CN106009465A - 一种高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子复合材料技术领域,具体公开了一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按照重量百分数计,包括苯乙烯类嵌段共聚物20‑45%、填充油5‑18%、聚丙烯8‑30%、增韧剂2‑15%、阻燃剂19‑40%、助剂0.5‑2%。本发明还公开了前述高流动增韧型热塑性弹性体材料的制备方法。本发明与现有技术相比,通过合理的组分及配比,赋予了产品优异的综合性能,而且具有高韧性、高流动性等特点,在USB插头、SR等低频电线使用时加工温度可降低至180‑190℃,显著节约了能源,易于成型,应用前景好。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域,特别涉及一种高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
热塑性材料在电线电缆中的应用符合环保高效节能等潮流,对于促进电线电缆行业发展有积极意义。聚烯烃热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯热塑性弹性体及聚酯类热塑性弹性体等弹性体被广泛用于电线电缆绝缘料中。苯乙烯类热塑性弹性体TPES用作导线和电缆的绝缘和护套材料,具有很好的回弹性和低温屈挠性,可与交联的PE、硫化橡胶和PVC媲美,在强度、耐磨性能、耐碾压、抗冲击、防火、热稳定性、介电性能等方面均具有较大优势。
然而,现有弹性体材料应用于如USB插头及其SR等低频电线中加工温度往往要达到220℃以上,流动性及韧性相对较差等问题,不良品率较高,加工成型过程中存在开裂、瑕疵等缺陷,迫切需要进一步改进产品性能以提升良品率,降低能耗。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有技术的上述不足,提供一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,具有高韧性、高流动性、加工温度低、节约能源、易于成型等特点,综合性能优异。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是:
一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
优选地,所述的苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;具体可以选用如台橡的6154、岳化的503T。
优选地,所述的填充油为石蜡油、环烷油中的至少一种;具体可以选用克拉玛依的KNH4006、250N。
优选地,所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的至少一种;具体可以选用泰国石化的1100NK、台塑的5090T。
优选地,所述的增韧剂为乙烯-辛烯原位聚合物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物中的至少一种;具体可以选用陶氏化学的8480、三井的MD715。
优选地,所述的阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂,具体可以选用日本艾迪科的FP-2000;
优选地,所述的助剂按重量百分数计包括包括滑剂0.2-1.5%、抗氧剂0.1-0.3%、抗UV剂0.2-0.3%。
优选地,所述的滑剂为硅酮类、PE蜡类、酰胺类中的至少一种;具体可以选用北京星贝达的ST-LS100、霍尼韦尔的AC629A。所述的抗氧剂为受阻 酚类、亚磷酸酯类、受阻胺类中的至少一种;具体可以选用巴斯夫的1010、1098或168;所述的抗UV剂为紫外线吸收剂、受阻胺类中的至少一种,具体可以选用巴斯夫的234、329、770。
与现有技术相比,本发明通过将填充油扩散分布于苯乙烯类嵌段共聚物的分子链中,分子链之间的作用减弱,流动性增加,同时将相容性非常好的聚丙烯加入以调节产品硬度和力学性能,利用增韧剂改善产品整体的韧性及提升组分之间的相容性,利于加工,增强产品的强度,还配以无卤阻燃剂保证了产品的阻燃效果,提高了阻燃级别,抗氧剂和抗UV剂增强产品的耐候性、耐黄变、抗UV等性能,而滑剂硅树脂的加入则有助于减弱物料与螺杆、机筒之间的摩擦,降低能耗,还赋予产品优异的耐刮性能,最终产品易于加工,具有高流动性、高强韧性等特点,生产加工简便,易于成型,主要应用在USB插头、SR等低频电线等小家电电线电缆料中。
而且,本发明的弹性体材料用于小家电特别是USB插头及其SR等低频电线上,加工温度可降低至180-190℃,而现有弹性体加工温度要达到220℃以上,采用本发明的弹性体材料显著节约了能源,且无卤环保,节能减排,无废气废料产生,边角料可以重复利用,耐侯性好,良品率可提高至99%以上;原料来源广,成本低,方便易得,最终产品性能稳定。
本发明还提供了一种前述高流动增韧型热塑性弹性体材料的制备方法,其包括以下步骤:
S1:将苯乙烯类嵌段共聚物、填充油置于高速混合机中高速搅拌,使苯乙烯类嵌段共聚物完全吸收填充油;
S2:将聚丙烯、增韧剂和助剂等置于混合机内,高速搅拌,混合分散均 匀,得到混合物料;
