CN104893227A - 一种与pc材料二次射粘用的热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体及其制备方法，基本配方和重量比组成为：基体树脂20~40%，聚碳酸酯8~20%，橡胶粉10~25%，相容剂5~15%，矿物油15~30%，纳米填料5~25%，复合抗氧剂0.2~2%，润滑剂0.1~2.5%。本发明的制备方法是将混合均匀后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。本发明制备的热塑性弹性体，表面耐刮擦性能优异，与PC材料粘接牢固，成型效果好，具有较佳的手感，工艺简单，成本低，适用于儿童玩具、汽车工业和电子电器等领域。

Description

一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及热塑性弹性体领域，尤其涉及一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种无定型、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料，透明度达90%，被称为透明金属。具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度和压缩强度高。聚碳酸酯在工业生产上主要用于替代金属及其他合金，主要应用领域是汽车工业和电子、电器工业、光盘、医疗及保健等。

然而由于PC制品表面光滑并且较硬，手感舒适性较差，因此需要在其成品表面包覆一层软胶以增强其手感，同时可以提高其表面美观性，提升质感。通常采用的方法是在PC及其他基于PC改性的材料制品表面射粘一层热塑性弹性体的方式来实现的。热塑性弹性体是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的材料，其在常温下显示橡胶的弹性，高温时又能塑化成型的高分子材料，具有类似于橡胶的力学性能及使用性能，又能按热塑性塑料进行加工和回收。使用热塑性弹性体作PC包覆材料，加工方便，且手感良好，增加使用舒适性。

但是由于PC分子链含羰基（C=O），呈弱极性，因此与其它非极性聚合物间的相容性极差。目前市场上用于与PC射粘的热塑性弹性体材料很难真正粘附在其表面，且存在材料成本较高，表面耐刮擦性能差的不足。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种成本低、耐刮擦性能好、与PC粘接牢固的热塑性弹性体。

同时，本发明还提供了一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体的制备方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：

基体树脂                    20~40%

聚碳酸酯                    8~20%

橡胶粉                       10~25%

相容剂                       5~15%

矿物油                       15~30%

纳米填料                     5~25%

复合抗氧剂                  0.2~2%

润滑剂                        0.1~2.5%。

优选的，所述的基体树脂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

优选的，所述橡胶粉的目数为1000~2000目。

优选的，所述的相容剂为SEBS-g-MAH、PP-g-MAH、EPDM-g-MAH、POE-g-MAH中的至少一种。

优选的，所述的相容剂极性基团的接枝率为5~10%。

优选的，所述的矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油、环烷烃油中的至少一种。

优选的，所述的纳米填料为纳米碳酸钙、纳米硫酸钡、纳米云母粉中的至少一种。

优选的，所述的复合抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按1:1~1:4的比例混合。

优选的，所述润滑剂为硬脂酸锌、聚硅酮、芥酸酰胺中的至少一种。

上述的用于与PC材料二次射粘热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将基体树脂、聚碳酸酯、橡胶粉与矿物油混合5~40分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合20~60分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150~200℃，二区温度为180~220℃，三区温度为200~240℃，四区温度为210~240℃，五区温度为180~220℃，机头温度为160~180℃，喂料速度为20~200转/分钟，螺杆转速为50~500转/分钟。

本发明的有益效果：

本发明制备的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，表面耐刮擦性能优异，与PC材料粘接牢固，成型效果好，具有较佳的手感，工艺简单，成本低，适用于儿童玩具、汽车工业和电子电器等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：基体树脂20~40%，聚碳酸酯8~20%，橡胶粉10~25%，相容剂5~15%，矿物油15~30%，纳米填料5~25%，复合抗氧剂0.2~2%，润滑剂0.1~2.5%。

其中，所述橡胶粉的目数为1000~2000目。所述的相容剂极性基团的接枝率为5~10%。所述的复合抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按1:1~1:4的比例混合。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将基体树脂、聚碳酸酯、橡胶粉与矿物油混合5~40分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合20~60分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150~200℃，二区温度为180~220℃，三区温度为200~240℃，四区温度为210~240℃，五区温度为180~220℃，机头温度为160~180℃，喂料速度为20~200转/分钟，螺杆转速为50~500转/分钟。

本发明制备的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，具有表面耐刮擦性能优异，与PC材料粘接牢固，工艺简单的优点。

