CN103554819A - 一种用于尼龙粘合包胶的tpe合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金，包含以下按质量百分数计的组分：热塑性弹性体30-45%，工程塑料10-20%，增塑剂10-35%，相容剂10-15%，填充剂10-15%，助剂1-2%，热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯类弹性体中的一种或几种的组合物，工程塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙6、尼龙66中的一种或几种，本发明还公开上述TPE合金的制备方法。本发明通过将热塑性弹性体与工程塑料配合，且各组分在熔融挤出过程中发生协同作用，使TPE合金的硬度、拉伸强度及断裂伸长率等力学性能优异，并对不同型号的尼龙包胶粘合性能好，适于工业化生产。

Description

一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金及其制备方法。
背景技术
尼龙有优良的自润滑性、耐磨性、耐化学性、气体透过性、耐油性、无毒和易于着色等优点，工业应用广泛，随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程不断加快，对尼龙的需求将更大，同时促使改性尼龙新品种不断增多并得到快速发展。
对尼龙进行粘合包胶是尼龙改性的方法之一，包胶技术的优势在于使包胶后的材料同时具备工程塑料的刚性、强度和包胶用热塑性弹性体的柔性，改善材料的表面触感，还可赋予产品一些附加功能，如减噪、减震、防滑、舒适感等，使改性尼龙产品的设计具有更大的自由度。
热塑性弹性体（简称TPE）是一种同时具有塑料的加工性能和橡胶的高弹性的材料，安全环保，硬度范围广，有优良的触感，抗疲劳，耐候，易于着色，易于加工，无需硫化可循环回收利用，可单独成型也可二次注塑成型，由于该材料结合了橡胶和塑料的优点，近年在电子电器、通讯与汽车行业得到广泛的应用和发展。
目前，TPE合金是用于尼龙粘合包胶的常用材料之一，但现有TPE合金的应用存在如下缺陷：1.TPE合金对尼龙的包胶效果差，体现在合金材料与尼龙的包覆粘结力差，易脱落；2.尼龙品种众多，而某一种TPE合金往往只能针对某一种尼龙获得较好的包胶效果，即现有TPE合金的适应性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种包胶粘合性能好、对尼龙适应性广的用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单、条件易控、生产成本低的用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金，包含以下按质量百分数计的组分：
其中，所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯类弹性体中的一种或几种的组合物，所述工程塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙6、尼龙66中的一种或几种。
本发明通过将热塑性弹性体与工程塑料配合，与相容剂和增塑剂发挥协同作用，使获得的TPE合金具有良好的加工性能和优异的力学性能，尤其对不同号的尼龙材料具有良好的粘合力，从而广泛适用于尼龙的粘合包胶。
以及，一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法，包括以下步骤：
按照上述用于尼龙粘合包胶的TPE合金的配比分别称取各组分；
将所述称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出，造粒，得到用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
本发明通过将热塑性弹性体与工程塑料配合，使获得的TPE合金具有良好的加工性能和优异的力学性能，尤其对不同型号的尼龙材料具有良好的粘合力，从而适用于尼龙的粘合包胶，所述组分在熔融挤出过程中发生协同作用，使TPE合金具有以下优异性能：
1.硬度、拉伸强度及断裂伸长率等力学性能优异；
2.对不同型号的尼龙包胶粘合性能好，不易脱落。
上述TPE合金制备方法只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产，同时用于尼龙包胶对于包胶工艺没有特殊要求，适应性好。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，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。
本发明实施例提供一种包胶粘合性能好、对尼龙适应性广的用于尼龙粘合包胶的TPE合金，所述用于尼龙粘合包胶的TPE合金包含以下按质量百分数计的组分：
Figure BDA0000403429410000041
所述的热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯类弹性体中的一种或几种的组合物。优选地，所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体和热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的组合物，所述苯乙烯类热塑性弹性体优选为苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物，具体如SEBS，热塑性弹性体在合金中起到增加柔性的作用，聚氨酯弹性体还起到提高极性的作用。
进一步优选地，所述热塑性弹性体由苯乙烯类热塑性弹性体和热塑性聚氨酯弹性体按照重量比1：（1～2）混合得到。
优选地，所述的工程塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙6、尼龙66中的一种或几种。更优选地，所述工程塑料为尼龙6，使所得合金材料与不同型号的尼龙材料的相容性提高，以提高粘结结合力。在合金中，工程塑料与热塑性弹性体结合，起到提高TPE合金与尼龙的粘结结合力的作用。
优选地，所述的增塑剂为芳烃油、石蜡烃油、环烷烃油中的一种。更优选地，所述增塑剂为环烷烃油，可以降低TPE合金的硬度和改善加工性能。
优选地，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-MAH)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的一种或几种。更优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-MAH)，使TPE合金与尼龙的相容性提高，粘结能力也得到增强。