S3:将混合物料倒入挤出机中,混炼挤出,得到高流动增韧型热塑性弹性体材料。
优选地,步骤S1中高速搅拌速度为1800-2000r/min,搅拌过程中升温至40-50℃;步骤S2中高速搅拌速度为1800-2000r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为300-500r/min,加工温度为190-220℃,喂料转速为20-40r/min,滤网的目数为80目-100目。
与现有技术相比,具有如下优点:工艺精准,可操作性强,产品性能稳定,原料来源丰富,成本低,获得的产品综合性能优异,产品实际应用中易于加工,提升了产品的价值。
上述是发明技术方案的概述,以下结合具体实施方式,对本发明做进一步说明。
具体实施方式:
为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例作详细说明。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。
实施例1:本实施例提供的高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
本实施例还提供了前述高流动增韧型热塑性弹性体材料的制备方法,其包括以下步骤:
S1:将苯乙烯类嵌段共聚物、填充油置于高速混合机中高速搅拌,使苯乙烯类嵌段共聚物完全吸收填充油;
S2:将聚丙烯、增韧剂和助剂等置于混合机内,高速搅拌,混合分散均匀,得到混合物料;
S3:将混合物料倒入挤出机中,混炼挤出,得到高流动增韧型热塑性弹性体材料。
其中,苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;填充油为石蜡油;聚丙烯为均聚聚丙烯;增韧剂为乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂;助剂按重量百分数计包括滑剂1.5%、抗氧剂0.3%、抗UV剂0.2%;滑剂为硅酮类;抗氧剂为受阻酚类;抗UV剂为紫外线吸收剂。
在制备过程中,步骤S1中高速搅拌速度为1800r/min,搅拌过程中升温至50℃;步骤S2中高速搅拌速度为2000r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为500r/min,加工温度为220℃,喂料转速为20r/min,滤网的目数为80目-100目。
实施例2:本实施例提供的高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制备方法,与实施例1基本相同,不同之处在于:一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
其中,苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;填充油为环烷油;聚丙烯为无规共聚聚丙烯;增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂;助剂按重量百分数计包括滑剂0.2%、抗氧剂0.1%、抗UV剂0.2%;滑剂为PE蜡类;抗氧剂为亚磷酸酯类;抗UV剂为受阻胺类。
在制备过程中,步骤S1中高速搅拌速度为2000r/min,搅拌过程中升温至40℃;步骤S2中高速搅拌速度为1800r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为300r/min,加工温度为190℃,喂料转速为40r/min,滤网的目数为80目-100目。
其他与实施例1相同,在此不再累赘。
实施例3:本实施例提供的高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制备方法,与实施例1基本相同,不同之处在于:一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
其中,苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;填充油为5%石蜡油、10%环烷油;聚丙烯为10%均聚聚丙烯、18%无规共聚聚丙烯;增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂;助剂按重量百分数计包括滑剂1%、抗氧剂0.3%、抗UV剂0.2%;滑剂为酰胺类;抗氧剂为受阻胺类;抗UV剂为0.1%紫外线吸收剂、0.1%受阻胺类。
在制备过程中,步骤S1中高速搅拌速度为1900r/min,搅拌过程中升温至45℃;步骤S2中高速搅拌速度为1900r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为400r/min,加工温度为200℃,喂料转速为30r/min,滤网的目数为80目-100目。
其他与实施例1相同,在此不再累赘。
实施例4:本实施例提供的高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制备方法,与实施例1基本相同,不同之处在于:一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
