CN106221043A - 一种高性能阻尼热塑弹性体复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高性能阻尼热塑弹性体复合物及其制备方法,高性能阻尼热塑弹性体复合物是由如下按重量百分数计算的原料组分组成:聚苯醚树脂0%~30%,苯乙烯类热塑性弹性体10%~70%,增塑剂0%~60%,聚烯烃0%‑30%。所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂。所述苯乙烯类热塑性弹性体为以苯乙烯、丁二烯和异戊二烯中的任一种为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的共聚物,其中,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于20%。本发明具有宽阻尼温域范围、高温永久压缩形变性能好的特性,能满足运动地板、电机端盖垫片、音响发声单元垫片等产品的高标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种高性能阻尼热塑弹性体复合物及其制备方法。
背景技术
弹性体相对于硬质材料更柔软,因此常用来做减震材料,比如电动工具常用30%玻纤增强PA6作为手把的结构壳体材料,但往往手握部分需要包覆一层弹性体,以减轻使用过程中手所承受的震动。
对于常规普通的应用,很多柔软的材料即可达到要求。
而对于运动地板、电机端盖垫片、音响发声单元垫片及其箱体脚垫等,不但要求材料柔软,而且期望在使用过程中能够尽可能多吸收能量以减低伤害、噪音等,一般具有这种特性的材料称之为阻尼材料。
下面对阻尼材料进行简单论述:粘弹性是高分子材料的一个重要特性,高分子材料在受到交变力作用下发生的滞后现象和力学损耗是其产生阻尼作用的根本原因。人们将应变落后于应力的相角差δ称为力学损耗角,通常用力学损耗角正切tanδ表示内耗的大小。力学损耗与阻尼性能关系非常密切,聚合物的内耗愈大则阻尼效果愈好。tanδ和模量的关系如下:
E=E′+iE″;
tanδ=E″/E′;
式中:E′为实数模量,称贮能模量,表示应力作用下能量在试样中的贮存;
E″为虚数模量,称为损耗模量,表示能量的损耗。
当振动或噪音传递到高分子材料时,机械能被转化为分子链或链段的运动,通过分子间的内摩擦转化为热能而耗散。在玻璃化转变温度(Tg)附近,高分子链段能运动,但又不充分,所以滞后现象严重,出现一个内耗的极大值,阻尼效果最好。材料的内耗峰愈高、玻璃化转变温域愈大、温域值与外部环境愈符合,阻尼效果愈好。一般要求tanδ≥0.7,温域范围≥50℃。
在选择设计阻尼聚合物时,通常根据阻尼材料使用时的环境温度来选择合适的聚合物或共混物,使其玻璃化转变温度与环境温度一致,这样阻尼材料才具有最大的阻尼效果。
现有的技术方案中,只能够满足常规的应用要求。如专利文献一,中国专利文献号CN105001660A公开了一种高性能抗紫外线的TPE塑料,采用的技术方案为(按重量份计算):TPE30-60份,聚丙烯20-25份,聚醚型聚氨酯弹性体10-18份,MBS 5-15份,环氧树脂13-18份,碳纳米管5-10份,硅灰石5-15份,高岭土5-15份,玻璃微珠5-10份,二氧化钛6-12份,聚乙烯蜡0.5-2.5份,过氧化二异丙苯1-2份,复合矿物材料10-20份,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.5-1.5份,马来酸酐接枝ABS1-3份,稀土金属化合物0.3-0.6份,马来酸酐0.5-1.5份,分散剂1-2份,抗氧化剂1-2份,光稳定剂1-2份,紫外线吸收剂0.5-2.5份。此方案的实施得到的TPE塑料,虽有一定的减震效果,但已属于硬度很高的塑料,弯曲模量远远超过500MPa达10000MPa,属于常规的硬胶范畴。通常热塑性弹性体的弯曲模量低于500MPa,最常用的邵氏硬度10A至80A的热塑性弹性体的弯曲模量低于50Mpa。因此该方案具有极大的局限性。
如专利文献二,中国专利文献号CN101375733A公开了一种汽车用吸震热塑性弹性体材料及其制备方法,此弹性体为由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、氢化苯乙烯-异戊二烯-乙烯支化异戊二烯-苯乙烯、白油、填充、润滑剂、抗氧剂组成。如专利文献三,中国专利文献号CN104629243A公开了一种高减震耐磨热塑性弹性体及其制备方法,包括以下重量份的组成:SIS树脂40-60份,热塑性聚氨酯10-20份,相容剂5-10份,填充油5-15份,矿物填料5-10份,加工助剂1-3份,抗氧剂0.2-0.5份。专利文献二和专利文献三所获得的产品的温域范围幅度不够宽,即在室温比如23℃有较好的吸震性能而在零下15℃或高温50℃时则吸震性能一般,且高温永久压缩形变差,不适宜高温应用。
