CN101914281A - 热塑性弹性体组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热塑性弹性体组合物，其主要由下述重量组分塑炼而成：热塑性聚氨酯弹性体100份、聚氯乙烯热塑性弹性体30～150份、苯乙烯弹性体25～50份、并用胶0～30份和助剂4～8份；所述助剂为稀土复合稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸或聚乙烯蜡中的任意一种或几种；所述并用胶为丁腈胶N18。本发明选用极性相似性质互补的热塑性弹性体合成并用，并选择了“相容剂”，使几种不同结构的分子有机地优优组合，使生成的新型热塑性弹性体性能优越，价格适宜，能满足市场制品的要求，由于产品达到优耐油、耐-35℃低温、耐酸碱、耐老化且比重比同价格硫化制品小的技术优点，适用范围广。

Description

热塑性弹性体组合物

技术领域

本发明涉及一种塑料或橡胶材料，尤其是一种热塑性弹性体及其生产方法。

背景技术

热塑性弹性体TPVC(聚氯乙烯热塑性弹性体)具有较强的拉伸强度，较好的耐天候老化性能，价格相对低廉；热塑性弹性体TPU(热塑性聚氨酯弹性体)具有优越的耐低温性能，优越的弹性伸张率和非常低的永久变型性，但耐天候老化性能较差，价格相对昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐天候老化性能和耐低温性能好、造价低的热塑性弹性体。

为解决上述技术问题，本发明由下述重量组分塑炼而成：热塑性聚氨酯弹性体(TPVC)100份、聚氯乙烯热塑性弹性体(TPU)30～150份、苯乙烯弹性体25～50份、并用胶0～30份和助剂4～8份；所述助剂为稀土复合稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸或聚乙烯蜡中的任意一种或几种；所述并用胶为丁腈胶N18。

所述热塑性聚氨酯弹性体、聚氯乙烯热塑性弹性体和苯乙烯弹性体的硬度与最终产品硬度均一致。

优选的所述热塑性聚氨酯弹性体包括甲、乙两种组分：所述甲组分由下述重量份数的组分塑炼而成：聚醚多元醇或聚酯多元醇100份，扩链交联剂1～60份，催化剂0～10份，增强剂1～5份，防静电、耐低温、耐水解剂1～50份，填充料0～200份，消泡剂0.1～20份，颜料0～10份；所述乙组分包括：异氰酸酯或复合异氰酸酯；所述甲组分和乙组分的重量比为12∶1～1∶1；所述聚醚多元醇为：聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯多元醇或氧化丙烯与氧化乙烯共聚物中的任意一种；所述聚酯多元醇为：聚乙二酸乙二醇酯二醇、聚乙二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚乙二酸-1，4-丁二酸酯二醇或聚乙二酸蓖麻油酯多元醇中的任意一种或几种；所述扩链交联剂为：乙二醇、丙二醇、1，4一丁二醇、1，6己二醇、二甘醇、丙三醇或蓖麻油中的任意一种或几种；所述催化剂为：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三乙烯二胺；所述增强剂为：3628聚合物聚醚多元醇；所述防静电、耐低温、耐水解剂为蓖麻油；所述填充料为：碳酸钙或活性二氧化硅，粒度600目～1200目；所述消泡剂为：硅烷类消泡剂或氧化钙；所述颜料为：立索尔宝红、立索尔大红、金光大红、808大红、酞菁兰、酞菁绿、联苯胺黄、永固桔黄、永固黄钛白粉、铬绿或碳黑中的任意一种；所述异氰酸酯为：二苯基甲烷-4.4二异氰酸酯(MDI)或碳化二亚胺改性的MDI，所述复合异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)与多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)的40/60混合物。

优选的热塑性聚氨酯弹性体中还含有1～5份阻燃剂和占热塑性聚氨酯弹性体总重量0.1％-1％的稳定剂；

所述阻燃剂为：二乙二醇磷酸酯、三(聚氧化烯烃)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)亚磷酸酯或三磷酸酯二溴戊二醇中的一种或几种；