其中,苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;填充油为4%石蜡油、4%环烷油;聚丙烯为无规共聚聚丙烯;增韧剂为6%乙烯-辛烯原位聚合物、5%马来酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂;助剂按重量百分数计包括滑剂0.5%、抗氧剂0.3%、抗UV剂0.2%;滑剂为0.3%硅酮类、0.2%酰胺类;抗氧剂为0.1%受阻酚类、0.2%受阻胺类;抗UV剂为0.1%紫外线吸收剂、0.1%受阻胺类。
在制备过程中,步骤S1中高速搅拌速度为2000r/min,搅拌过程中升温至48℃;步骤S2中高速搅拌速度为1800r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为480r/min,加工温度为210℃,喂料转速为25r/min,滤网的目数为80目-100目。
其他与实施例1相同,在此不再累赘。
实施例5:本实施例提供的高流动增韧型热塑性弹性体材料及其制备方法,与实施例1基本相同,不同之处在于:一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,按重量百分数计,包括:
其中,苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万;填充油为环烷油;聚丙烯为均聚聚丙烯;增韧剂为乙烯- 辛烯原位聚合物;阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂;助剂按重量百分数计包括滑剂0.9%、抗氧剂0.3%、抗UV剂0.3%;滑剂为0.4%硅酮类、0.5%PE蜡类;抗氧剂为受阻胺类;抗UV剂为紫外线吸收剂。
在制备过程中,步骤S1中高速搅拌速度为2000r/min,搅拌过程中升温至46℃;步骤S2中高速搅拌速度为1800r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为460r/min,加工温度为220℃,喂料转速为30r/min,滤网的目数为80目-100目。
其他与实施例1相同,在此不再累赘。
上述实施例的测试结果详见表1:本发明获得产品的综合性能优异,特别是通过低分子量的弹性体基材,配以填充油扩散至分子链之间,配以增韧剂、聚丙烯增加了弹性体之间的相容性,提高了产品的流动性,最终产品应用于小家电电线电缆等时易于加工,易于成型,降低了能耗,产品质量稳定。
表1为实施例1-5的性能测试结果
本发明并不限于上述实施方式,采用与本发明上述实施例相同或近似的材料、结构、方法,而得到的材料或方法,均在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,按重量百分数计,包括:
2.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的苯乙烯类嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,数均分子量为12-18万。
3.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的填充油为石蜡油、环烷油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的增韧剂为乙烯-辛烯原位聚合物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。
7.根据权利要求1所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的助剂按重量百分数计包括滑剂0.2-1.5%、抗氧剂0.1-0.3%、抗UV剂0.2-0.3%。
8.根据权利要求7所述的高流动增韧型热塑性弹性体材料,其特征在于,所述的滑剂为硅酮类、PE蜡类、酰胺类中的至少一种;所述的抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、受阻胺类中的至少一种;所述的抗UV剂为紫外线吸收剂、受阻胺类中的至少一种。
9.一种权利要求1-8之一所述高流动增韧型热塑性弹性体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将苯乙烯类嵌段共聚物、填充油置于高速混合机中高速搅拌,使苯乙烯类嵌段共聚物完全吸收填充油;
S2:将聚丙烯、增韧剂和助剂等置于混合机内,高速搅拌,混合分散均匀,得到混合物料;
S3:将混合物料倒入挤出机中,混炼挤出,得到高流动增韧型热塑性弹性体材料。
10.根据权利要求9所述高流动增韧型热塑性弹性体材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中高速搅拌速度为1800-2000r/min,搅拌过程中升温至40-50℃;步骤S2中高速搅拌速度为1800-2000r/min;步骤S3中挤出机的直径为40-50mm、长径比>40,主机转速为300-500r/min,加工温度为190-220℃,喂料转速为20-40r/min,滤网的目数为80目-100目。
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