如专利文献四,中国专利文献号CN1558930A公开了一种树脂组合物包括100重量份含有由异丁烯基共聚嵌段和芳族乙烯基共聚嵌段组成的异丁烯基嵌段共聚物的热塑性弹性体,以及1~50重量份的聚烯烃树脂。该树脂组合物能够提供显示低硬度、高衰减性(阻尼性能)以及良好的气体渗透性的产品,并且能够以较高的和稳定空间精确进行注塑成型,从而适合用于生产用于喷墨打印机的弹性元件,用于记录介质驱动的绝缘体,用于HDD的垫圈,用于HDD的减震器以及类似物。在专利文献四的一个实施方案中,加入了PPE,能够适当提高材料的永久压缩形变,但是其采用的异丁烯基共聚嵌段和芳族乙烯基共聚嵌段组成的异丁烯基嵌段共聚物的热塑性弹性体是常规类型的苯乙烯类热塑性弹性体,通常玻璃化温度比较低,与PPE复合后只能得到在室温如25℃左右窄范围内表现出较好的阻尼性能。
如专利文献五,中国专利文献号CN102719050A公开了一种减震用无卤阻燃热塑性弹性体,包括以下重量份的组分:热塑性弹性体20-60份,相容剂3-10份,填充油3-10份,无卤磷氮复配阻燃剂25-35份,阻燃协效剂5-15份及抗氧剂0.1-1份。其中所述热塑性弹性体为氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L604、氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L605、氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L606、氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L607、氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L609、氢化后的苯乙烯丁二烯共聚物L611、非氢化的苯乙烯乙烯支化异戊二烯三嵌段共聚物5127、非氢化的苯乙烯乙烯支化异戊二烯三嵌段共聚物5125、非氢化的苯乙烯乙烯支化异戊二烯三嵌段共聚物7125及非氢化的苯乙烯乙烯支化异戊二烯三嵌段共聚物7311中的至少一种。专利文献五采用的技术方案相对比较新颖,采用的新型苯乙烯类热塑性弹性体,但这种热塑性弹性体也是有局限性的,和专利文献二和专利文献三的技术方案一样,都存在着温域范围幅度不够宽的问题,即在室温比如23℃有较好的吸震性能而在零下15℃或高温50℃时则吸震性能一般,且高温永久压缩形变差,不适宜高温应用。
综上所述,现有的技术方案都存在较大的局限性,比如在户外运动地板应用时,尤其是在北方的天气条件下,冬天处于零下的温度,而夏天的地板温度是高于30℃的,也就是说需要一种有足够宽阻尼温域范围的材料才是最佳选择;又如电机端盖垫片,通常起密封以及降噪作用,而通常电机的工作温度比较高,所以也就是要求垫片材料在高温下永久压缩形变性能以及阻尼性能都比较好。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种具有宽阻尼温域范围、高温永久压缩形变性能好的高性能阻尼热塑弹性体复合物及其制备方法,以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是由如下按重量百分数计算的原料组分组成:聚苯醚树脂0%~30%,苯乙烯类热塑性弹性体10%~70%,增塑剂0%~60%,聚烯烃0%-30%。
进一步,所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂。
进一步,所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.15~0.50dl/g之间的聚苯醚树脂。
进一步,所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.25~0.35dl/g之间的聚苯醚树脂。
进一步,所述苯乙烯类热塑性弹性体为以苯乙烯、丁二烯和异戊二烯中的任一种为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的共聚物;
或者,以苯乙烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第一共聚物,以丁二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第二共聚物,以异戊二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第三共聚物,苯乙烯类热塑性弹性体为第一共聚物、第二共聚物和第三共聚物中的任意二种以上的混合物;
