CN101824201B - 一种新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法 - Google Patents

一种新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法。本发明利用氢化苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)共聚物(即通常所说的SEBS)的弹性、柔韧性和聚苯醚(PPE)的刚性、强度、耐高温性和电绝缘性等,先将两者或两者中的一种进行宫能化,然后进行共混改性,从而得到一种具有高度弹性、柔韧性和良好热力学性能的新型热塑性弹性体材料。若在利用此方法制备材料的过程当中加入无卤阻燃剂,则可得到具有良好性能的无卤阻燃材料,阻燃等级达到VW-1级。本发明的特点是,将SEBS和PPE两者或两者中的一种进行宫能团化后,再将PPE和SEBS进行共混改性,大大增加了SEBS和PPO的相容性和结合力,从而得到一种新的具有良好柔韧性和综合热力学性能的热塑性弹性体材料。

Description

一种新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体技术领域,尤其涉及一种具有良好柔韧性和综合热力学性能新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法。
技术背景
热塑性弹性体是一类应用范围很广,兼具有橡胶和热塑性塑料特性的高分子材料,广泛应用于胶鞋、玩具、运动器材、电动工具、汽车零部件、电线电缆、胶管及家用电器等领域。氢化苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)共聚物(即SEBS)是具有很好的弹性、柔韧性的弹性体材料,而聚苯醚(PPE)则是具有很好的强度、刚性、耐高温性和电绝缘性的工程塑料,将两者进行共混改性,则可能会得到一种新型具有良好综合热力学性能的热塑性弹性体材料,从而大大扩展热塑性弹性体的应用范围。
发明内容
本发明利用氢化苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)共聚物(即SEBS)的弹性、柔韧性和聚苯醚(PPE)的刚性、强度、耐高温性和电绝缘性等,将两者进行共混改性,其目的是为了获得一种新型的具有良好柔韧性、弹性和综合热力学性的热塑性弹性体材料。
为此,本发明通过以下技术方案获得:
一、聚苯醚进行官能化,其方法如下:
1、原料组成:按重量份数(份)
PPE:100
引发剂:0.001-3
官能化单体:0.1-10
其中,所述引发剂为氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰、过氧化酯、过氧化二碳酸酯、偶氮类引发剂等的一种或几种的组合体;
其中,所述官能化单体为顺丁烯二酸酐、丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯等的一种或几种的组合体;
2、制备方法:
将上述原料混合均匀后,通过单或双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到PPE官能化物(我们将此PPE官能化物称作PPE-G,以下照此名称)。
二、SEBS进行官能化,其方法如下:
1、原料组成:按重量份数(份)
SEBS:100
填充油:0-500
(我们将前此二种组合物称作SEBS-BL,以下照此名称)
引发剂:0.001-3
官能化单体:0.1-10
其中,所述填充油为各种环烷油、石蜡油、白油、硅油等橡胶填充油;
其中,所述引发剂为氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰、过氧化酯、过氧化二碳酸酯、偶氮类引发剂等的一种或几种的组合体;
其中,所述官能化单体为顺丁烯二酸酐、丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯等的一种或几种的组合体。
2、制备方法:
将上述原料混合均匀后,通过单或双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到SEBS官能化物(我们将此SEBS官能化物称作SEBS-G,以下照此名称)。
三、PPE与SEBS进行熔融共混
PPE与SEBS共混按以下几种配混方式都可达到所需效果:
方式一:上述(一)和(二)中的官能化物PPE-G和SEBS-G进行共混,其比例如下(按重量百分比计):
PPE-G:5-80%
SEBS-G:95-20%
方式二:将未官能化PPE与(二)中官能化物SEBS-G进行共混,其比例如下(按重量百分比计):
PPE:5-80%
SEBS-G:95-20%
