CN103756237A - 一种改性sebs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性SEBS合金及其制备方法，其由以下重量份的组分制成：苯乙烯嵌段共聚物80份-100份、白油2份-5份、聚烯烃弹性体25份-35份、铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料30份-40份；所述铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料是通过硝酸锑、偏铬酸铵、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮与纳米TiO2合成。本发明中加入铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料，从而提高了SEBS合金材料的结晶度，使得改性SEBS合金的弯曲模量、硬度、拉伸强度等都有不少程度的提高。

Description

一种改性SEBS合金及其制备方法
 
技术领域
本发明涉及改性高分子技术领域，具体涉及了一种改性SEBS合金及其制备方法。
 
背景技术
苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）是一种多用途的新型热塑性弹性体, 在科技界有人将其称之为“第四代橡胶”。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS具有良好的稳定性、耐候性、耐热性、耐压缩变形性,但其力学性能不是很好。目前关于纳米粒子材料改性SEBS的文章不多，本发明采用铬酸锑/二氧化钛（SbCrO3/TiO2）纳米材料改性SEBS，提高了材料的结晶性能，从而提高材料的物理性能，另外SbCrO3/TiO2纳米复合材料中Sb3+的进入TiO2的晶格中置换出Ti4+，促使了TiO2从锐钛型向金红石的转变, TiO2晶型的改变也导致了改性SEBS合金的光催化活性的提高，材料的抗老化性也有一定程度的提高。
 
发明内容
本发明提供了一种高性能改性SEBS合金及其制备方法，该制备方法简单易行，且使得制得的橡胶具有实际应用价值。
本发明公开了一种改性SEBS合金，由以下组分按重量份制备而成：
苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）                        80份—100份
白油                                             2份—5份
聚烯烃弹性体（POE）                              25份—35份
铬酸锑/二氧化钛（SbCrO3/TiO2）纳米复合材料        30份—40份
所述铬酸锑/二氧化钛（SbCrO3/TiO2）纳米复合材料是通过硝酸锑、偏铬酸铵、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮与纳米TiO2合成。
本发明中POE为乙烯和丁烯的高聚物或是乙烯和辛烯的高聚物；SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，由于SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。
本发明的另一个发明目的是提供上述改性SEBS合金的制备方法，其制备步骤如下：
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:1的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于160℃-180℃在反应釜进一步水热处理12h-15h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料；
（2）按配比将苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、白油、聚烯烃弹性体（POE）、铬酸锑/二氧化钛（SbCrO3/TiO2）纳米复合材料加入高混机中于常温条件下搅拌10min-12min；
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经混炼得到改性SEBS合金。
进一步，所述步骤（3）中双螺杆挤出机的1-3区温度为100-120℃，4-6区温度为120-160℃，7-9区温度为160-200℃；所述混炼温度为50-60℃。
本发明的有益效果有：
1、由于SbCrO3/TiO2纳米复合材料中Sb3+的进入TiO2的晶格中置换出Ti4+，促使了TiO2从锐钛型向金红石的转变。本发明中加入SbCrO3/TiO2纳米复合材料，从而提高了SEBS合金材料的结晶度，使得改性SEBS合金的弯曲模量、硬度、拉伸强度等都有一定程度的提高。
2、由于TiO2晶型的改变也导致了改性SEBS合金的光催化活性的提高，从而使其抗老化性也有一定程度的提高。
3、本发明中加入SbCrO3/TiO2纳米复合材料制备的改性SEBS合金与加入普通的纳米TiO2粒子改性SEBS相比，其具有更好的物理性能和抗老化性能，这大大改善了材料的应用效果，使其能更好的应用于医学器材领域中。
 
