塑性苯乙烯基弹性体材料的加工分为两个阶段进行。
苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法如下：
(一)热可逆交联预混物制备
将5％重量～50％重量的SBC热塑性弹性体、3％重量～50％重量的接枝苯乙烯基热塑性弹性体、0.5％重量～10％重量的多元醇交联剂以及5％重量～30％重量的填充油进行混合，混合时间不低于3分钟，混合温度为20～80℃；混合完成后，将此混合物加入熔融加工设备中熔融，加工温度180℃～250℃；加工完毕后冷却造粒，制得热可逆交联预混物。
(二)苯乙烯基热塑性弹性体的制备
将(一)阶段所制热可逆交联预混物和3％重量～30％重量的改性树脂，0％重量～50％重量的填料及0～5％加工助剂进行混合，混合时间不低于2分钟，混合温度不低于50℃。混合完毕后将混合物加入熔融加工设备中熔融，加工温度180℃～250℃；加工完毕后冷却造粒，获得苯乙烯基热塑性弹性体材料。
更进一步的方案是：所述的SBC热塑性弹性体可以是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)，氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SEBS)，不饱和氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SEBS)或苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯(SIS)中的一种。
更进一步的方案是：所述的接枝苯乙烯基热塑性弹性体可以是马来酸酐接枝苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SBS)，马来酸酐接枝氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SEBS)，马来酸酐接枝不饱和氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SEBS)或马来酸酐接枝苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯(MA—g—SIS)中的一种。
更进一步的方案是：所述的多元醇交联剂为二元醇，如乙二醇、丁二醇或二元醇的聚合物如聚乙二醇中的一种。
更进一步的方案是：所述的改性树脂为聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中的一种。
更进一步的方案是：所述的填充油为白矿油、工业白油或环烷油中的一种。
更进一步的方案是：所述的填料为无机矿物填料。
更进一步的方案是：所述的无机矿物填料为碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠中的一种。
更进一步的方案是：所述的加工助剂为抗氧化剂、润滑剂。
更进一步的方案是：所述的熔融加工设备可以是双螺杆挤出机、单螺杆挤出机或密炼机。
采用本发明所获得的苯乙烯基热塑性弹性体，在同样温度条件下，其压缩永久变形为传统热塑性弹性体的50％左右，比传统的热塑性弹性体作为密封材料使用时更为安全可靠。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案。
实施例1
配方如下：
| 名称 | 用量(％重量) |
| SEBS | 22 |
| MA—g—SEBS | 10 |
| 丁二醇 | 5 |
| PP | 8 |
| 白矿油 | 24 |
| 碳酸钙 | 30 |
| HSt | 0.5 |
| 抗氧剂1010/168 | 0.5 |
首先，将全部SEBS、MA—g—SEBS、丁二醇和4％重量的白矿油在高速混合机中混合，混合时间5分钟，混合温度为70℃。混合完毕后，将此混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出转速150rpm，挤出温度为200℃，造粒后的预混物颗粒直径约2～3mm，长度3mm左右。
将预混物颗粒干燥后与配方其它组分一起加入高速混合机中混合，混合时间10分钟，混合温度80℃。混合完毕后，将此混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出转速150rpm，挤出温度为220℃，造粒后的热可逆交联热塑性苯乙烯基弹性体颗粒直径约2～3mm，长度3mm左右。
将热可逆交联热塑性苯乙烯基弹性体颗粒在80℃条件下干燥24h，然后在注塑机上制得标准样条测试，其测试所得性能如下：
而相同条件下的未交联SEBS配方如下：
| 名称 | 用量(％重量) |
| SEBS | 32 |
| PP | 8 |
| 白矿油 | 24 |
| 碳酸钙 | 35 |
| HSt | 0.5 |
| 抗氧剂1010/168 | 0.5 |
通过上述配方制成的产品性能如下：
由上述对比可以看出，本发明的热可逆交联热塑性苯乙烯基弹性体，在压缩率30％的条件下，其压缩永久变形仅仅只有普通热塑性苯乙烯基弹性体的一半。
实施例二
将40％重量的苯乙烯—丁二烯—苯乙烯、15％重量的马来酸酐接枝苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SBS)、3％重量的乙二醇交联剂以及8％重量的环烷油进行混合，混合时间8分钟，混合温度为60℃；混合完成后，将此混合物加入单螺杆挤出机中熔融，加工温度250℃；加工完毕后冷却造粒，制得热可逆交联预混物。
将所制热可逆交联预混物和10％重量的聚乙烯，20％重量的玻璃微珠填料及4％润滑剂进行混合，混合时间3分钟，混合温度65℃。混合完毕后将混合物加入熔融加工设备中熔融，加工温度180℃；加工完毕后冷却造粒，获得苯乙烯基热塑性弹性体材料。
Claims (10)
1、一种苯乙烯基热塑性弹性体，具有热可逆交联特性，在温度高于150℃时，材料为线性结构，具有流动性，可如同热塑性材料一样进行加工；当温度低于120℃时，材料为交联结构，在溶剂中只能溶胀而不能溶解；苯乙烯基热塑性弹性体处于交联结构时，分子结构为：
2、用于制备权利要求1所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：
(一)热可逆交联预混物制备
将5％重量～50％重量的SBC热塑性弹性体、3％重量～50％重量的接枝苯乙烯基热塑性弹性体、0.5％重量～10％重量的多元醇交联剂以及5％重量～30％重量的填充油进行混合，混合时间不低于3分钟，混合温度为20～80℃；混合完成后，将此混合物加入熔融加工设备中熔融，加工温度180℃～250℃；加工完毕后冷却造粒，制得热可逆交联预混物；
(二)苯乙烯基热塑性弹性体的制备
将(一)阶段所制热可逆交联预混物和3％重量～30％重量的改性树脂，0％重量～50％重量的填料及0～5％加工助剂进行混合，混合时间不低于2分钟，混合温度不低于50℃；混合完毕后将混合物加入熔融加工设备中熔融，加工温度180℃～250℃；加工完毕后冷却造粒，获得苯乙烯基热塑性弹性体材料。
3、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的SBC热塑性弹性体可以是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)，氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SEBS)，不饱和氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SEBS)或苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯(SIS)中的一种。
4、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的接枝苯乙烯基热塑性弹性体可以是马来酸酐接枝苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SBS)，马来酸酐接枝氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SEBS)，马来酸酐接枝不饱和氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(MA—g—SEBS)或马来酸酐接枝苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯(MA—g—SIS)中的一种。
5、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的多元醇交联剂为二元醇，如乙二醇、丁二醇或二元醇的聚合物如聚乙二醇中的一种。
6、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的改性树脂为聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中的一种。
7、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的填充油为白矿油、工业白油或环烷油中的一种。
8、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的填料为碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠中的一种。
9、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的加工助剂为抗氧化剂、润滑剂。
10、根据权利要求2所述的苯乙烯基热塑性弹性体的生产方法，其特征在于：所述的熔融加工设备可以是双螺杆挤出机、单螺杆挤出机或密炼机。
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