CN104151766A

CN104151766A - Tpe材料及其制备方法

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Publication number: CN104151766A
Application number: CN201410369171.1A
Authority: CN
Inventors: 周荣智; 丁亮
Original assignee: GUANGZHOU JINYUAN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU JINYUAN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2014-11-19

Abstract

一种TPE材料，其特征在于：由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体30－40份，增塑剂20－30份，聚烯烃类弹性体15－25份，聚丙烯10－30份，无机填料5-10份，抗菌剂0.06－0.2份，助剂1-4份。上述TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：按比例配备原料；将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂混合；加入其它原料混合，获得混合物料；共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。本发明的TPE材料回弹性好，手感舒服，比重硬度可任意调节，硬度范围广，为产品设计者提供了更大选择空间，并且产品加工时不会产生有害气体，符合欧盟出口标准，因此与PVC材料相比具有更好的出口竞争优势，可用于耳机线材，也可以用于二次注塑加工；用于挤出加工时还可用于密封条的生产。

Description

TPE材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子化合物的组合物，具体涉及一种TPE材料及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体（英文全称为Thermoplastic Elastomer，简称为TPE，本文中统一采用简称描述）是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。它同时具有热塑性塑料的加工性能和硫化橡胶的物理性能。

由于TPE材料环保、无毒安全，拥有优良的着色性，触感柔软，它具有较佳的耐候性、抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，并且可以循环使用，能够有效降低使用成本。此外，由于在它的生产过程中不需硫化，因此大大简化了生产流程并有效降低了耗能。TPE材料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。TPE材料由于具有优异的性能，近年来在日用品、电子电器、通讯、汽车行业等领域得到越来越广泛的应用。

但是目前TPE或者以TPE为基础的材料，还存在比重较大、表面耐刮性较差、不具有抗菌功能等缺点，而这些缺点对其在某些领域的推广应用造成极大的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺点，提供一种TPE材料，这种TPE材料回弹性好、手感舒服、比重硬度可任意调节、硬度范围广。采用的技术方案如下：

一种TPE材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体30－40份，增塑剂20－30份，聚烯烃类弹性体15－25份，聚丙烯10－30份，无机填料5－10份，抗菌剂0.06－0.2份，助剂1-4份。

所述苯乙烯类热塑性弹性体是基础材料。较优的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）与苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）中的一种或两者的组合。

所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）加氢制得，在耐老化性能上有明显的优势。因此，优选的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）。

优选的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为30%-35%(重量百分比)，分子量为20-25万。更优的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体的分子结构为线型结构。该苯乙烯类热塑性弹性体硬度为73－75（shore A），300%拉伸应力≥5.0MPa。

优选的方案，所述增塑剂为环烷油。

优选的方案，所述聚烯烃类弹性体为聚乙烯辛稀共弹性体（POE）。加入聚乙烯辛稀共弹性体可以改善TPE材料的韧性及弹性。

优选的方案，所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、白烟和透明粉中的一种或者两种。无机填料主要作用在于减小材料的收缩率、调节材料密度降低成本；非透明材料选用滑石粉、碳酸钙及白烟，透明材料选用透明粉。

优选的方案，所述抗菌剂为纳米银抗菌剂。通过加入纳米银抗菌剂使其具有具有抗菌抑霉功能。

优选的方案，所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种或两者的组合；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述润滑剂为硬脂酸盐或油酸酰胺。

本发明的另一个目的，是提供一种上述TPE材料的制备方法，其特征在于：依次包括下述步骤：

（1）按比例配备苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂、聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂；

（2）将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400－500转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

（3）将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在300－450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

（4）将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。

较优的方案，所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350-420rpm，加工温度范围为185-235℃。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于本发明的TPE材料回弹性好，手感舒服，比重硬度可任意调节，硬度范围广，为产品设计者提供了更大选择空间，并且产品加工时不会产生有害气体，符合欧盟出口标准，因此与PVC材料相比具有更好的出口竞争优势，可用于耳机线材，也可以用于二次注塑加工（如牙刷、工具手柄等）；用于挤出加工时还可用于密封条的生产。

