CN101508838A - 一种用于包覆abs材料的软胶及其制备方法 - Google Patents

一种用于包覆abs材料的软胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备方法。所述软胶的组成按重量百分比为：PU 30－60％；白油5－25％；SEBS 15－25％；ABS树脂10～20％；相溶剂3－5％；抗氧剂0.2－0.4％；其它助剂0.5－1％。本发明具有以下有益效果：原材料都是环保卫生级的，制备的软胶卫生环保；软胶在实现高强度、高弹性以及优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能的同时，拥有高柔顺性和舒适感，软胶还具有和ABS材料的良好的粘接性；提高了软胶和ABS基材之间的包覆效果。本发明提出的制备方法工艺简单。

Description

一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备方法。
背景技术
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物之一，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。有极好的冲击强度、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好，广泛应用于汽车工业、家电电子电气工业、玩具、日用品、机械工业等领域。
通过包覆成型技术，将热塑性弹性体与ABS基体复合不仅可以使ABS制品表面充满柔感，还可以增加产品功能性与附加值，如减噪、减震、防水、防撞，防滑，舒适感等。针对某些应用场合，特别是与人体皮肤相接触的部位，均要求包覆料具有一定的柔顺性和低硬度，因此市场上对同时具有高柔顺性和良好粘接性的新型热塑性弹性体的需求越来越大。
TPU(热塑性聚氨酯弹性体)，具有高模量、高强度、高伸长率和高弹性以及优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能，同时还具有很高的极性，与ABS.PC等极性工程塑料粘接性良好。
SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌段共聚物。SEBS不含不饱和和双键，因此具有良好的稳定性，同时SEBS具有高柔顺行和舒适的手感。
目前市场上的ABS包覆材料大多采用SBS为主料，通过添加白油和少量ABS调节硬度，添加ABS在这里同时起到增加包覆材料与ABS制品的相容性的作用，这种包覆材料的包覆效果较理想，但材料的强度和手感略显不足，表面容易泛白，不耐刮擦，硬度较低时还呈现发粘现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有较好极性和柔顺性，与ABS材料能稳定的粘接在一起，而且拉伸强度和撕裂强度高的用于包覆ABS材料的软胶。本发明还要提供该种软胶的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种用于包覆ABS材料的软胶，其组成按重量配比为(％)：热塑性聚氨酯弹性体30-60％；白油5-25％；热塑性弹性体15-25％；ABS树脂10～20％；相溶剂3-5％抗氧剂0.2-0.4％；其它助剂0.5-1％。
其中，所述热塑性聚氨酯弹性体为相对密度1.16-1.20的透明聚酯型热塑性聚氨酯弹性体。所述白油为化妆级白油，透明无味。所述热塑性弹性体为线性高分子量热塑性弹性体，苯乙烯含量30-40％，邵氏硬度70-85A所述ABS树脂中重量配比为：橡胶含量20-35％，苯乙烯含量35-50％，丙烯腈含量30-45％。所述相溶剂为SEBS接枝马来酸酐，接枝率为1.7％。所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯辅抗氧剂的复配。所述其它助剂包括润滑剂，加工助剂。
一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备方法，包括步骤：
a：按重量配比称取好热塑性弹性体和白油，将热塑性弹性体倒入搅拌设备，边滴加白油边缓慢搅拌，混合均匀；
b：按重量配比称取好余下的其它原料，与a步骤中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均匀；
c：将b中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度180-190℃，二区温度185-210℃，三区温度185-210℃，四区温度185-210℃，机头温度185-210℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。
本发明采用TPU，SEBS为主料，通过添加白油和ABS调节硬度，ABS同时提供了包覆材料与ABS制件的相容作用，此种包覆材料综合了TPU的高强度，高弹性，耐刮擦和SEBS的良好柔顺性和舒适的手感，TPU的强极性和ABS具有很好的粘接强度，SEBS和ABS也具有良好的相容性，制得后的包覆材料与ABS制件具有极强的粘接力，包覆效果理想。
与传统的SBS为基料的包覆材料相比，本次发明的包覆材料具有更好的强度，回弹性和手感，表面不会泛白和发粘，耐刮擦性好，粘接性与SBS包覆材料相接近。
所以，本发明具有以下有益效果：
1：用的原材料都是环保卫生级的，制备的软胶与人体接触不会造成任何对人体有害的物质。
2：在保证了材料具有TPU的高强度、高弹性以及优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能的同时，还拥有了SEBS材料的高柔顺性和舒适感，同时材料还具有和ABS材料的良好的粘接性。
3：加入的ABS树脂和相溶剂，保证了TPU和SEBS的良好的相容性的同时，还赋予了材料与ABS的良好的粘接性，进一步提高了软胶和ABS基材之间的包覆效果。
4：本发明提出的一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备工艺简单。
具体实施方式
本发明用于包覆ABS材料的软胶是热塑性聚氨酯弹性体TPU和热塑性弹性体SEBS的合金，加入白油调节软胶的硬度，满足各种硬度下的需求，相容剂和ABS树脂使TPU和SEBS具有很好的相容性，同时能够增加软胶与ABS基材的粘接性。
本发明提供的一种用于包覆ABS材料的软胶，其组成按重量配比为(％)：TPU30-60％；白油5-25％；SEBS15-25％；ABS树脂10～20％；相溶剂3-5％抗氧剂0.2-0.4％；其它助剂0.5-1％。
