CN102558739B - 一种用于pctg粘合包胶的tpe合金材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，该TPE合金材料配方组份为：热塑性弹性体、增塑剂、工程塑胶、相容剂、填充料和助剂；按重量配比称取原材料，然后对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥、切粒可得到TPE合金材料。本发明在传统的TPE合金材料配方的基础上，在体系中引入了热塑性聚酯弹性体、工程塑胶、相容剂三组分组合的方式，增强了体系的极性从而提高了TPE合金材料与PCTG的界面粘结力，解决了TPE二次注塑粘结PCTG粘结力差容易剥落的问题。得到的产品不仅具有很好的强度而且表面质感柔和安全无毒，提高了产品商业价值。

Description

一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及适用于包覆成型技术的TPE合金材料以及其制备技术，尤其涉及一种针对PCTG进行包胶的TPE合金材料。
背景技术
TPE(Thermoplastic Elastomer，热塑性弹性体)是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性等特性，又具有可注塑加工的特征，具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。
PCTG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)是一种高透明的共聚聚酯塑料原料，具有高透明度，良好的韧性和冲击强度，优异的低温韧性，高抗撕性及良好的加工性能，优异的耐化学性能。可采取传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法进行加工。广泛应用于板片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材市场；可以用来生产玩具、家用器皿及医疗用品等；通过了美国FDA关于食品接触标准，可以应用于食品、医药、化妆品包装等领域。PC材料含有双酚A，随着人们对双酚A（BPA)认识的不断深入，发现其并非完全合乎安全可靠的要求，发达国家对对含有双酚A的材料也做出了相应的限制应用。在需要采用高透明、高韧性和冲剂强度材料应用领域，PCTG成为食品包装、婴儿用品、医疗行业内PC材料的绝佳替代品。
TPE既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。 由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。在塑胶成型和制备中常用到螺杆挤出机，挤出机由挤出装置、传动机构和加热冷却系统等主要部分组成，螺杆挤出机的种类颇多，主要有单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两类，料筒是基础机主要部件之一，塑料的塑化合加压过程都在其中进行，在料筒的外部设有分区加热和冷却的装置，而且各自附有热电偶和自动仪表等，在加热时可以调节到不同的分区温度加热。
包覆成型又称二次注射成型技术，俗称包胶是一种通过不同模腔进行多次注射成型的技术。第一种材料进行典型的单一注射成型，然后部件送入下一不同的模腔，再进行第二种材料的注射成型。其中，第一种注入材料称为基材，通常是PP/ABS/PC/PET/尼龙等工程塑料；第二种注入材料称为覆盖材料，一般是弹性体树脂，如TPU/SEBS/TPEE/TPR/TPV/TPE合金等。
包覆成型技术的优势在于，能结合刚性基材的韧性和抗冲击性能与热塑性弹性体的柔性优点于一体，让达到强度要求的刚性基材表面充满柔感，还可以增加产品功能性与附加值，如减噪、减震、防撞、防滑、舒适感等。为产品设计带来了更大的自由度。
目前市场上用于包覆成型的TPE合金材料主要是以SEBS+扩充油+填充料为基本材料，同时根据包覆成型的不同硬胶件，在SEBS+扩充油+填充料的基础上添加PP、PE、或TPU。这类TPE合金材料对通用塑胶如PE、PP、ABS或PC等具有优异的包覆效果，但对一些特种工程塑胶的包覆效果却不尽人意，比PBT/PCTG/POM等，当前的技术难点是对这类工程塑胶的包覆粘接力差，容易剥落。
发明内容
本发明为解决上述问题而提供了一种不但对PCTG具有优异的粘结力，而且本身性能优异可以应用于不同环境的PCTG包覆成型的TPE合金材料以及制备该种TPE合金材料的技术。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量配比称取原材料：热塑性弹性体30~50份、增塑剂20~35份、工程塑胶10~20份、相容剂10~25份、填充料5~15份和助剂0.01~0.1份；对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟；经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥和切粒可得到TPE合金材料。
所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种或几种组合物；
所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、轻化聚丁二烯、氢化聚戊间二烯的一种或几种组合物；
所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPO）中的一种或几种组合物；
所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、乙烯-辛烯共聚物（POE)、马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯（PE-g-PMMA）中的一种或几种组合物；
所述的填充料为碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石粉、二氧化钛中的一种或几种组合物；
所述的助剂为抗氧剂、UV吸收剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂中的一种或几种组合物。
本发明的有益效果是：在传统的TPE合金材料配方的基础上，在体系中引入了热塑性聚酯弹性体、工程塑胶、相容剂三组分组合的方式，增强了体系的极性从而提高了TPE合金材料与PCTG的截面粘结力，解决了TPE二次注塑粘结PCTG粘结力差容易剥落的问题。得到的产品不仅具有很好的强度而且表面质感柔和安全无毒，提高了产品商业价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量配比称取原材料：热塑性弹性体30~50份、增塑剂20~35份、工程塑胶10~20份、相容剂10~25份、填充料5~15份和助剂0.01~0.1份；对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟；经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥和切粒可得到TPE合金材料。
所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种或几种组合物；