其中,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于20%。
进一步,所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于30%。
进一步,所述增塑剂为液体聚丁烯、石蜡油和环烷油中的任一种或其混合物。
进一步,所述聚烯烃为以单一种α-烯烃为单体聚合后得到的单一聚合物;
或者,以二种以上分别不同的α-烯烃各自为单体聚合后得到的二种以上的聚合物,聚烯烃为该二种以上的聚合物的混合物;
其中,所述α-烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯和辛烯。
进一步,所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,还包括无机化合物,所述无机化合物为碱性氧化物、两性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化物与氢氧化物的混合物、氧化物与氢氧化物、碳酸盐的混合物、氢氧化物与硅酸盐的混合物、氢氧化物与硼酸盐的混合物中的任一种或任意二种的组合;
和/或,还包括加工助剂,所述加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、有机硅油和α-甲基苯乙烯中的任一种或二种以上的混合物;
和/或,还包括抗氧剂,所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类和金属钝化剂中的任一种或或二种以上的混合物。
一种高性能阻尼热塑弹性体复合物的制备方法,其特征包括以下步骤:
步骤一,分别按重量百分数称取聚苯醚树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂和聚烯烃,然后分别投入混合机经过均匀混合后,得到原料混和物;
步骤二,将原料混和物投入双螺杆挤出机,经过熔融、混练、挤出、冷却、干燥、切粒和包装工序后,得到成品;
其中,双螺杆挤出机的螺杆各区温度应保持在190~270℃之间,双螺杆挤出机的长径比为36~56,螺杆转速为200~800转/分钟。
本发明中的聚苯醚树脂0%~30%,苯乙烯类热塑性弹性体10%~70%,增塑剂0%~60%,聚烯烃0%-30%;聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂;可以使用一种单独特性粘度的聚苯醚树脂,也可以选用几种不同特性粘度聚苯醚树脂复合物。聚苯醚有较高的耐热性,玻璃化温度211℃,熔点268℃,加热至330℃有分解倾向,热变形温度可达190℃。常规的商业化的聚苯乙烯数均分子量(Mn)为5万~20万,玻璃花转变温度为80℃~100℃。聚苯醚与聚苯乙烯是两个相互相容性非常好的聚合物材料,是极少数能够任意比例相容的典型代表,因此聚苯醚与聚苯乙烯共混后会形成相对较宽但是单一的玻璃化转变峰,也就是说聚苯醚可以用于调节聚苯乙烯的玻璃化温度。
本发明中的聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂,其原因在于适合的特性粘度能够使聚苯醚与苯乙烯类弹性体中的苯乙烯嵌段在动力学上更容易实现相容。
本发明中的聚烯烃起到调节流动性以及软硬度的作用,并不对选用的类型做特别的限定。
本发明还包括加工助剂,所述加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、有机硅油和α-甲基苯乙烯中的任一种或二种以上的混合物;加工时可以有效改善各原料组分的分散性,具有降低塑料熔体与金属表面的黏附力以及塑料熔体的内摩擦,有利于提高复合物的熔体流动速率,调节复合物的柔软度等功能。
本发明还包括加工助剂,所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类和金属钝化剂中的任一种或或二种以上的混合物;加入抗氧剂既可以提高复合材料的热稳定性、防止复合物材料在挤出造粒或注塑制件过程中降解;还可以提高复合物的长期老化性能。
综上所述,本发明具有宽阻尼温域范围、高温永久压缩形变性能好的特性,能满足运动地板、电机端盖垫片、音响发声单元垫片及其箱体脚垫等产品的高标准要求。
附图说明
图1为传统三嵌段SEBS分子结构示意图。
图2为传统三嵌段SEBS微相结构示意图。
图3为SEPS、SEEPS分子结构示意图。
图4为软段含苯乙烯的SEBS分子结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