其中，TPU为相对密度1.20-1.22的透明聚酯型TPU；白油为化妆级白油，透明无味；SEBS为线性高分子量SEBS，苯乙烯含量30-40％，邵氏硬度70-85A；ABS树脂中重量配比为：橡胶含量20-35％，苯乙烯含量35-50％，丙烯腈含量30-45％；相容剂采用接枝型相容剂，SEBS接枝马来酸酐，接枝率为1.7％；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯辅抗氧剂的复配；其它助剂包括润滑剂EBS和加工助剂E525.
在本发明中，先按重量配比称取好SEBS和白油，将SEBS倒入搅拌设备，边滴加白油边缓慢搅拌，混合均匀；再按重量配比称取好余下的其它原料，与上面混合好的物料一起放入到混合器中混合直到均匀；最后将完全混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度180-190℃，二区温度185-210℃，三区温度185-210℃，四区温度185-210℃，机头185-210℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：
在下列实施例的复合材料配方中，TPU选用邵氏硬度为86A的透明聚酯型，如Bayer公司生产的，商品牌号TPU 385E；SEBS选用苯乙烯含量33％，邵氏硬度77A的线性高分子量SEBS，如巴陵石化生产的，商品牌号SEBS YH-503；白油为化妆级15#白油，选用克拉玛依生产的；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，选用Ciba公司生产，商品牌号分别为Irganox1010，和Irganox168；相溶剂选用SEBS接枝马来酸酐，接枝率1.7％左右，如Karton公司生产的，商品牌号SEBS FG1901等，润滑剂为上海苏泰山化工生产的，商品牌号EBS120，加工助剂为德固赛生产，商品牌号E525。
实施例1：
将SEBS按重量比为20％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油5％缓慢滴加到SEBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按TPU 55％，ABS 15％，相容剂4％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
实施例2：
将SEBS按重量比为20％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油10％缓慢滴加到SEBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按TPU 50％，ABS 15％，相容剂4％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
实施例3：
将SEBS按重量比为20％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油15％缓慢滴加到SEBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按TPU 45％，ABS 15％，相容剂4％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
实施例4：
将SEBS按重量比为20％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油20％缓慢滴加到SEBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按TPU 40％，ABS 15％，相容剂4％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
实施例5：
将SEBS按重量比为20％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油25％缓慢滴加到SEBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按TPU 35％，ABS 15％，相容剂4％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
对比例1：
将SBS按重量比为70％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油15％缓慢滴加到SBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按ABS 14％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
对比例2：
将SBS按重量比为60％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油25％缓慢滴加到SBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按ABS 14％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
对比例3：
将SBS按重量比为50％(以下均为重量比)称好倒入搅拌器，白油35％缓慢滴加到SBS中，边滴加边缓慢搅拌直到滴加完，搅拌均匀，再按ABS 14％，1010/168 0.2/0.1％，EBS 0.4％，E525 0.3％称好，倒入搅拌器搅拌均匀。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：190℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：185℃；停留时间1～2min。压力为14MPa。
性能测试：
拉伸强度按GB/T 1040标准进行测试，试样类型为II型试样，样条尺寸(mm)：115(长)×(6±0.4)(中间平行部分宽度)×2(厚度)，拉伸速度为200mm/min；
撕裂强度按GB/T 1040标准进行测试，试样类型为II型试样，样条尺寸(mm)：115(长)×(6±0.4)(中间平行部分宽度)×2(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
硬度按GB/T 2411标准进行测试，试验类型为邵氏A型硬度计测试，试样尺寸(mm)：(50±2)×(50±0.2)×(6±0.2)。
粘合强度按GB/T 7760标准进行测试，标准试样由尺寸(mm)：厚度(6.0±0.1)×宽度(25±0.1)×长度125橡胶条与硬质板材粘合所组成，粘合面尺寸(mm)：长度(25±0.1)×宽度(25±0.1)，拉伸速度为50mm/min.
表1：实施例1-5配方及材料性能表
 