所述稳定剂为：抗氧剂1010，分子式为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯，或抗氧剂264，分子式为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，和紫外线吸收剂UV-327，分子式为2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑，或紫外线吸收剂UV-531，分子式为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

优选的聚氯乙烯热塑性弹性体由下述重量配比的原料制成：聚氯乙烯树脂x-2000、x-2500、x-1300或x-1000中的一种或几种共100份，增塑剂70-150份，填充剂20-160份，阻燃剂60-160份，助剂6-8份；

所述增塑剂为：邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油或50#氯化石蜡中一种或几种；所述填充剂为：煅烧高岭土、云母粉、轻质碳酸钙、1000目～1200目滑石粉或白碳黑中的一种或几种；所述阻燃剂为：三氧化二锑、十溴苯醚、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、磷酸三甲苯脂或磷酸三氯乙酯中一种或几种；所述助剂为：二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅，硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镉，硬脂酸，聚乙烯蜡或石蜡中的任意一种。

优选的苯乙烯弹性体由下述重量配比的原料制成：所述苯乙烯弹性体由下述重量配比的原料制成：SEBS₅₀₃或马来酸酐接枝SEBS或者两者混合物100份、增强剂5～100份、骨架强硬剂30～150份、增塑软化剂150～200份和助剂4～9份；所述增强剂为：聚丙烯或接枝率2％wt～9％wt的马来酸酐接枝聚丙烯；所述骨架强硬剂为：轻质碳酸钙或轻质碳酸镁；所述增塑软化剂为：环烷油4010#、白油26#或白油15#中的一种或几种；所述助剂为：硬脂酸锌、硬脂酸聚或乙烯蜡。

TPVC和TPU二者皆具有优越的耐矿物油性；二者极性相似，便于合成共混，性质互补，优劣互补，互相改性。本发明中同时采用了“相容剂”丁晴胶N18和“万用相容剂”苯乙烯弹性体(SEBS₅₀₃和马来酸酐接枝SEBS)。根据产品性能要求不同，使不同比例的热塑性弹性体合成共混，得到不同显著性的新型热塑性弹性体。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明选用极性相似性质互补的热塑性弹性体合成并用，并选择了“相容剂”，使几种不同结构的分子有机地优优组合使生成的新型热塑性弹性体性能优越，价格适宜，能满足市场制品的要求，由于产品达到优耐油、耐-35℃低温、耐酸碱、耐老化且比重比同价格硫化制品小的技术优点，适用范围广。本发明弹性体的产品不仅压缩变型低，抗曲挠性强，而且耐天候老化、耐臭氧老化、回弹力小。用本发明弹性体可通过吹塑、挤塑、注塑等不同工艺，制造硬度、弹性等多种不同机械性能要求的部件和产品。本发明产品在生产时，免去硫化过程，设备简单，工艺简便，用各种普通吹塑机、注塑机和挤出机均可成型，边角余料可回收再利用，节约原材料和生产费用，生产过程中不产生任何“三废”排放和环境污染。

本发明弹性体尤其适用于线缆绝缘和护套；汽车及机动车，建筑铝塑门窗，集装箱，冷库，冰箱，冰柜密封条和密封件，耐油，耐低温胶管、胶绳、胶棒；注塑、吹塑成型的耐低温、耐油机械部件。

具体实施方式

实施例1

(1)热塑性弹性组合物的组分及重量比参见表1。

           表1 热塑性弹性体组合物的组分及重量份数比

注：①所述颜料为立索尔宝红、立索尔大红，联苯胺黄、直接耐晒黄，酞青蓝，钛青绿或钛白粉中的任意一种或几种。

制备方法：

A.按照表1中所列组分及重量份数备料；

B.首先将步骤A中提供的组分加入搅拌混料机中，搅拌均匀；

C.塑炼：将塑料挤出造粒机各段升温至100℃-160℃，加料，在转速为28-32转/分转速、控制各段温度在100℃-160℃的条件下，使原料充分混炼、塑炼，冷却，自动切粒得到热塑性弹性体组合物。