上述实施例将热塑性弹性体与工程塑料配合，与相容剂和增塑剂发挥协同作用，使获得的TPE合金具有良好的加工性能和优异的力学性能，尤其对不同号的尼龙材料具有良好的粘合力，从而广泛适用于尼龙的粘合包胶。
所述填充剂没有特殊限制，可以为碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石中的一种或者几种，优选为碳酸钙。
所述助剂为抗氧剂、润滑剂、抗紫外剂中的一种或者几种，根据实际需要选择加入。优选地，所述抗氧剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）。优选地，所述抗紫外剂为UV-329。
相应地，本发明实施例还提供了上述用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括如下步骤：
S01.称取配方组分：按照上述用于尼龙粘合包胶的TPE合金的配方称取各组分；
S02.制备混合物料：将步骤S01中称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
S03.混合物料的熔融挤出：将步骤S02中的混合物料进行熔融挤出，得到所述用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
具体地，上述步骤S01中的用于尼龙粘合包胶的TPE合金的配方以及配方中的各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。
上述步骤S02中，各组分进行混料处理的时间可以根据实际生产条件进行灵活的调整，只要各组分预混充分即可，如混合的设备可以是混料筒等。
上述步骤S03中，混合物料的熔融挤出可以采用本领域常规的工艺。优选地，所述熔融挤出的温度为180-240℃，熔融挤出过程中螺杆各区温度设置分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃。
为了使得各组分在熔融挤出中更好的协同作用，赋予上述用于尼龙粘合包胶的TPE合金更加优异的耐热性和力学性能，在优选实施例中，混合物料熔融挤出是采用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出剂的长径比为42:1，双螺杆挤出机的转速为300-350rpm，熔融挤出的时间根据实际喂料量和挤出机转速常规调整即可。
上述用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品，制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。
现以具体用于尼龙粘合包胶的TPE合金的配方和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本实施例用于制备尼龙粘合包胶的TPE合金的各组分用量参见下文表1。
其中，实施例1中的热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体SEBS（岳化，YH503）和聚氨酯热塑性弹性体TPU（高鼎化学，EX-80A）按重量比为1：2混合得到的组合物，工程塑料采用尼龙6（德国巴斯夫B35G3），增塑剂为环烷烃油，相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-MAH，科腾FG1901GT），填充剂为碳酸钙，助剂为抗紫外剂UV-329。
TPE合金的制备方法如下：
S11.按照表1中实施例1的配方称取热塑性弹性体、工程塑料、增塑剂、相容剂、填充剂及助剂；
S12.将步骤S11中称取各组分进行混料处理，在高速速搅拌机中混合均匀，得到混合物料；
S13.将步骤S12中得到的混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒得到TPE合金；其中，双螺杆挤出机的长径比为42:1，转速为350rpm，加工温度为180-240℃，螺杆各区温度设置分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃，得到用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
实施例2
本实施例用于尼龙粘合包胶的TPE合金的各组分用量参见表1，其中，
热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体（SEBS，岳化YH503）和聚氨酯热塑性弹性体（TPU，高鼎化学EX-80A）按重量比为5：9混合得到的组合物，工程塑料采用聚碳酸酯(德国拜耳2805)，增塑剂为芳烃油，相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-MAH，科腾FG1901GT），填充剂为碳酸钙，助剂为润滑剂乙撑双硬脂酰胺。
TPE合金的制备方法如下：
S21.按照表1中实施例2的配方称取热塑性弹性体、工程塑料、增塑剂、相容剂、填充剂及助剂；
S22.将步骤S21中称取各组分进行混料处理，在高速速搅拌机中混合均匀，得到混合物料；
S23.将步骤S22中得到的混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒，得到TPE合金；其中，双螺杆挤出机的长径比为42:1，转速为320rpm，加工温度为180-240℃，螺杆各区温度设置分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃得到用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
实施例3
本实施例用于尼龙粘合包胶的TPE合金的各组分用量参见表1，其中，
热塑性弹性体为聚氨酯热塑性弹性体（TPU，高鼎化学EX-80A），工程塑料采用尼龙66（日本旭化成1300S），增塑剂为环烷烃油，相容剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA，美国杜邦450），填充剂为碳酸钙，助剂为抗紫外剂UV-329。
TPE合金的制备方法如下：
S31.按照表1中实施例3的配方称取热塑性弹性体、工程塑料、增塑剂、相容剂、填充剂及助剂；
S32.将步骤S31中称取各组分进行混料处理，在高速速搅拌机中混合均匀，得到混合物料；
