CN102372893A - 一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物及其制备方法，组合物包括以下组分及重量份含量：苯乙烯类嵌段共聚物树脂10～60、SE交叉聚合物5～85、橡胶加工油5～60、聚烯烃0～60、无机矿物填料0～50、抗氧剂0.1～0.3，上述组分预混后放入到双螺杆挤出机中进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。与现有技术相比，本发明既具有苯乙烯嵌段共聚物的高弹性，同时其力学性能大大提高，断裂拉伸强度可提高100％-300％。

Description

一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子组合物及其制备方法，尤其是涉及一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体在常温下具有橡胶的柔软弹性，在高于其熔点或软化点的温度下又可像热塑性塑料一样可以任意加工成型和回收利用。热塑性弹性体的种类很多，其中苯乙烯类热塑性弹性体(或苯乙烯嵌段共聚物)最为广泛使用的一类弹性体。它是以玻璃态的聚苯乙烯为硬段，以橡胶态的聚丁二烯或异戊二烯为软段组成的嵌段共聚物。因其具有极佳的回弹性和表面触感、优异的耐候性、耐臭氧、耐寒性、可多次回收利用以及产品的灵活可调性等一系列优点而广泛应用在汽车、建筑、体育用品、医疗器具、电子电器、日常用品等领域里。现有的普通苯乙烯类热塑性弹性体在断裂强度等力学性能方便比聚氨酯弹性体要低很多，它在制造高压水管，高耐磨脚轮，垫圈等一些对力学性能要求较高的部件时往往不能达到要求，限制了材料的使用范围。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高力学性能及断裂拉伸强度的苯乙烯类热塑性弹性体组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂    10～60；
SE交叉聚合物              5～85；
橡胶加工油                5～60；
聚烯烃             0～60；
无机矿物填料       0～50；
抗氧剂             0.1～0.3。
所述的苯乙烯类嵌段共聚物树脂重量份含量优选20～30，SE交叉聚合物重量份含量优选10～45，橡胶加工油重量份含量优选5～20，聚烯烃重量份含量优选10～15，无机矿物填料重量份含量优选10～30。
所述的苯乙烯类嵌段共聚物树脂的数均分子量为10万～30万，选自苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)中的一种或几种，其中苯乙烯的含量为20～50wt％。
所述的SE交叉聚合物为侧链为聚苯乙烯，主链为苯乙烯-乙烯的共聚物。
所述的橡胶加工油为环烷油或石蜡油中的一种或两种，橡胶加工油中环烷烃的含量为25～70wt％，优选35～50wt％。
所述的聚烯烃为聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物与聚丙烯共聚物的混合物，聚烯烃的熔融指数为0.5～50g/10min(230℃×2.16kg)。
所述的无机矿物填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、高岭土、云母、二氧化硅或硅灰石中的一种或几种。
所述的抗氧剂为[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。
一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂    10～60、
SE交叉聚合物              5～85、
橡胶加工油                5～60、
聚烯烃                    0～60、
无机矿物填料              0～50、
抗氧剂                    0.1～0.3；
(2)将上述组分加入到高速混合机中，混合1～3min，得到预混物；
(3)将充分混合好的预混物放入到长径比大于36∶1的双螺杆挤出机中控制加工温度为190～230℃，双螺杆挤出机转速为280～320rpm，进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。
与现有技术相比，本发明提供了一种新型的苯乙烯热塑性弹性体材料，主要成分是苯乙烯嵌段共聚物SEBS(或SEPS、SEEPS)、SE交叉聚合物、橡胶加工油和PP，苯乙烯嵌段共聚物SEBS(或SEPS、SEEPS)本身是一种热塑性弹性体，无需硫化即具有极佳的回弹性，但其充油后的共混物强度不足；SE交叉聚合物是侧链为聚苯乙烯，主链为苯乙烯-乙烯的共聚物弹性体，具有极佳的力学性能，采用苯乙烯嵌段共聚物与SE交叉聚合物共混形成新的弹性体组合物既具有苯乙烯嵌段共聚物的高弹性，同时其力学性能大大提高，断裂拉伸强度可提高100％-300％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1～8
采用以下组分作为原料：
SEBS是科腾聚合物公司的Kraton G；100#白油为新疆克拉玛依石化的环烷油，其环烷烃重量含量为45％；PPY600是熔融指数为6g/10min(230℃×2.16kg)的均聚丙烯；PP2600是熔融指数为26g/10min(230℃×2.16kg)的均聚丙烯；SE交叉聚合物为日本电气化学的AC25，其熔融指数为1g/10min(200℃×10kg)；抗氧剂为汽巴精化的Irganox 1010。各组分含量如表1所示。
表1
Figure BSA00000228434300041
将上述组分加入到高速混合机中，混合2min，得到预混物，再将充分混合好的预混物放入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，控制加工温度为200℃，双螺杆挤出机转速为300rpm，进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。对组合物的性能进行检测，结果如表2所示。
表2
Figure BSA00000228434300042
实施例8
一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂20kg、SE交叉聚合物25kg、橡胶加工油10kg、聚烯烃5kg、无机矿物填料5kg、抗氧剂0.3kg，其中苯乙烯类嵌段共聚物树脂为苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，数均分子量为10万，苯乙烯的含量为20wt％，SE交叉聚合物为侧链为聚苯乙烯，主链为苯乙烯-乙烯的共聚物，橡胶加工油为环烷油，环烷烃的含量为35wt％，聚烯烃为聚丙烯均聚物，熔融指数为0.5g/10min(230℃×2.16kg)，无机矿物填料为滑石粉与高岭土的混合物，抗氧剂为[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇；
(2)将上述组分加入到高速混合机中，混合1min，得到预混物；
(3)将充分混合好的预混物放入到长径比为37∶1的双螺杆挤出机中控制加工温度为190℃，双螺杆挤出机转速为280rpm，进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。
实施例9
一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂20kg、SE交叉聚合物25kg、橡胶加工油10kg、聚烯烃5kg、无机矿物填料5kg、抗氧剂0.3kg，其中苯乙烯类嵌段共聚物树脂为苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，数均分子量为30万，苯乙烯的含量为50wt％，SE交叉聚合物为侧链为聚苯乙烯，主链为苯乙烯-乙烯的共聚物，橡胶加工油为石蜡油，环烷烃的含量为50wt％，聚烯烃为聚丙烯均聚物与聚丙烯共聚物的混合物，熔融指数为50g/10min(230℃×2.16kg)，无机矿物填料为二氧化硅，抗氧剂为[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇；
(2)将上述组分加入到高速混合机中，混合3min，得到预混物；
(3)将充分混合好的预混物放入到长径比为38∶1的双螺杆挤出机中控制加工温度为230℃，双螺杆挤出机转速为320rpm，进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。