(2)表1中，热塑性聚氨酯弹性体的组分及重量比参见表2。

         表2 热塑性聚氨酯弹性体成分及重量份数比

注：①所述聚醚多元醇与聚酯多元醇分子量应为200-6000之间，也可选用二元醇或多元醇，二元醇分子量在400-2000之间。本发明选用二元醇和多元醇并用，分子量1000-5000之间；

②稳定剂的组分含量表示占热塑性聚氨酯弹性体总重量的百分比。

制备方法按照制备热塑性聚氨酯弹性体的常规方法制备。

(3)表1中，聚氯乙烯热塑性弹性体的组分及重量比参见表3。

          表3 聚氯乙烯热塑性弹性体的成分及重量份数比

制备方法：

A.按照表3的重量比份备料。

B.首先将PVC树脂加入搅拌混料机中，开动机器，在旋转过程中先加入50％(重量)的增塑剂。此步骤为化学反应，随着搅拌的持续进行，物料温度逐渐上升，PVC被逐渐增塑。然后依“少量多次”的原则，分批次加入增塑剂至所需增塑剂总重量的90％，此时物料温度升达75℃-80℃，务必使物料仍保持干松粉状，否则，为操作不当或失误。

C.当被充入的增塑剂总重量的90％，温度升达75℃-80℃，物料仍保持干松粉状，则反应达到要求。随后，加入填充剂、助剂和剩余的增塑剂，搅拌均匀，准备放料；

D.准备放料前加入块、粒或粉状并用胶和/或万用相容剂，快速搅拌均匀，迅速放料，此工序要求严格：①在树脂反应增塑完全后加入并用胶；②对于“快速搅拌，迅速放料”，稍加迟延，物料将结块或粘结，影响整体结果；

E.塑炼：控制挤出造粒机温度115℃-140℃，转速为28-32转/分，使物料完全、充分地塑炼、混炼均匀，冷却，自动切粒得到聚氯乙烯热塑性弹性体。

(4)表1中，苯乙烯弹性体的组分及重量比参见表4。

A.按照表4的重量份数比备料；

B.首先将SEBS或马来接枝SEBS加入搅拌混料机中，升动机器，在搅拌过程中分批次加入总量90％wt的增塑软化剂，使软化剂被SEBS均匀地被完全充分吸收；

D.当充油完全时，加入骨架强硬剂、助剂、增强剂和剩余的10％wt的增塑软化剂，混合均匀；

E.塑炼：首先将挤出造粒机各段升温至180℃-200℃，加料，在挤出机转速为28-32转/分转速下，控制各段温度在180℃-200℃下，使原料充分混炼、塑炼，冷却，自动切粒得到专用热塑性弹性体TPS。

           表4 苯乙烯弹性体的成分及重量份数比

实施例2、实施例3、实施例4和实施例5

热塑性弹性体组合物、热塑性聚氨酯弹性体、聚氯乙烯热塑性弹性体和苯乙烯弹性体的组分及重量份数比分别参见表1、表2、表3和表4，其制备方法与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种热塑性弹性体组合物，其特征在于，其主要由下述重量组分塑炼而成：热塑性聚氨酯弹性体100份、聚氯乙烯热塑性弹性体30～150份、苯乙烯弹性体25～50份、并用胶0～30份和助剂4～8份；所述助剂为稀土复合稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸或聚乙烯蜡中的任意一种或几种；所述并用胶为丁腈胶N18。

2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于还包括0～5重量份的颜料，所述颜料为立索尔宝红、立索尔大红，联苯胺黄、直接耐晒黄，酞青蓝，钛青绿或钛白粉中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于所述热塑性聚氨酯弹性体、聚氯乙烯热塑性弹性体和苯乙烯弹性体的硬度与最终产品硬度均一致。