参见图1-图4,本高性能阻尼热塑弹性体复合物,是由如下按重量百分数计算的原料组分组成:聚苯醚树脂0%~30%,苯乙烯类热塑性弹性体10%~70%,增塑剂0%~60%,聚烯烃0%-30%。
其中,聚苯醚树脂包括所有已知的聚苯醚树脂。尤其示例为聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基醚);聚(2,6-二苯基苯-1,4-亚苯基醚);聚(2-甲基-6-苯基-1,4-亚苯基醚);聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基醚);也可以使用聚亚苯基醚共聚物,例如2,6-二甲基酚和一羟基苯酚的共聚物。在这些例子中,尤其优选聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂。
在本实施例中,聚苯醚的外观可以是粉末状也可以是颗粒状。既可以使用一种单独特性粘度的聚苯醚树脂,也可以选用几种不同特性粘度聚苯醚树脂复合物。
本发明中,聚苯醚与苯乙烯类弹性体中的苯乙烯嵌段相容,作为一种优选方案,所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.15~0.50dl/g之间的聚苯醚树脂。
进一步优选的方案,所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.25~0.35dl/g之间的聚苯醚树脂。
因为适合的特性粘度能够使聚苯醚与苯乙烯类弹性体中的苯乙烯嵌段在动力学上更容易实现相容。商业化的例如蓝星化工新材料股份有限公司的为在25℃氯仿中测定的特性粘度为0.35dl/g的PPE LXR035。
所述苯乙烯类热塑性弹性体为以苯乙烯、丁二烯和异戊二烯中的任一种为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的共聚物;
或者,以苯乙烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第一共聚物,以丁二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第二共聚物,以异戊二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第三共聚物,苯乙烯类热塑性弹性体为第一共聚物、第二共聚物和第三共聚物中的任意二种以上的混合物;
其中,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于20%。
苯乙烯类热塑性弹性体是指聚苯乙烯链段和聚丁二烯(或者聚异戊二烯)链段组成的嵌段共聚物。
聚苯乙烯链段作为硬段(塑料段),聚丁二烯(或聚异戊二烯)链段作为软段(橡胶段),传统类型的氢化苯乙烯类热塑性弹性体的分子结构示意图如图1所示,此处所谓“传统类型”是指最早商业化的,且多家供应商均在生产,比如台橡股份有限公司生产的SEBS6154,科腾高性能聚合物公司的SEBS G1650,中国石化巴陵石化股份有限公司的SEBS YH-503T等,都是典型的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,由于合成过程中丁二烯可以通过1,4位加成聚合,也可以通过1,2位加成聚合物,因此氢化后形成聚乙烯序列(如图1中的E部分)和形成聚丁烯序列(如图1中的B部分),通常聚乙烯(E)序列约占基于EB总重量的70%,聚丁烯(B)序列约占基于EB总重量的30%。
理论上,在这种嵌段共聚物中,相应于两个组分,有两个分离相,并有各自的玻璃化温度且对聚苯乙烯链段来说,Tg约为70~80℃,而聚丁二烯链段的Tg约为-100℃,因此,在室温下聚苯乙烯链段互相缔合或“交联”,形成物理交联区域,这些缔合区域的直径约为30nm,它们起到补强剂作用。这种由聚苯乙烯硬段和聚丁二烯(或聚异戊二烯)软段形成的交联网络结构,与硫化橡胶中的交联网络结构有相似之处,这是苯乙烯热塑性弹性体在常温下显示硫化橡胶特性,高温下发生塑性流动的原因所在。这种微相分离形成物理交联点的结构示意图见图2。
图1和图2所示的结构只是最常规最传统的三嵌段结构的氢化苯乙烯类热塑性弹性体类型,商业化的规格也仅限于这种类型,直到最近,比如2008年,随着合成技术的发展,才开发出结构更复杂性能也更独特,典型的就是tanδ峰值的变化。
因此,在现有的阻尼材料技术方案中,主要采用的传统类型的苯乙烯类热塑性弹性体,并未有意识有目的地设计或选用合适的苯乙烯类热塑性弹性体原料开发出性能更优异阻尼弹性体材料。
进一步,本发明所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于30%。
