CN106317588A - 一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜及其制备方法，所述耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，它由如下重量份的原料混合制成：乙丙橡胶15‑25份、无规共聚聚丙烯10‑20份、乙烯辛烯共聚物20‑30份、氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物20‑30份、聚丙烯酸酯1‑4份、茂金属催化聚乙烯5‑15份、动态硫化剂1‑3份，本发明制得的热塑性弹性体薄膜，具有无毒、无味、耐老化、使用寿命长、对环境友好和成本低的优点，本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的耐低温性能：零下40℃低温折裂试验3万次无断裂，本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的力学性能。

Description

一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜及其制备方法。
背景技术
目前，市面上的各类篷布(如帐篷)、防水服装以及合成革皮料一般是由基布和表面覆膜组成，覆膜材料一般采用聚氯乙烯材料(PVC)，特殊功能的采用橡胶、聚氨酯塑料或四氟乙烯等材料，但是，传统的覆膜材料存在如下问题：1)传统的覆膜材料在制备过程中往往需要加入大量的增塑剂，然而，对于最终覆膜材料来说，这些高水平的增塑剂，并不是所需的，这些高水平量的增塑剂可浸出到材料的表面上，并引起未加工材料的储存方面、挤出期间和随后薄膜加工方面的问题，同时残留的增塑剂也可降低材料的不渗透特征，从而降低其作为阻隔材料的效果，另外，这些增塑剂迁移和挥发严重，如果制成帐篷或皮革制品并不不适合人们使用；2)这些覆膜材料还存在易老化，使用寿命短，对环境破坏力大的缺点；3)传统的覆膜材料耐低温性能差，如PVC覆膜材料的低温脆性为-25℃，利用PVC覆膜材料制得的帐篷，当室外温度低于-25℃时，就不能使用了，因此在北方的冬天不适合使用；4)传统的覆膜材料易老化且昂贵，如，国外广泛使用的是聚氨酯(PU)覆膜材料，PU也是比较容易老化的材料，使用寿命短。而且聚氨酯本身价格很高，导致(PU)覆膜材料价格偏高，不适合广泛使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无毒、耐老化、耐低温、耐黄变热塑性弹性体薄膜，作为作为现有覆膜材料的替代品，同时提供了该热塑性弹性体薄膜的制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，它由如下重量份的原料混合制成：
乙丙橡胶15-25份、无规共聚聚丙烯10-20份、乙烯辛烯共聚物20-30份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20-30份、聚丙烯酸酯1-4份、茂金属催化聚乙烯5-15份、动态硫化剂1-3份。
本发明利用乙丙橡胶、无规共聚聚丙烯、乙烯辛烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、茂金属催化聚乙烯、动态硫化剂作为制备热塑性弹性体薄膜的原料，能够很好的互溶，无需再添加相容剂。因为利用这些原料制得热塑性弹性体薄膜已经具备良好的力学性能，所以无需再添加增塑剂或其他助剂(如偶联剂)。另外，利用上述原料制得的热塑性弹性体薄膜还具有良好的耐老化性能和耐温性能该，同时具备优秀的表面质感。特别是使用了氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，能够大大提升该热塑性弹性体薄膜耐老化性能，本发明的发明人还尝试了其他烯烃嵌段共聚物，发现氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物是最佳选择。
所述的动态硫化剂可以为溴化酚醛树脂，当然，动态硫化剂也可是其他酚醛树脂。
所述的动态硫化剂还可以为双叔丁过氧异丙基苯。动态硫化剂还可以是其它的过氧化物。
所述的动态硫化剂还可以为双叔丁基过氧异丙基苯与溴化酚醛树脂的混合物，以重量份计，其中每百份混合物中，含有双叔丁基过氧异丙基苯5-12份，溴化酚醛树脂88-95份。
以重量份计，每百份混合物中，含有双叔丁基过氧异丙基苯10份，溴化酚醛树脂90份。本发明的发明人尝试了不同的动态硫化剂，发现当动态硫化剂为双叔丁基过氧异丙基苯与溴化酚醛树脂的混合物时，所得的热塑性弹性体薄膜具有良好的力学性能，其中，当溴化酚醛树脂与双叔丁基过氧异丙基苯的重量比为9：1时，所得的热塑性弹性体薄膜的力学性能最佳。
所述的溴化酚醛树脂为溴化辛基酚醛硫化树脂。
所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
a.动态硫化：先将乙丙橡胶、无规共聚聚丙烯、乙烯辛烯共聚物(POE)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)以及动态硫化剂加入密炼机中进行密炼；
b.混炼：将聚丙烯酸酯、茂金属催化聚乙烯加入密炼机中，与步骤a中动态硫化后的混合料进行混炼；
c.制备压延膜：将步骤b混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。在制备压延膜时可以根据实际的需要制成不同厚度的薄膜。
其中，步骤a动态硫化中，密炼的温度保持在175-185℃范围内，密炼的时间控制在10-20分钟。
步骤b混炼中，混炼的温度保持在155-165℃范围内，混炼的时间控制在3-8分钟。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：
1.本发明制得的热塑性弹性体薄膜，具有无毒、无味、耐老化、使用寿命长、对环境友好和成本低的优点。
2.本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的耐老化性能。
3.本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的耐低温性能：零下40℃低温折裂试验3万次无断裂。
4.本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的耐黄变性能：耐黄变性能试验≥4级，因为本发明的热塑性弹性体薄膜具有良好的耐黄变性能，使得由它制得的制品能够长期保持美观。
5.本发明制得的热塑性弹性体薄膜具有良好的力学性能。
6.本发明制得的热塑性弹性体薄膜可以覆设于一些基料上(如织布、无纺布上)，然后制成相应的制品如帐篷、皮衣等。将本发明的热塑性弹性体薄膜作为作为篷布覆膜材料，在性能方面也明显的优于常用的PVC覆膜材料，不仅具有突出的耐热性能和较好的耐候性能，而且耐低温性能好，其低温脆性可达到-40℃，在-40℃环境下不发脆，因此在北方的冬天可以正常使用。
具体实施方式
下面结合说明实施例对本发明内容进行详细说明：
实施例一：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶15份、无规共聚聚丙烯10份、乙烯辛烯共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20份以及溴化辛基酚醛硫化树脂1份加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。
然后，将聚丙烯酸酯1份、茂金属催化聚乙烯5份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例二：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶15份、无规共聚聚丙烯10份、乙烯辛烯共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20份以及双叔丁过氧异丙基苯1份加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。
然后，将聚丙烯酸酯1份、茂金属催化聚乙烯5份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例三：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶15份、无规共聚聚丙烯10份、乙烯辛烯共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20份、双叔丁过氧异丙基苯0.05份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.95份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。然后，将聚丙烯酸酯1份、茂金属催化聚乙烯5份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例四：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶15份、无规共聚聚丙烯10份、乙烯辛烯共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20份、双叔丁过氧异丙基苯0.10份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.90份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。然后，将聚丙烯酸酯1份、茂金属催化聚乙烯5份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例五：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶15份、无规共聚聚丙烯10份、乙烯辛烯共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20份、双叔丁过氧异丙基苯0.12份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.88份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。然后，将聚丙烯酸酯1份、茂金属催化聚乙烯5份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例六：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶20份、无规共聚聚丙烯15份、乙烯辛烯共聚物25份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物25份、双叔丁过氧异丙基苯0.2份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.8份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在180℃，密炼的时间控制为15分钟。然后，将聚丙烯酸酯3份、茂金属催化聚乙烯10份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在160℃，混炼的时间控制在5分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例七：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶20份、无规共聚聚丙烯15份、乙烯辛烯共聚物25份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物25份、双叔丁过氧异丙基苯0.2份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.8份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在175℃，密炼的时间控制为10分钟。然后，将聚丙烯酸酯3份、茂金属催化聚乙烯10份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在155℃，混炼的时间控制在3分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例八：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶20份、无规共聚聚丙烯15份、乙烯辛烯共聚物25份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物25份、双叔丁过氧异丙基苯0.2份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.8份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在185℃，密炼的时间控制为20分钟。然后，将聚丙烯酸酯3份、茂金属催化聚乙烯10份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在165℃，混炼的时间控制在8分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
实施例九：
一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，它包括以下工艺步骤：
以重量份计，先将乙丙橡胶25份、无规共聚聚丙烯20份、乙烯辛烯共聚物30份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物30份、双叔丁过氧异丙基苯0.3份、溴化辛基酚醛硫化树脂2.7份、加入密炼机中进行密炼，密炼的温度保持在185℃，密炼的时间控制为20分钟。然后，将聚丙烯酸酯4份、茂金属催化聚乙烯15份加入密炼机中，与动态硫化后的混合料进行混炼，混炼的温度保持在165℃，混炼的时间控制在8分钟。之后制备压延膜，将混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
本发明实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六、实施例七、实施例八、实施例九得到的热塑性弹性体薄膜的厚度一致。将本发明实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六、实施例七、实施例八、实施例九获得的热塑性弹性体薄膜分别命名为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6、样品7、样品8以及样品9，并对这9个样品进行性能测试，综合性能见表1，热老化性能见表2。邵氏硬度、拉伸强度、断裂伸长率、低温脆性测试的试验方法分别参照：GB/T2411-1980、GB/T1040-2006、GB/T1040-2006、GB/T1682-1994。
表1综合性能表
表2热老化性能测试结果
从表1和表2可知，本发明的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，不仅具有良好的力学性能，而且具有良好的耐老化性能。本发明的产品无毒、耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，基本颜色为白色半透明，根据用户或制品需要，可添加颜料加工成适合或需要的颜色产品。