4.根据权利要求3所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体包括由甲、乙两种组分：

所述甲组分由下述重量份数的组分塑炼而成：聚醚多元醇或聚酯多元醇100份，扩链交联剂1～60份，催化剂0～10份，增强剂1～5份，防静电、耐低温、耐水解剂1～50份，填充料0～200份，消泡剂0.1～20份，颜料0～10份；

所述乙组分包括：异氰酸酯或复合异氰酸酯；

所述甲组分和乙组分的重量比为12∶1～1∶1；

所述聚醚多元醇为：聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯多元醇或氧化丙烯与氧化乙烯共聚物中的任意一种；所述聚酯多元醇为：聚乙二酸乙二醇酯二醇、聚乙二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚乙二酸-1，4-丁二酸酯二醇或聚乙二酸蓖麻油酯多元醇中的任意一种或几种；

所述扩链交联剂为：乙二醇、丙二醇、1，4一丁二醇、1，6己二醇、二甘醇、丙三醇或蓖麻油中的任意一种或几种；

所述催化剂为：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三乙烯二胺；

所述增强剂为：3628聚合物聚醚多元醇；

所述防静电、耐低温、耐水解剂为蓖麻油；

所述填充料为：碳酸钙或活性二氧化硅，粒度600目～1200目；

所述消泡剂为：硅烷类消泡剂或氧化钙；

所述颜料为：立索尔宝红、立索尔大红、金光大红、808大红、酞菁兰、酞菁绿、联苯胺黄、永固桔黄、永固黄钛白粉、铬绿或碳黑中的任意一种；

所述异氰酸酯为：二苯基甲烷-4.4二异氰酸酯(MDI)或碳化二亚胺改性的MDI，所述复合异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)与多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)的40/60混合物。

5.根据权利要求4所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于：所述热塑性聚氨酯弹性体中还含有1～5份阻燃剂和占热塑性聚氨酯弹性体总重量0.1％-1％的稳定剂；

所述阻燃剂为：二乙二醇磷酸酯、三(聚氧化烯烃)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)亚磷酸酯或三磷酸酯二溴戊二醇中的一种或几种；

所述稳定剂为：抗氧剂1010和/或抗氧剂264，和紫外线吸收剂UV-327和/或紫外线吸收剂UV-531。

6.根据权利3所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述聚氯乙烯热塑性弹性体由下述重量配比的原料制成：聚氯乙烯树脂x-2000、x-2500、x-1300或x-1000中的一种或几种共100份，增塑剂70-150份，填充剂20-160份，阻燃剂60-160份，助剂6-8份；

所述增塑剂为：邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油或50#氯化石蜡中一种或几种；

所述填充剂为：煅烧高岭土、云母粉、轻质碳酸钙、1000目～1200目滑石粉或白碳黑中的一种或几种；

所述阻燃剂为：三氧化二锑、十溴苯醚、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、磷酸三甲苯脂或磷酸三氯乙酯中一种或几种；

所述助剂为：二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅，硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镉，硬脂酸，聚乙烯蜡或石蜡中的任意一种。

7.根据权利3所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述苯乙烯弹性体由下述重量配比的原料制成：SEBS₅₀₃或马来酸酐接枝SEBS或者两者混合物100份、增强剂5～100份、骨架强硬剂30～150份、增塑软化剂150～200份和助剂4～9份；

所述增强剂为：聚丙烯或接枝率2％wt～9％wt的马来酸酐接枝聚丙烯；

所述骨架强硬剂为：轻质碳酸钙或轻质碳酸镁；

所述增塑软化剂为：环烷油4010#、白油26#或白油15#中的一种或几种；

所述助剂为：硬脂酸锌、硬脂酸聚或乙烯蜡。