Claims (9)

1.一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂    10～60；
SE交叉聚合物              5～85；
橡胶加工油                5～60；
聚烯烃                    0～60；
无机矿物填料              0～50；
抗氧剂                    0.1～0.3。
2.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的苯乙烯类嵌段共聚物树脂重量份含量优选20～30，SE交叉聚合物重量份含量优选10～45，橡胶加工油重量份含量优选5～20，聚烯烃重量份含量优选10～15，无机矿物填料重量份含量优选10～30。
3.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的苯乙烯类嵌段共聚物树脂的数均分子量为10万～30万，选自苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)中的一种或几种，其中苯乙烯的含量为20～50wt％。
4.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的SE交叉聚合物为侧链为聚苯乙烯，主链为苯乙烯-乙烯的共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的橡胶加工油为环烷油或石蜡油中的一种或两种，橡胶加工油中环烷烃的含量为25～70wt％，优选35～50wt％。
6.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的聚烯烃为聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物与聚丙烯共聚物的混合物，聚烯烃的熔融指数为0.5～50g/10min。
7.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的无机矿物填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、高岭土、云母、二氧化硅或硅灰石中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。
9.一种如权利要求1所述的苯乙烯类热塑性弹性体组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
苯乙烯类嵌段共聚物树脂    10～60、
SE交叉聚合物              5～85、
橡胶加工油                5～60、
聚烯烃                    0～60、
无机矿物填料              0～50、
抗氧剂                    0.1～0.3；
(2)将上述组分加入到高速混合机中，混合1～3min，得到预混物；
(3)将充分混合好的预混物放入到长径比大于36∶1的双螺杆挤出机中控制加工温度为190～230℃，双螺杆挤出机转速为280～320rpm，进行熔融、挤出、造粒并冷却切割，得到苯乙烯类热塑性弹性体组合物。
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