CN106700382A - 一种挤出成型健身器拉力管用tpe材料及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料及其成型工艺，其技术方案要点是包括有如下重量份数的组分：SEBS 100~200份，白油50~160份、聚丙烯20~50份、马来酸酐接枝PP 5~8份、爽滑剂0.1~0.7份、稳定剂 0.1~0.4份。该TPE材料具有挤出成型加工性。使挤出成型的健身器拉力管加工简单易行，简化了硫化橡胶产品的加工工艺，简化了模具设计，降低了产品能耗，同时避免了硫化橡胶不可回收利用的缺点，大大降低了产品成本，拓展了苯乙烯系弹性体的应用范围。

Description

一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料及其成型工艺

技术领域

本发明涉及聚合物改性和加工生产领域，特别涉及一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料及其成型工艺。

背景技术

随着人们的生活水平的提高，健身活动越来越走进人们的生活，健身器材也越来越微型化，小型化，拉力管可以在室外、室内进行使用，方便携带，有效改善身体活动能力，塑造完美身体曲线，因此，成为人们最喜爱的体育运动器材之一。

目前，健身器拉力管材料大多采用传统硫化橡胶，强度高，回弹性好，但是硫化橡胶加工制成健身器拉力管的工艺流程比较复杂，加工时橡胶首先要经过硫化交联才能形成具有三维网状结构的体型大分子，加工的效率比较低，而且不具备环保性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，该材料加工简单易行。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，包括有如下重量份数的组分：SEBS 100～200份，白油50～160份、聚丙烯10～50份、马来酸酐接枝PP 5～8份、爽滑剂0.1～0.7份、稳定剂0.1～0.5份。

通过上述设置，SEBS是指以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌段共聚物，具有如下的优点：在常温下聚苯乙烯嵌段硬而强，与中间的弹性体嵌段不相容，呈分离状态；聚苯乙烯嵌段通过范德华引力作用形成相区，分散与弹性基体相中，并与弹性体嵌段形成物理交联的网络，这种以弹性链段为连续相，聚苯乙烯嵌段为分散相的网络结构赋予了SEBS与传统硫化橡胶相似的弹性体能；SEBS中弹性体嵌段已经完全氢化，使其具有优异的耐候性能，对臭氧、紫外线、电弧有良好的耐受性，也使其具有耐低温性能，在-60℃条件下仍保持良好的柔韧性等特点；从而，使SEBS具有优良的橡胶弹性、优异的耐候性、耐低温性、环保性能；白油是由石油所得精炼液态烃的混合物，主要为饱和的烷烃与链烷烃混合物，原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡、加氢精制而得，白油主要作为润滑剂，提高复合材料中多相的相容性；白油与SEBS树脂的相容性好，能够有效改善SEBS橡胶树脂分子链之间的相互作用，提高分子的相互移动能力，最终改善胶料的流动性，以及提高最终获得的SEBS热塑性弹性体的弹性和可加工性，边角余料可循环回用而不损害其物性和加工性能；聚丙烯树脂的加入可以使SEBS橡胶树脂的分子链更加的柔软，从而增加产品的弹性，使其具有柔软的手感和力学使用性能；而且加入聚丙烯，能够形成互穿网络结构，改善材料的熔体性能，提高材料在受热状态下的熔体强度，从而使TPE材料具有挤出成型加工型，此外，聚丙烯还对化学侵蚀具有很强的抵抗力，从而提高SEBS热塑性弹性体的抗化学法腐蚀性，PP价格低廉，可降低SEBS的使用成本；马来酸酐接枝PP赋予了聚烯烃极性和可粘接性，只要加入少量的马来酸酐接枝聚丙烯，就可以大幅度提高聚丙烯与无机填料间的粘合力，用作聚丙烯和含有极性基团树脂合金的相容剂；爽滑剂具有优良的爽滑性和良好的防粘连性能，添加后有效降低聚合物和设备、聚合物与聚合物之间的摩擦力和附着率，其能够传递爽滑特性，爽滑剂能够迁移至聚合物的薄膜表面；稳定剂的加入能够有效改善材料的耐热性和耐候性，在一定程度上能够抑制老化现象的产生。