在进一步的优选方案中,主要选5种类型的苯乙烯类热塑性弹性体,并由它们的一种以上的组合,所述组合的原则是苯乙烯类热塑性弹性体的累计求和苯乙烯含量大于基于三嵌段共聚物总重的30%,这是材料具有足够的阻尼性能的保证。
这5种类型是如此划分的,第一种为传统类型的苯乙烯类热塑性弹性体,是指结构如图1所示的三嵌段共聚物,其中,苯乙烯含量为基于三嵌段共聚物总重的20%~40%,EB含量为为基于三嵌段共聚物总重的60%~80%;其中,聚乙烯(E)序列约占基于EB总重量的70%,聚丁烯(B)序列约占基于EB总重量的30%。商业化的牌号如台橡股份有限公司生产的SEBS 6154,科腾高性能聚合物公司的SEBS G1650,中国石化巴陵石化股份有限公司的SEBSYH-503T等。
第二种为指结构如图3所示的三嵌段共聚物,其中,苯乙烯含量为基于三嵌段共聚物总重的20%~40%,EP(或EEP)含量为为基于三嵌段共聚物总重的60%~80%;其中,聚乙烯(E)序列约占基于EP(或EEP)总重量的70%,聚异戊二烯(P)序列约占基于EB总重量的30%。商业化的牌号如日本可乐丽公司的SEPS 2002、SEPS 2004、SEPS 2005、SEPS 2006,SEEPS4044、SEEPS4055、SEEPS4077、SEEPS 4099。
第三种苯乙烯类热塑性弹性体是结构如图1所示的三嵌段共聚物,但其中,苯乙烯含量为基于三嵌段共聚物总重的10%~30%,EB含量为为基于三嵌段共聚物总重的70%~90%。其中,聚乙烯(E)序列约占基于EB总重量的10%~50%,聚丁烯(B)序列约占基于EB总重量的50%~90%,进一步优选为聚乙烯(E)序列约占基于EB总重量的20%~40%,聚丁烯(B)序列约占基于EB总重量的60%~80%,最优选为聚乙烯(E)序列约占基于EB总重量的30%,聚丁烯(B)序列约占基于EB总重量的70%。这次苯乙烯类热塑性弹性体因此其苯乙烯含量低,以及聚乙烯(E)序列含量低,其低温性能非常好,或者其在更低的温度下才表现出优异的阻尼性能。商业化的产品如科腾高性能聚合物公司的SEBS G1641、SEBS G1643、SEBSG1645等;中国石化巴陵石化股份有限公司的SEBS YH-688;日本旭化成公司的TUFTECH1221等。
第四种苯乙烯类热塑性弹性体是结构如图4所示,但其中,苯乙烯含量为基于三嵌段共聚物总重的30%~60%,EB含量为为基于三嵌段共聚物总重的40%~70%。其特点是在EB软段中引入了苯乙烯组分,由于是在软段引入适量的苯乙烯,因此其如图2所示的微相结构中,部分苯乙烯分散在橡胶相中,如此的结果是苯乙烯类热塑性弹性体的整体苯乙烯含量提高了,但由于塑料相并未明显增大(多),所以仍能保持较低的硬度。如果传统类型的结构中,苯乙烯含量为40%时,邵氏A硬度已经大于90A;但如图4所示结构,苯乙烯含量为40%时,邵氏A硬度硬度仍然可以90A。商业化的产品如科腾高性能聚合物公司的SEBSA1535、SEBS A1536,中国石化巴陵石化股份有限公司的SEBS YH-511。
第五种苯乙烯类热塑性弹性体是对应上述第一至第四种的未氢化的苯乙烯类热塑性弹性体以及他们对应的二嵌段苯乙烯类热塑性弹性体和他们对应的未氢化的二嵌段苯乙烯类热塑性弹性体。
需要指出的是,由于结构的差异,上述苯乙烯类热塑性弹性体中从第一种到第四种,他们的tanδ峰值是不一样的,也就是说他们表现出来的最佳阻尼效果的温度不一样。表现出来的最佳阻尼效果的温度第三种最低,第一和第二次之,第四种最高。第五类属于未氢化的产品,表现出来的最佳阻尼效果的温度分别接近于他们所对应的氢化后的种类。
需要进一步指出的是,上述苯乙烯类热塑性弹性体中的第三种,因此其苯乙烯含量较高,整体与聚苯醚的相容性进一步提高,使得所制备的复合物的tanδ峰值在0℃以上几乎可调,这为应用设计提供了可控的设计方案。此外,聚苯醚以充分相容的方式进入到塑料相后,与原有的PS共同形成可耐高温的物理交联点,因此本发明的产品具有良好的高温永久压缩形变性能。
所述聚烯烃为以单一种α-烯烃为单体聚合后得到的单一聚合物;或者,以二种以上分别不同的α-烯烃各自为单体聚合后得到的二种以上的聚合物,聚烯烃为该二种以上的聚合物的混合物;其中,所述α-烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯和辛烯。
在本实施例中,聚烯烃起到调节流动性以及软硬度的作用,并不对选用的类型做特别的限定。
可选用但不限定于的如常见的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯;均居聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯;固体的聚丁烯;乙烯丙烯共聚的聚烯烃弹性体,乙烯丁烯无规共聚的聚烯烃弹性体,乙烯辛烯共聚的聚烯烃弹性体等。