方式三:将(一)中官能化物PPE-G与(二)中未官能化组合物SEBS-BL进行共混,其比例如下(按重量百分比计):
PPE-G:5-80%
SEBS-BL:95-20%
方式四:把(一)或(二)中的官能化物作为相容剂分别加入PPE与SEBS的共混物中进行共混:(按重量百分比计):
PPE+PPE-G:5-80%,其中PPE-G占此二者总重量的0-100%
SEBS-BL+SEBS-G:95-20%,其中SEBS-G占此二者总重量的0-100%
原料按上述任何一种配混方式混合均匀以后,通过单或双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,则得到我们所需要的热塑性弹性体,此弹性体具有良好的柔韧性、弹性和综合热力学性能。
若在PPE与SEBS四种配混方式中的任何一种方式中加入无卤阻燃剂,则可得到性能良好的无卤阻燃产品,阻燃等级可达到VW-1级,无滴落,且产品具有良好的柔韧性和挤出表面光洁度。其中的无卤阻燃剂为磷系阻燃剂,如红磷、间苯二酚-双(磷酸二苯酯),双酚A-二(磷酸二苯酯)或磷氮系阻燃剂(如磷系阻燃剂与三聚氰胺衍生物复配物等)的一种或几种的复合物。
以下是本发明的具体实施例:
PPE与SEBS共混共有四种方式,每种方式各举实例如下:
实例一:PPE-G与SEBS-G共混实例:
首先将PPE和SEBS分别进行官能化。
其中,PPE进行官能化的原料组成:按重量份数(份)
PPE:100
过氧化二异丙苯:0.3
顺丁烯二酸酐:3
其中,SEBS进行官能化的原料组成:按重量份数(份)
SEBS:100
白油:30
偶氮二异丁氰:0.4
丙烯酸丁酯:3
将上述原料分别混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,分别得到PPE官能化物PPE-G和SEBS官能化物SEBS-G,再按如下比例称取此二种官能化物:按重量份数(份):
PPE-G:60  SEBS-G:40
二者混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度45MPa,断裂伸长率180%,弯曲强度12.6MPa,维卡软化点125℃,邵氏硬度95,并且产品具有良好的柔韧性。
实例二:PPE与SEBS-G共混实例
SEBS进行官能化的原料组成:按重量份数(份)
SEBS:100
硅油:50
过氧化苯甲酰:0.5
丙烯酸:5
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到SEBS官能化物SEBS-G,再按如下比例称取:按重量份数(份)
PPE:30  SEBS-G:70
二者混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度24Mpa,断裂伸长率400%,弯曲强度6.6Mpa,维卡软化点:85℃,邵氏硬度75,并且产品具有良好的柔韧性。
实例三:官能化物PPE-G与未官能化组合物SEBS-BL共混实例
PPE进行官能化原料组成:按重量份数(份)
PPE:100
异丙苯过氧化氢:0.2
甲基丙烯酸缩水甘油酯:3
SEBS组合物的原料组成:按重量份数(份)
SEBS:100环烷油:200
将上述原料分别混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,分别得到PPE的官能化物PPE-G和SEBS的未官能化组合物SEBS-BL,再按如下比例称取:按重量份数(份)
PPE-G:30  SEBS-BL:70
二者混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度15Mpa,断裂伸长率500%,弯曲强度4.2MPa,维卡软化点75℃,邵氏硬度60,并且产品具有良好的柔韧性。
再将PPE和SEBS的官能化物PPE-G和SEBS-G分别作为相容剂,加入PPE与SEBS的共混物中进行共混,实例如下:
制作用作相容剂的PPE和SEBS官能化物实例:
PPE和SEBS进行官能化的原料组成:
1、PPE官能化原料组成:按重量份数(份)
PPE:100
过氧化二异丙苯:0.3
甲基丙烯酸丁酯:3
2、SEBS官能化原料组成:按重量份数(份)
SEBS:100
石蜡油:30
过氧化苯甲酰:0.3
顺丁烯二酸酐:3
按上述组成,将原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,分别得到PPE官能化物PPE-G和SEBS官能化物SEBS-G,将它们分别用于PPE和SEBS共混的相容剂,实例如下:
实例四:按重量份数(份)
PPE:30
PPE-G:10
SEBS:30
硅油:30
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度25MPa,断裂伸长率300%,弯曲强度6.5MPa,维卡软化点92℃,邵氏硬度85,并且产品具有良好的柔韧性。