Claims (9)

1.一种耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：它由如下重量份的原料混合制成：
乙丙橡胶15-25份、无规共聚聚丙烯10-20份、乙烯辛烯共聚物20-30份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物20-30份、聚丙烯酸酯1-4份、茂金属催化聚乙烯5-15份、动态硫化剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：所述的动态硫化剂为溴化酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：所述的动态硫化剂为双叔丁过氧异丙基苯。
4.根据权利要求1所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：所述的动态硫化剂为双叔丁基过氧异丙基苯与溴化酚醛树脂的混合物，以重量份计算，其中每百份混合物中，含有双叔丁基过氧异丙基苯5-12份，溴化酚醛树脂88-95份。
5.根据权利要求4所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：以重量份计，每百份混合物中，含有双叔丁基过氧异丙基苯10份，溴化酚醛树脂90份。
6.根据权利要求2或4或5所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜，其特征在于：所述的溴化酚醛树脂为溴化辛基酚醛硫化树脂。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，其特征在于：它包括以下工艺步骤：
a.动态硫化：先将乙丙橡胶、无规共聚聚丙烯、乙烯辛烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物以及动态硫化剂加入密炼机中进行密炼；
b.混炼：将聚丙烯酸酯、茂金属催化聚乙烯加入密炼机中，与步骤a中动态硫化后的混合料进行混炼；
c.制备压延膜：将步骤b混炼得到的混合料加入单螺杆挤出机中，通过T型模口挤出成型，通过压延辊挤压成膜。
8.根据权利要求7所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤a动态硫化中，密炼的温度保持在175-185℃范围内，密炼的时间控制在10-20分钟。
9.根据权利要求7所述的耐低温、耐黄变的热塑性弹性体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤b混炼中，混炼的温度保持在155-165℃范围内，混炼的时间控制在3-8分钟。
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