具体实施方法
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
实施例 1
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于160℃在反应釜进一步水热处理15h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料。
（2）将SEBS树脂80份、白油2份、POE 25份、SbCrO3/TiO2纳米复合材料30份，常温下在高混机中均匀搅拌10min。
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经50℃混炼得到改性SEBS合金。其中双螺杆挤出机的1区温度为100℃，2区温度为100℃，3区温度为100℃,4区温度为120℃，5区温度为120℃， 6区温度为120℃，7区温度为160℃，8区温度为160℃，,9区温度为160℃。
实施例 2
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于180℃在反应釜进一步水热处理12h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料。
（2）将SEBS树脂100份、白油5份、POE 35份、SbCrO3/TiO2纳米复合材料40份，常温下在高混机中均匀搅拌11min。
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经60℃混炼得到改性SEBS合金。其中双螺杆挤出机的1区温度为120℃，2区温度为120℃，,3区温度为120℃，4区温度为160℃，5区温度为160℃， 6区温度为160℃，7区温度为200℃，8区温度为200℃，,9区温度为200℃。 
实施例 3
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于170℃在反应釜进一步水热处理13h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料。
（2）将SEBS树脂85份、白油4份、POE 30份、SbCrO3/TiO2纳米复合材料35份，常温下在高混机中均匀搅拌12min。
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经60℃混炼得到改性SEBS合金。其中双螺杆挤出机的1区温度为110℃，2区温度为120℃，,3区温度为110℃，4区温度为140℃，5区温度为150℃，,6区温度为140℃，7区温度为180℃，8区温度为190℃，,9区温度为180℃。 
实施例 4
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于160℃在反应釜进一步水热处理14h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料。
（2）将SEBS树脂90份、白油3份、POE 30份、SbCrO3/TiO2纳米复合材料35份，常温下在高混机中均匀搅拌10min。
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经55℃混炼得到改性SEBS合金。其中双螺杆挤出机的1区温度为110℃，2区温度为110℃，,3区温度为110℃，4区温度为140℃，5区温度为140℃，,6区温度为140℃，7区温度为180℃，8区温度为180℃，,9区温度为180℃。
实施例 5
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于175℃在反应釜进一步水热处理12h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料。
（2）将SEBS树脂85份、白油4份、POE 25份、SbCrO3/TiO2纳米复合材料40份，常温下在高混机中均匀搅拌12min。
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经60℃混炼得到改性SEBS合金。其中双螺杆挤出机的1区温度为110℃，2区温度为120℃，,3区温度为120℃，4区温度为140℃，5区温度为150℃，,6区温度为150℃，7区温度为180℃，8区温度为180℃，,9区温度为180℃。
对比例
（1）将SEBS树脂85份、白油4份、POE 25份、纳米TiO2 40份，常温下在高混机中均匀搅拌10min。
（2）将(1)处理后的物料用双螺杆挤出机挤出造粒。
（3）将（2）的粒子经混炼即得产品，其中混炼温度为60℃。
双螺杆挤出机的1区温度为110℃，2区温度为110℃，,3区温度为110℃，4区温度为140℃，5区温度为140℃，,6区温度为140℃，7区温度为180℃，8区温度为180℃，,9区温度为180℃。
将实施例1-5与对比例的SEBS产品裁剪成标准样条，分别按GB/T1040、GB/T9341、GB/T3398标准再测试其拉伸强度、弯曲模量、冲击强度和洛氏硬度，具体见下表：
从上表可以与对比例样品，本发明的SEBS合金拉伸强度，弯曲强度，洛氏硬度均有不同程度的提高，抗老化强度也有很好的提高。这说明通过本发明的SEBS合金已经具有实际中的应用价值，本发明具有重要的研究意义和应用价值。

Claims (3)

1.一种改性SEBS合金，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
苯乙烯嵌段共聚物                     80份—100份
白油                                 2份—5份
聚烯烃弹性体                         25份—35份
铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料          30份—40份
所述铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料是通过硝酸锑、偏铬酸铵、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮与纳米TiO2合成。
2. 一种如权利要求1所述的改性SEBS合金的制备方法，其特征在于：其制备步骤如下：
（1）先将硝酸锑和偏铬酸铵按摩尔比为1:1分别溶于硝酸中，得黄色溶液；再加入与硝酸锑的摩尔比为1:5:12的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）、纳米TiO2粒子，于160℃-180℃在反应釜进一步水热处理12h-15h制得SbCrO3/TiO2纳米复合材料；
（2）按配比将苯乙烯嵌段共聚物、白油、聚烯烃弹性体、铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料加入高混机中于常温条件下搅拌10min-12min；
（3）将混合物料用双螺杆挤出机熔融、挤出造粒，再将其粒子经混炼得到改性SEBS合金。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中双螺杆挤出机的1-3区温度为100-120℃，4-6区温度为120-160℃，7-9区温度为160-200℃；所述混炼温度为50-60℃。
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