CN102634159B - 一种sebs热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的SEBS树脂30～40份、聚丙烯3～19份、矿物油20～48份、碳氢单体树脂3.5～8份、填充剂5～35份和抗氧剂0.05～0.2份。本发明还提供了另一种SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的SEBS树脂25～小于30份、聚丙烯3～19份、矿物油20～48份、碳氢单体树脂3.5～8份、热塑性塑料3～6份、填充剂5～35份和抗氧剂0.05～0.2份。根据本发明的SEBS热塑性弹性体具有良好的压缩永久变形，同时有优异的力学性能，应用广泛。另外，本发明还提供了上述SEBS热塑性弹性体的制备方法。该法工艺简单、能耗小、效率高、易于操作和重复。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有良好压缩永久变形的SEBS热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
产品密封件需要具备良好的压缩永久变形以达到良好的密封效果。目前，密封件原料主要有天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶以及硅橡胶等。这些原料需要添加各种配合助剂进行混炼，制成的产品需要硫化才能使用，且制备工艺复杂，生产效益低，回收困难，不符合环保的使用要求。
热塑性弹性体(TPE)是一类在常温下具有橡胶弹性、在高温中可以流动的可塑化成型的高分子材料，其高分子链由塑料段(硬段)和橡胶段(弹性软段)组成。塑料段具有可逆性，在常温下形成物理“交联点”，起着约束大分子成分的作用和补强作用，在高温下约束力丧失，呈塑性；橡胶段是自由旋转能力较大的高弹性链段，提供材料弹性性能。
SEBS具有优良的橡胶弹性、耐候性、耐低温性能和环保性能，使得其作为主要材料在许多领域得以应用。但是，与传统硫化橡胶相比，普通SEBS共混材料存在压缩永久变形较大等缺点，限制了SEBS的应用。
专利CN201110154017.9公开了在SEBS中加入乙丙弹性体，得到拉伸强度为13.5MPa，压缩永久变形小于30％的弹性体材料。专利CN200610117662研究了不同填料对SEBS/PP压缩永久形变的影响，结果发现，亲有机的层状硅酸蒙脱土能有效降低材料的压缩永久变形。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷和不足，本发明提供了具有良好压缩永久变形的SEBS热塑性弹性体。该SEBS热塑性弹性体同时还具有优良的力学性能，其应用广泛。
本发明还提供了一种SEBS热塑性弹性体的制备方法。该方法工艺简单，易于操作和重复。
本发明提供了一种SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的：SEBS树脂30～40份、聚丙烯3～19份、矿物油20～48份、碳氢单体树脂3.5～8份、填充剂5～35份和抗氧剂0.05～0.2份。
根据本发明的一个实施方案，该SEBS热塑性弹性体还包含以重量份数计为3～6份的热塑性塑料，该热塑性塑料的熔点为90～140℃。
本发明还提供另一种SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的：SEBS树脂25～小于30份、聚丙烯3～19份、矿物油20～48份、碳氢单体树脂3.5～8份、热塑性塑料3～6份、填充剂5～35份和抗氧剂0.05～0.2份。
更优选地，上述热塑性塑料选自Nucrel30707、Nucrel30907和HDPE中的一种或多种。尤其优选Nucrel30707和Nucrel30907中的一种或两种。
优选所述SEBS热塑性弹性体包含以重量份数计为4.5-6份的碳氢单体树脂。具体数值例如可以为4.5、5.0、5.5或6.0份。
在本发明的一个实施方案中，碳氢单体树脂是分子量为2000～8000的芳香族单体树脂或脂肪族单体树脂。优选地，所述芳香族单体树脂的玻璃化转变温度为100～130℃。更优选地，该芳香族单体树脂选自CS801、M-80、Endex160和AMS130中的一种或多种；所述脂肪族单体树脂选自Piccotac1115和A-1110中的一种或两种。