所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、轻化聚丁二烯、氢化聚戊间二烯的一种或几种组合物；
所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPO）中的一种或几种组合物；
所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、乙烯-辛烯共聚物（POE)、马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯（PE-g-PMMA）中的一种或几种组合物；
所述的填充料为碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石粉、二氧化钛中的一种或几种组合物；
所述的助剂为抗氧剂、UV吸收剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂中的一种或几种组合物。
在实施例中所述的聚烯烃弹性体为热塑性弹性体中的苯乙烯-轻化丁二烯-本乙烯三嵌段共聚物。
所述的增塑剂为石蜡烃油。
所述的工程塑胶为聚酰胺。
所述的聚酯弹性体为热塑性弹性体中的热塑性聚酯弹性体。
所述的相容剂A为马来酸酐接枝的苯乙烯-轻化丁二烯-本乙烯三嵌段共聚物。
所述的相容剂B为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯。
所述的填充料为碳酸钙。
所述的助剂为抗氧剂。
表1
成分 1 2 3 4 5
聚烯烃弹性体 100 100 100 100 100
增塑剂 250 250 250 250 250
聚酯弹性体 35 70 110 170 200
工程塑胶 80 80 80 80 80
相容剂A 40 40 40 40 40
相容剂B 50 50 50 50 50
填充料 100 100 100 100 100
助剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
表2
成分 6 7 8 9
聚烯烃弹性体 100 100 100 100
增塑剂 250 250 250 250
聚酯弹性体 170 170 170 170
工程塑胶 0 40 80 130
相容剂A 40 40 40 40
相容剂B 50 50 50 50
填充料 100 100 100 100
助剂 0.2 0.2 0.2 0.2
表3
测试项目 1 2 3 4 5
硬度（邵氏A） 35 40 45 50 55
拉伸强度（Kg/cm2） 16 18 23 26 28
断裂伸长率（%） 700 600 550 450 500
PCTG OM（240℃） F G G E E
测试项目 6 7 8 9  
硬度（邵氏A） 50 48 52 53  
拉伸强度（Kg/cm2） 27 25 26 25  
断裂伸长率（%） 470 480 460 440  
PCTG OM（240℃） P G E E  
测试项目 10 11 12 13 14
硬度（邵氏A） 49 52 52 54 56
拉伸强度（Kg/cm2） 25 27 26 29 31
断裂伸长率（%） 570 510 460 540 550
PCTG OM（240℃） P G E E E
注：1、E为优异，G为良好，P为一般，F为差。
    2、240℃为包覆成型温度。
现参照以上表1至表3，分析可知：实施例4、5、8、9为较佳实施例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量配比称取原材料：聚烯烃弹性体100重量份、增塑剂250份、聚酯弹性体170重量份、工程塑胶80重量份、相容剂A40重量份、相容剂B50重量份、填充料100重量份和助剂0.2重量份；对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟；经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥、切粒可得到TPE合金材料；其中，所述的聚烯烃弹性体为热塑性弹性体中的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的增塑剂为石蜡烃油，所述的工程塑胶为聚酰胺，所述的聚酯弹性体为热塑性弹性体中的热塑性聚酯弹性体，所述的相容剂A为马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的相容剂B为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯，所述的填充料为碳酸钙。
2.一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量配比称取原材料：聚烯烃弹性体100重量份、增塑剂250份、聚酯弹性体200重量份、工程塑胶80重量份、相容剂A40重量份、相容剂B50重量份、填充料100重量份和助剂0.2重量份；对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟；经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥、切粒可得到TPE合金材料；其中，所述的聚烯烃弹性体为热塑性弹性体中的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的增塑剂为石蜡烃油，所述的工程塑胶为聚酰胺，所述的聚酯弹性体为热塑性弹性体中的热塑性聚酯弹性体，所述的相容剂A为马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的相容剂B为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯，所述的填充料为碳酸钙。
3.一种用于PCTG粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量配比称取原材料：聚烯烃弹性体100重量份、增塑剂250份、聚酯弹性体170重量份、工程塑胶130重量份、相容剂A40重量份、相容剂B50重量份、填充料100重量份和助剂0.2重量份；对原材料进行预处理；将经过预处理的原材料按比例混合均匀后加入到双螺杆挤出机，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟；经过双螺杆挤出机挤出后冷却、干燥、切粒可得到TPE合金材料；其中，所述的聚烯烃弹性体为热塑性弹性体中的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的增塑剂为石蜡烃油，所述的工程塑胶为聚酰胺，所述的聚酯弹性体为热塑性弹性体中的热塑性聚酯弹性体，所述的相容剂A为马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所述的相容剂B为聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯，所述的填充料为碳酸钙。
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