S33.将步骤S32中得到的混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒，得到TPE合金；其中，双螺杆挤出机的长径比为42:1，转速为300rpm，加工温度为180-240℃，螺杆各区温度设置分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃，得到用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
实施例4
本实施例用于尼龙粘合包胶的TPE合金的各组分用量参见表1，其中，
热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体（SEBS，岳化YH503）和聚氨酯热塑性弹性体（TPU，高鼎化学EX-80A）按重量比为1：1混合得到的组合物，工程塑料采用尼龙6（德国巴斯夫B35G3），增塑剂为环烷烃油，相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-MAH，科腾FG1901GT），填充剂为碳酸钙，助剂为抗紫外剂UV-329。
TPE合金的制备方法如下：
S41.按照表1中实施例4的配方称取热塑性弹性体、工程塑料、增塑剂、相容剂、填充剂及助剂；
S42.将步骤S41中称取各组分进行混料处理，在高速速搅拌机中混合均匀，得到混合物料；
S43.将步骤S42中得到的混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒，得到TPE合金；其中，双螺杆挤出机的长径比为42:1，转速为330rpm，加工温度为180-240℃，螺杆各区温度设置分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃，得到用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
表1
组成 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
热塑性弹性体（kg） 34 45 30 40
工程塑料（kg） 10 15 14 20
增塑剂（kg） 30 15 35 10
相容剂（kg） 10 12 10 15
填充剂（kg） 15 11 10 13
助剂（kg） 1 2 1 2
测试实施例
将实施例1～4制备的TPE合金材料进行相关性能测试，具体如下：
1、将上述实施例1～4中完成造粒的TPE合金分别在100～110℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的TPE合金在注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在100℃之间，试样类型为I型，样条尺寸(mm)：150(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min，按ISO527标准测试邵氏硬度、拉伸强度和断裂伸长率；
2、采用常规二次注塑工艺，用实施例1～4制备的TPE合金材料分别对尼龙6（德国巴斯夫B3U）和尼龙66（日本旭化成1300S）进行包胶，温度为220℃，用常规方法考察包胶效果。
力学性能数据及包胶性能见表2，表中包胶效果1表示合金对尼龙6的包胶效果，包胶效果2表示合金对尼龙66的包胶效果。
表2
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度 70 72 73 75
拉伸强度/MPa 28 27 25 26
断裂伸长率% 550 525 495 505
包胶效果1 优异 优异 优异 良好
包胶效果2 优异 良好 良好 优异
由表2可知，本发明的TPE合金材料中各组分在熔融挤出过程中发生协同作用，使TPE合金具有优异的加工性能和力学性能，对尼龙的包胶粘合力较强，并且对不同型号的尼龙均可取得良好的包胶效果，适应性广。
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 (10)

1.一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金，其特征在于：包含以下按质量百分数计的组分：
Figure FDA0000403429400000011
所述的热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯类弹性体中的一种或几种的组合物，所述的工程塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙6、尼龙66中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的TPE合金，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的TPE合金，其特征在于：所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体和热塑性聚氨酯弹性体的组合物。
4.根据权利要求3所述的TPE合金，其特征在于：所述热塑性弹性体由苯乙烯类热塑性弹性体和热塑性聚氨酯弹性体按重量比1：（1～2）混合得到。
5.根据权利要求1所述的TPE合金，其特征在于：所述工程塑料为尼龙6。
6.根据权利要求1～5任一项所述的TPE合金，其特征在于：所述的增塑剂为芳烃油、石蜡烃油、环烷烃油中的一种。
7.根据权利要求1～5任一项所述的TPE合金，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1～5任一项所述的TPE合金，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物。
9.一种用于尼龙粘合包胶的TPE合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按照权利要求1～8任一项所述TPE合金的配方分别称取各组分；
将所述称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出，造粒，得到所述用于尼龙粘合包胶的TPE合金。
10.根据权利要求9所述的TPE合金的制备方法，其特征在于：所述熔融挤出采用双螺杆挤出机，所述熔融挤出的温度为180-240℃，熔融挤出过程中螺杆各区温度分别为：一区温度为180～200℃，二区温度为220～230℃，三区温度为230～240℃，四区温度为230～240℃，五区220～230℃。
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