在本发明的另一个实施方案中，SEBS树脂选自SEBS G1651、SEBS 6151、SEBS 9551和SEBS 9554中的一种或多种；聚丙烯为共聚或均聚聚丙烯，其熔融指数为3～35g/min；矿物油为饱和直链烷烃或环烷烃油；填充剂为矿物填料，具体选自碳酸钙和蒙脱土中的一种或两种；抗氧剂选自抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种。
根据本发明的另一方面，提供了一种制备上述SEBS热塑性弹性体的方法，包括以下步骤：步骤A，将SEBS树脂与矿物油以按重量计为1∶0.8～1.2的比例混合均匀，得到充油型嵌段共聚物SEBS；步骤B，将A得到的充油型嵌段共聚物SEBS与聚丙烯、碳氢单体树脂、填充剂和抗氧剂混合均匀；当所述SEBS热塑性弹性体中含有热塑性塑料时，则在本步骤(步骤B)中一并加入所述热塑性塑料进行混合；和步骤C，将B得到的混合物在挤出机中挤出造粒。
根据上述容易理解，当SEBS热塑性弹性体产品中不含热塑性塑料时，其制备过程中不加入热塑性塑料；当SEBS热塑性弹性体产品中含有热塑性塑料时，其制备方法中的步骤B则需要加入热塑性塑料一起混合均匀。
根据本发明的SEBS热塑性弹性体，具有良好的压缩永久变形，例如在常温下不高于20％，同时具有良好的力学性能。该SEBS热塑性弹性体还具有优异的加工流动性，可用于挤出、注塑工艺，因此可广泛应用于汽车、电子、医疗器械等领域。
根据本发明的SEBS热塑性弹性体的制备方法，工艺简单、能耗小、效率高、易于操作、可重复性高。
根据本发明的SEBS热塑性弹性体可用作密封条的材料，体现出优良的密封效果。并且在利用本发明的SEBS热塑性弹性体制成密封条的过程中不需要高温硫化，因此不仅简化了制造工艺，同时还减少了环境污染，具有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的范围并不限于这些实施例。
实施例所采用的测试标准和测试条件，以及分别使用的仪器如下：
拉伸强度是根据GB528-1998，在室温下使用电子拉力机测量，其中拉伸速率为500mm/min；硬度是根据GB/T6031-1998，在室温下用LS-A橡胶邵氏A硬度计测量；压缩永久变形是根据GB/T7759-1996，在23℃下用压缩永久变形试验器测量，测量时间为22h。
对比例1～4：
按照表1所列的配方(表中的“份”均指重量份数，下同)首先将SEBS树脂和矿物油在高速混合机中搅拌均匀。然后将得到的混合物与表1所列其他物质在高速混合机中混合均匀。使双螺杆挤出机加热到220℃，然后把混合均匀的物料放入其中挤出造粒。其中，螺杆转速为250～300转/分，喂料速度25～35转/分。然后干燥打板切片，进行性能测试，结果如表1所示。
表1
从表1的对比例结果可以看出，SEBS树脂含量的增加有利于提高SEBS热塑性弹性体各项性能，并降低产品的压缩永久变形，但SEBS增加一定程度时，热塑性弹性体压缩形变基本保持不变，而且随着SEBS含量的增加，导致加工性能变差，成本增加，因而本发明产品中SEBS树脂含量不宜过高。
实施例1～6：
按照表2所列的配方，以如对比例1相同的方法进行实施例1～6。结果如表2所示。
表2
从对比例2和表2中各个实施例发现，加入碳氢单体树脂，SEBS热塑性弹性体的各项力学性能得以提高，尤其是压缩永久变形明显降低。且在本发明所用的碳氢单体树脂含量范围内，所得产品的压缩永久变形均表现良好。另外，从表2可以看出，芳香族碳氢单体树脂(例如CS801)的效果稍优于脂肪族碳氢单体树脂(例如Piccotac1115)。
实施例7～10：
按照表3所列的配方，以如对比例1相同的方法进行实施例7～10。结果如表3所示。
表3
表3的结果表明了聚丙烯含量的降低有利于SEBS热塑性弹性体的压缩永久变形的改善，降低热塑性弹性体力学性能，导致产品硬度降低；因此制备本发明产品时，聚丙烯含量不宜过低。
对比例5～7和实施例11～13：
按照表4所列的配方，以如对比例1相同的方法进行对比例5～7和实施例11～13。结果如表4所示。
表4
