CN103756237B - 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
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、纳米TiO2粒子,于160℃-180℃在反应釜进一步水热处理12h-15h制得铬酸锑/二氧化钛纳米复合材料;
(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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