所述增塑剂为液体聚丁烯、石蜡油和环烷油中的任一种或其混合物。
所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,还包括加工助剂,所述加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、有机硅油和α-甲基苯乙烯中的任一种或二种以上的混合物。
所述加工助剂加工时可以有效改善各组分的分散性,降低塑料熔体与金属表面的黏附力以及塑料熔体的内摩擦,有利于提高复合物的熔体流动速率,调节复合物的柔软度等功能。
所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,还可进一步包括无机化合物,所述无机化合物为碱性氧化物、两性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化物与氢氧化物的混合物、氧化物与氢氧化物、碳酸盐的混合物、氢氧化物与硅酸盐的混合物、氢氧化物与硼酸盐的混合物中的任一种或任意二种的组合。
所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,还可进一步包括抗氧剂,所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类和金属钝化剂中的任一种或或二种以上的混合物。
其中,适合于本发明的酚类抗氧剂为2,4,6-三叔丁基苯酚、2,2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010);亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯基)或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)脂(抗氧剂168);含硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂脂或硫代二丙酸二(十八)脂;金属钝化剂类抗氧剂为N,N-二乙酰基己二酰基二酰肼、N-亚水杨基-N-水杨基酰肼或双水杨酰肼。加入抗氧剂既可以提高复合材料的热稳定性,防止复合物材料在挤出造粒或注塑制件过程中降解;还可以提高复合物的长期老化性能。
一种高性能阻尼热塑弹性体复合物的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,分别按重量百分数称取聚苯醚树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂和聚烯烃,然后分别投入混合机经过均匀混合后,得到原料混和物;
步骤二,将原料混和物投入双螺杆挤出机,经过熔融、混练、挤出、冷却、干燥、切粒和包装工序后,得到成品;
其中,双螺杆挤出机的螺杆各区温度应保持在190~270℃之间,双螺杆挤出机的长径比为36~56,螺杆转速为200~800转/分钟。
按照上述的制备方法,本实施例采用原料包括:
PPE LXR035,特性粘度在0.35dl/g的(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚;
SEBS G1650,第一种类型苯乙烯类热塑性弹性体,基于苯乙烯类热塑性弹性体总重的苯乙烯含量为30%;
SEPS 2002,第二种类型苯乙烯类热塑性弹性体,基于苯乙烯类热塑性弹性体总重的苯乙烯含量为30%;
SEBS G1643,第三种类型苯乙烯类热塑性弹性体,基于苯乙烯类热塑性弹性体总重的苯乙烯含量为19%;
SEBS A1536,第四种类型苯乙烯类热塑性弹性体,基于苯乙烯类热塑性弹性体总重的苯乙烯含量为42%;
SBS YH-188,第五种类型苯乙烯类热塑性弹性体,基于苯乙烯类热塑性弹性体总重的苯乙烯含量为30%;
PB900,韩国大林生产的液体聚丁烯增塑剂;PP BX3900,韩国SK公司生产的共聚PP;抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。
各测试按如下标准进行:
邵氏硬度:依据GB/T 2411标准,样品为210℃下注塑成型的6.0mm测试试样。
-15℃力学损耗角正切tanδ:-15℃,20Hz,1%张力下检测;
0℃力学损耗角正切tanδ:0℃,20Hz,1%张力下检测;
25℃力学损耗角正切tanδ:25℃,20Hz,1%张力下检测;
40℃力学损耗角正切tanδ:40℃,20Hz,1%张力下检测;