实施例1

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物40%，聚碳酸酯8%，橡胶粉10%，SEBS-g-MAH 15%，饱和直链烷烃油15%，纳米碳酸钙9.3%，复合抗氧剂0.2%，硬脂酸锌2.5%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与饱和直链烷烃油混合5分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合20分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为180℃，三区温度为200℃，四区温度为210℃，五区温度为180℃，机头温度为160℃，喂料速度为20转/分钟，螺杆转速为50转/分钟。

实施例2

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20%，聚碳酸酯20%，橡胶粉25%， PP-g-MAH 5%，环烷烃油22.9%，纳米硫酸钡5%，复合抗氧剂2%，聚硅酮0.1%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与环烷烃油混合40分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为200℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为220℃，机头温度为180℃，喂料速度为200转/分钟，螺杆转速为500转/分钟。

实施例3

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物27%，聚碳酸酯14%，橡胶粉16%， EPDM-g-MAH 10%，饱和直链烷烃油15.7%，纳米云母粉15%，复合抗氧剂1%，硬脂酸锌、聚硅酮、芥酸酰胺1.3%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与饱和直链烷烃油混合20分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合40分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为175℃，二区温度为200℃，三区温度为220℃，四区温度为235℃，五区温度为200℃，机头温度为170℃，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为300转/分钟。

实施例4

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物23%，聚碳酸酯10%，橡胶粉14%， POE-g-MAH 7%，环烷烃油30%，纳米硫酸钡14.5%，复合抗氧剂0.5%，聚硅酮1%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与环烷烃油混合10分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合30分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为160℃，二区温度为185℃，三区温度为210℃，四区温度为215℃，五区温度为190℃，机头温度为165℃，喂料速度为50转/分钟，螺杆转速为100转/分钟。

实施例5

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物35%，聚碳酸酯18%，橡胶粉10%， PP-g-MAH 5%，饱和直链烷烃油15%，纳米云母粉15%，复合抗氧剂1.5%，硬脂酸锌、聚硅酮、芥酸酰胺0.5%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与饱和直链烷烃油混合35分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合50分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为210℃，机头温度为175℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为400转/分钟。

实施例6

本发明的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20%，聚碳酸酯8%，橡胶粉20%， POE-g-MAH 10%，环烷烃油15%，纳米碳酸钙25%，复合抗氧剂0.5%，硬脂酸锌1.5%。

制备的工艺步骤如下:

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、橡胶粉与环烷烃油混合5分钟，接着余下的物料加入混料机中一起混合30分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为170℃，二区温度为190℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，五区温度为190℃，机头温度为170℃，喂料速度为20转/分钟，螺杆转速为200转/分钟。

性能测试

对按上述各配方制得的热塑性弹性体进行性能测试，结果如表1所示：

表1

备注：熔断指数的测试条件为：温度190℃，压力5KG。

从表1中可以看出，本发明制备的与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，具有表面耐刮擦性能优异，与PC材料粘接牢固的优点。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体，其特征在于，基本配方和重量比组成为：

基体树脂                    20~40%

聚碳酸酯                    8~20%

橡胶粉                       10~25%

相容剂                       5~15%

矿物油                       15~30%

纳米填料                    5~25%

复合抗氧剂                 0.2~2%

润滑剂                       0.1~2.5%。

2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的基体树脂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化饱和热塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化饱和热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述橡胶粉的目数为1000~2000目。

4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的相容剂为SEBS-g-MAH、PP-g-MAH、EPDM-g-MAH、POE-g-MAH中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的相容剂极性基团的接枝率为5~10%。

6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的矿物油为闪点高于200℃的饱和直链烷烃油、环烷烃油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的纳米填料为纳米碳酸钙、纳米硫酸钡、纳米云母粉中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述的复合抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按1:1~1:4的比例混合。

9.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、聚硅酮、芥酸酰胺中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的一种与PC材料二次射粘用的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，制备的工艺步骤如下：

（1）按重量配比称取原料配方中的材料；

（2）将基体树脂、聚碳酸酯、橡胶粉与矿物油混合5~40分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合20~60分钟，出料；

（3）将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150~200℃，二区温度为180~220℃，三区温度为200~240℃，四区温度为210~240℃，五区温度为180~220℃，机头温度为160~180℃，喂料速度为20~200转/分钟，螺杆转速为50~500转/分钟。