组成 实施例1  实施例2      实施例3      实施例4      实施例5     
TPU(％) 55 50 45 40 35
白油(％) 5 10 15 20 25
SEBS(％) 20 20 20 20 20
ABS(％) 15 15 15 15 15
相容剂(％) 4 4 4 4 4
1010(％) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
168(％) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
EBS(％) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
E525(％) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
拉伸强度(MPa)    10.2 9.1 7.5 5.8 4.6
断裂伸长率(％)       210 192 176 146 125
硬度(ShoreA)         83 80 75 68 62
撕裂强度(kg/cm2) 29 27 23 18 16
粘合强度(KN/m)   1.26 1.24 1.21 1.18 1.18
表2：实施例6-8配方及材料性能表
 
组成 对比例1 对比例2 对比例3
SBS(％) 70 60 50
白油(％) 15 25 35
ABS(％) 14 14 14
1010(％) 0.2 0.2 0.2
168(％) 0.1 0.1 0.1
EBS(％) 0.4 0.4 0.4
E525(％) 0.3 0.3 0.3
拉伸强度(MPa) 7.4 5.4 2.7
断裂伸长率(％) 240 194 168
硬度(Shore A) 85 73 58
撕裂强度(kg/cm2) 17 15 11
粘合强度(KN/m) 1.28 1.24 1.21
由表1可以看出，TPU含量在35～55％范围内变动，随着TPU含量的不断下降和白油含量不断升高，软胶的硬度从83A一直下降到62A，拉伸强度下降较明显，断裂伸长率也有所下降，但是材料和ABS的粘合强度保持在1.20附近，粘合强度大，软胶与ABS基材之间的粘接性良好，无明显变化，与表2的对比例对照，在相同的硬度下，表1中实施例的拉伸强度和撕裂强度明显要高，粘合强度相接近，材料表面不发粘，各种硬度也可以满足不同场合的需求，材料表面还具有良好的柔顺性和舒适的手感，耐刮擦，不泛白，同时提供了减震，减噪，耐油，耐老化，耐低温等高附加属性，满足ABS材料在汽车工业、家电电子电气工业、玩具、日用品、机械工业等领域的需求。
以上对本发明所提供的一种用于包覆ABS材料的软胶及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1、一种用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于，其组成按重量百分比为：
热塑性聚氨酯弹性体 30-60％；
白油 5-25％；
热塑性弹性体 15-25％；
ABS树脂 10-20％；
相溶剂 3-5％
抗氧剂 0.2-0.4％；
其它助剂 0.5-1％。
2、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述热塑性聚氨酯弹性体为相对密度1.16-1.20，透明聚酯型热塑性聚氨酯弹性体。
3、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述白油为透明无味的化妆级白油。
4、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述的热塑性弹性体为线性高分子量热塑性弹性体，苯乙烯含量30-40％，邵氏硬度70-85A。
5、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述的ABS树脂中重量配比为：橡胶含量20-35％，苯乙烯含量35-50％，丙烯腈含量30-45％。
6、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述的相容剂为SEBS接枝马来酸酐，接枝率为1.7％。
7、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯辅抗氧剂的复配。
8、如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶，其特征在于：所述的其它助剂包括润滑剂和/或加工助剂。
9、一种如权利要求1所述的用于包覆ABS材料的软胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：
a：按重量配比称取好热塑性弹性体和白油，将热塑性弹性体倒入搅拌设备，边滴加白油边缓慢搅拌，混合均匀；
b：按重量配比称取好余下的其它原料，与a步骤中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均匀；
c：将b中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度180-190℃，二区温度185-210℃，三区温度185-210℃，四区温度185-210℃，机头温度185-210℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。
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