实例五:按重量份数(份)
PPE:40
SEBS-G:10
SEBS:25
硅油:25
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度23MPa,断裂伸长率320%,弯曲强度6.1MPa,维卡软化点90℃,邵氏硬度83,并且产品具有良好的柔韧性。
实例六:按重量份数(份)
PPE:30
PPE-G:10
SEBS-G:10
SEBS:25
硅油:25
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的热塑性弹性体,其性能指标如下:
拉伸强度25MPa,断裂伸长率330%,弯曲强度6.3MPa,维卡软化点91℃,邵氏硬度85,并且产品具有良好的柔韧性。
在PPE和SEBS按上述四种方式中的任何一种进行共混的过程当中,加入无卤阻燃剂,即可获得无卤阻燃材料,其实例如下:
实例七(以上述实例二情况为基础):
原料组成:按重量份数(份)
PPE:30
SEBS-G:70
红磷:8
其它加工助剂:5
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的无卤阻燃产品,其性能指标如下:
拉伸强度15MPa,断裂伸长率300%,弯曲强度:7.6MPa,维卡软化点80℃,邵氏硬度75,阻燃等级达到VW-1级,无滴落,且产品具有良好的柔韧性和挤出表面光洁度。
实例八(以上述实例五情况为基础):
原料组成:按重量份数(份)
PPE:40
SEBS-G:10
SEBS:25
硅油:15
双酚A-二(磷酸二苯酯):15
磷氮系复配阻燃剂:15
其它加工助剂:5
将上述原料混合均匀以后,通过双螺杆挤出机中熔融挤出,切粒,得到的无卤阻燃产品,其性能指标如下:
拉伸强度19MPa,断裂伸长率210%,弯曲强度8.6MPa,维卡软化点80℃,邵氏硬度78,阻燃等级达到VW-1级,无滴落,且产品具有良好的柔韧性和挤出表面光洁度。
以上对本发明所提供的一种新型热塑性弹性体和相关无卤阻燃材料及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例只是用于帮助理解本发明及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及其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 (1)

1.一种具有良好柔韧性和综合热力学性能的热塑性弹性体,其特征在于:首先将氢化苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)共聚物,即通常称的SEBS,和聚苯醚,即通常称的PPE,分别进行官能化;然后将PPE官能化物PPE-G和SEBS官能化物SEBS-G作为相容剂加入PPE与SEBS-BL中混合均匀,其中原料的用量按重量百分比为,PPE+PPE-G:5-80%,SEBS-BL+SEBS-G:95-20%,混合时还加入了无卤阻燃剂,最后通过单或双螺杆挤出机熔融挤出,切粒,得到性能良好的无卤阻燃产品,阻燃等级可达到VW-1级,无滴落,且产品具有良好的柔韧性和挤出表面光洁度;
其中,无卤阻燃剂为磷系阻燃剂;SEBS-BL为SEBS与填充油的组合物,所述SEBS的用量为100重量份,所述填充油为环烷油、石蜡油、白油、硅油,其用量为大于0至500重量份;
聚苯醚通过下述方法进行官能化,按重量份数,将100份PPE、0.001-3份引发剂、0.1-10份官能化单体混合均匀后,通过单或双螺杆挤出机熔融挤出,切粒,得到PPE官能化物PPE-G;其中,所述引发剂为氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰、过氧化二碳酸酯、偶氮类引发剂的一种或几种的组合体,其中,所述官能化单体为顺丁烯二酸酐、丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯的一种或几种的组合体;
SEBS通过下述方法进行官能化,按重量份数,将100份SEBS、填充油、0.001-3份引发剂、0.1-10份官能化单体混合均匀后,通过单或双螺杆挤出机熔融挤出,切粒,得到SEBS官能化物SEBS-G,其中,所述填充油为环烷油、石蜡油、白油、硅油,其用量为大于0至500重量份,所述引发剂为氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰、过氧化二碳酸酯、偶氮类引发剂的一种或几种的组合体,所述官能化单体为顺丁烯二酸酐、丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯的一种或几种的组合体。
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