表4显示了SEBS树脂用量较少、仅为25份时的情况；在现有技术中，此时获得的SEBS热塑性弹性体的压缩永久变形值较大，如见对比例5。从对比例5和对比例6可见，在SEBS树脂的用量较少的情况下，加入碳氢单体树脂同样可以改进压缩永久变形，但压缩永久变形量仍不能达到较为理想的低值(20％)。从对比例7可见，相比对比例6降低了PP含量，在压缩永久变形量得到改善的同时硬度下降明显，不利于其应用。但在本发明的实施例11～13中，相比于对比例5～7，在产品制备过程中进一步加入热塑性树脂(例如Nucrel30707或HDPE)，从结果可知，本发明在降低聚丙烯加入量时，可使得产品压缩永久变形量接近或优于较理想的值(20％)的同时保持SEBS热塑性弹性体产品的硬度不变。在本表格所列的两种热塑性塑料中，尤其优选的是Nucrel30707，它可使得产品硬度完全保持不降的同时更进一步降低产品的压缩永久变形量。
综上，在SEBS热塑性弹性体中加入碳氢单体树脂或碳氢单体树脂和热塑性塑料能够较大地改善SEBS热塑性弹性体产品的压缩永久变形或其他力学性能，使SEBS热塑性弹性体产品的综合性能得以提高，应用更加广泛。
Claims (10)
1.一种用于密封条的SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的：
其中，所述碳氢单体树脂是分子量为2000～8000的芳香族单体树脂或脂肪族单体树脂；所述芳香族单体树脂选自CS801、M-80、Endex160和AMS130中的一种或多种；所述脂肪族单体树脂选自Piccotac1115和A-1110中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述SEBS热塑性弹性体中还包含以重量份数计为3～6份的热塑性塑料，所述热塑性塑料的熔点为90～140℃。
3.根据权利要求2所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述热塑性塑料选自Nucrel30707、Nucrel30907和HDPE中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述芳香族单体树脂的玻璃化转变温度为100～130℃。
5.根据权利要求1或2所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述SEBS树脂选自SEBS G1651、SEBS6151、SEBS9551和SEBS9554中的一种或多种；所述矿物油为饱和直链烷烃或环烷烃油；所述填充剂为矿物填料，具体选自碳酸钙和蒙脱土中的一种或两种；所述抗氧剂选自抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种。
6.一种用于密封条的SEBS热塑性弹性体，包括以重量份数计的：
其中，所述碳氢单体树脂是分子量为2000～8000的芳香族单体树脂或脂肪族单体树脂；所述芳香族单体树脂选自CS801、M-80、Endex160和AMS130中的一种或多种；所述脂肪族单体树脂选自Piccotac1115和A-1110中的一种或两种。
7.根据权利要求6所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述热塑性塑料选自Nucrel30707、Nucrel30907和HDPE中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述芳香族单体树脂的玻璃化转变温度为100～130℃。
9.根据权利要求6所述的SEBS热塑性弹性体，其特征在于，所述SEBS树脂选自SEBS G1651、SEBS6151、SEBS9551和SEBS9554中的一种或多种；所述矿物油为饱和直链烷烃或环烷烃油；所述填充剂为矿物填料，具体选自碳酸钙和蒙脱土中的一种或两种；所述抗氧剂选自抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种。
10.一种制备如权利要求1到5中任一项或如权利要求6到9中任一项所述的SEBS热塑性弹性体的方法，包括以下步骤：
步骤A，将SEBS树脂与矿物油以按重量计为1:0.8～1.2的比例混合均匀，得到充油型嵌段共聚物SEBS；
步骤B，将A得到的充油型嵌段共聚物SEBS与聚丙烯、碳氢单体树脂、填充剂和抗氧剂混合均匀；当所述SEBS热塑性弹性体中含有热塑性塑料时，则在本步骤中一并加入所述热塑性塑料进行混合；
步骤C，将B得到的混合物在挤出机中挤出造粒。
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