具体实施方式

实施例1

本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：

（1）按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体34.1份（均为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为35%(重量)、分子量为25万、分子结构为线型结构），增塑剂20.5份（均为环烷油），聚烯烃类弹性体18.8份（均为聚乙烯辛稀共弹性体），聚丙烯16份，无机填料8.5份（滑石粉5份、碳酸钙3.5份），抗菌剂0.1份（纳米银抗菌剂），助剂2份（抗氧剂0.6份、润滑剂0.4份）；

（2）将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

（3）将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在300转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为420rpm，加工温度范围为185℃。

得到的TPE材料采用 ASTM(American Society for Testing and Materials.美国试验与材料协会) 标准测试，其结果如下：

表观硬度（Shore A ，ASTM D2240）： 83 ；

熔融指数（g/10min ，ASTM D1238 ，220℃ 10kg）： 5 ；

拉伸强度（MPa ，ASTM D638 ，15mm/min） 20 ；

断裂伸长率（% ，ASTM D638 ，15mm/min） 600。

实施例2

本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：

（1）按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体30份（其中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物24份、苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物6份，苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为32%(重量)、分子量为24万、分子结构为线型结构），增塑剂20份（均为环烷油），聚烯烃类弹性体15份（均为聚乙烯辛稀共弹性体），聚丙烯10份，无机填料5份（均为滑石粉），抗菌剂0.06份（纳米银抗菌剂），助剂1份（抗氧剂0.2份、润滑剂0.8份）；

（2）将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在500转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

（3）将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350rpm，加工温度范围为235℃。

表观硬度（Shore A ，ASTM D2240）： 75；

熔融指数（g/10min ，ASTM D1238 ，220℃ 10kg）： 3；

拉伸强度（MPa ，ASTM D638 ，15mm/min） 17；

断裂伸长率（% ，ASTM D638 ，15mm/min） 620 。

实施例3

本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：

（1）按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体40份（均为苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为30%(重量)、分子量为20万、分子结构为线型结构），增塑剂30份（均为环烷油），聚烯烃类弹性体25份（均为聚乙烯辛稀共弹性体），聚丙烯30份，无机填料10份（均为碳酸钙），抗菌剂0.2份（纳米银抗菌剂），助剂4份（润滑剂4份）；

（2）将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在450转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

（3）将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在350转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为380rpm，加工温度范围为205℃。

表观硬度（Shore A ，ASTM D2240）： 92；

熔融指数（g/10min ，ASTM D1238 ，220℃ 10kg）： 15；

拉伸强度（MPa ，ASTM D638 ，15mm/min） 24 ；

断裂伸长率（% ，ASTM D638 ，15mm/min） 660。

实施例4

本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：

（1）按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体36份（其中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物26份，苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为33%(重量)、分子量为21万、分子结构为线型结构），增塑剂26份（均为环烷油），聚烯烃类弹性体18份（均为聚乙烯辛稀共弹性体），聚丙烯27份，无机填料9份（滑石粉3份、碳酸钙6份），抗菌剂0.16份（纳米银抗菌剂），助剂3份（抗氧剂3份）；

（2）将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在430转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

（3）将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在380转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为310rpm，加工温度范围为195℃。

表观硬度（Shore A ，ASTM D2240）： 88；

熔融指数（g/10min ，ASTM D1238 ，220℃ 10kg）： 11；

拉伸强度（MPa ，ASTM D638 ，15mm/min） 19；

断裂伸长率（% ，ASTM D638 ，15mm/min） 590 。

Claims

1.一种TPE材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体30－40份，增塑剂20－30份，聚烯烃类弹性体15－25份，聚丙烯10－30份，无机填料5－10份，抗菌剂0.06－0.2份，助剂1-4份。

2.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物与苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两者的组合。

3.如权利要求2所述的TPE材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为30%-35%，分子量为20-25万。

4.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述增塑剂为环烷油。

5.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述聚烯烃类弹性体为聚乙烯辛稀共弹性体。

6.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述无机填料为滑石粉、碳酸钙中的一种或者两种。

7.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述抗菌剂为纳米银抗菌剂。

8.如权利要求1所述的TPE材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种或两者的组合；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述润滑剂为硬脂酸盐或油酸酰胺。

9.一种如权利要求1所述的TPE材料的制备方法，其特征在于：依次包括下述步骤：

按比例配备苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂、聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂；

将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400－500转/分钟的速度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收；

将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2）的高速混合机中，在300－450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料；

将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。

10.如权利要求9所述的TPE材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350-420rpm，加工温度范围为185-235℃。