高温永久压缩形变:根据标准ASTM D3835,70℃,22h;
各实施例的配方表及获得的高性能阻尼热塑弹性体复合物的性能测试结果,见表1。
表1
从表1的数据可以看到,实施例在宽范围内的tanδ较大,且具有良好的永久压缩形变性能;对比例则明显相反。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是由如下按重量百分数计算的原料组分组成:聚苯醚树脂0%~30%,苯乙烯类热塑性弹性体10%~70%,增塑剂0%~60%,聚烯烃0%-30%。
2.根据权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.1~0.60dl/g之间的聚苯醚树脂。
3.根据权利要求2所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.15~0.50dl/g之间的聚苯醚树脂。
4.根据权利要求3所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述聚苯醚树脂为25℃氯仿中测定的特性粘度在0.25~0.35dl/g之间的聚苯醚树脂。
5.根据权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述苯乙烯类热塑性弹性体为以苯乙烯、丁二烯和异戊二烯中的任一种为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的共聚物;
或者,以苯乙烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第一共聚物,以丁二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第二共聚物,以异戊二烯为单体合成得到的具有热塑性弹性特征的第三共聚物,苯乙烯类热塑性弹性体为第一共聚物、第二共聚物和第三共聚物中的任意二种以上的混合物;
其中,相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于20%。
6.根据权利要求5所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是相对于苯乙烯类热塑性弹性体的总重量,苯乙烯的含量大于或等于30%。
7.根据权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述增塑剂为液体聚丁烯、石蜡油和环烷油中的任一种或其混合物。
8.根据权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是所述聚烯烃为以单一种α-烯烃为单体聚合后得到的单一聚合物;
或者,以二种以上分别不同的α-烯烃各自为单体聚合后得到的二种以上的聚合物,聚烯烃为该二种以上的聚合物的混合物;
其中,所述α-烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯和辛烯。
9.根据权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物,其特征是还包括无机化合物,所述无机化合物为碱性氧化物、两性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化物与氢氧化物的混合物、氧化物与氢氧化物、碳酸盐的混合物、氢氧化物与硅酸盐的混合物、氢氧化物与硼酸盐的混合物中的任一种或任意二种的组合;
和/或,还包括加工助剂,所述加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、有机硅油和α-甲基苯乙烯中的任一种或二种以上的混合物;
和/或,还包括抗氧剂,所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类和金属钝化剂中的任一种或或二种以上的混合物。
10.一种如权利要求1所述的高性能阻尼热塑弹性体复合物的制备方法,其特征包括以下步骤:
步骤一,分别按重量百分数称取聚苯醚树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂和聚烯烃,然后分别投入混合机经过均匀混合后,得到原料混和物;
步骤二,将原料混和物投入双螺杆挤出机,经过熔融、混练、挤出、冷却、干燥、切粒和包装工序后,得到成品;
其中,双螺杆挤出机的螺杆各区温度应保持在190~270℃之间,双螺杆挤出机的长径比为36~56,螺杆转速为200~800转/分钟。
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