本发明进一步设置为：所述爽滑剂选择芥酸酰胺或油酸酰胺。

通过上述技术方案，芥酸酰胺是由单一不饱和C22芥酸制得，油酸酰胺则来自于C18单不饱和油酸。其中油酸酰胺属于快速析出型滑爽剂，它向薄膜表面的迁移速率比芥酸酰胺更快一些，则起效就会比较快。而芥酸酰胺因为具有较低的蒸气压，最常用于加工条件要求较高的场合；低的挥发性则意味着滑爽剂在材料表面停留的时间更长，且不会散发到空气中，则加工的材料使用性能就会比较优异，而同时马来酸酐接枝PP和芥酸酰胺有着配合效果，能够增强材料的力学性能。

本发明进一步设置为：所述稳定剂选择重量份数比为1:1的主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168。

通过上述技术方案，主抗氧剂1010为一种性能良好的抗氧剂，无毒、不易燃、不腐蚀、不污染、无臭味。和聚合物相容性好，有良好的防止光和热引起的变色作用；抗氧剂68为优良的亚磷酸酯类抗氧剂，与主抗氧剂1010

及1076等并用有极好的协同效应；抗氧剂168与主抗氧剂复配物广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、PS树脂、PVC、工程塑料、橡胶及石油产品等。

本发明进一步设置为：所述白油的闪点高于200℃。

通过上述技术方案，选择白油的闪点高于200℃，其大于加工体系的温度，在该温度下白油的流动稳定性良好。

本发明进一步设置为：所述马来酸酐接枝PP中，马来酸酐的接枝率为1～3％。

通过上述技术方案，马来酸酐接枝PP能够改善聚丙烯的相容性，而且增加各无机填料之间的相容性，提高制品的尺寸稳定性，选择接枝率为1～3％，能够提高本申请文件中的各组分间的相容性，提升产品的质量。

本发明进一步设置为：所述聚丙烯的融指小于10g/10min。

通过上述技术方案，融指小于10g/10min的聚丙烯能够使得产品的加工性能和质量良好。

本发明的另一发明目的在于提供一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺，包括有如下的成型步骤：

步骤1：按照重量份称取SEBS 100～200份，白油50～160份、聚丙烯10～50份、马来酸酐接枝PP 5～8份、爽滑剂0.1～0.7份、稳定剂0.1～0.5份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合2～3min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、爽滑剂、稳定剂继续混合2～3min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品。

通过上述技术方案，通过简单挤出成型的加工步骤就能够简化硫化橡胶的产品的加工工艺，简化了模具设计，降低了产品的能耗，整个加工工艺简单，节能，具备环保高效性，而且产品还能够回收利用，避免了硫化橡胶不可回收利用的缺点。

本发明进一步设置为：步骤3中双螺杆挤出机的长径比为48:1。

通过上述技术方案，由于长径比越大能够改善塑料的温度分布，能使混合更均匀，还能减少挤出时的逆流和漏流，提高双螺杆挤出机的生产能力。

本发明进一步设置为：步骤3中熔融的温度为180～220℃。

通过上述技术方案，熔融温度选择在180～220℃能够使得各组分均能够充分的融化，使得材料能够混合均匀。

本发明进一步设置为：步骤3中双螺杆挤出机的转速为200-400r/min。

通过上述技术方案，转速保持在该范围内形成的产品的力学性能优良、热传递的效果优良，熔融能力大。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、利用了氢化聚苯乙烯弹性体，从本质上提高了嵌段苯乙烯丁二烯共聚物的耐候性，使新的共聚物在常温下的弹性和强度都大大提高；

2、加入聚丙烯，形成了互穿网络结构，改善了材料的熔体性能，提高了材料在受热状态下的熔体强度，从而使TPE材料具有挤出成型加工型；

3、挤出成型的拉力管产品加工简单易行，简化了硫化橡胶产品的加工工艺，简化了模具设计，降低了产品能耗，同时避免了硫化橡胶不可回收利用的缺点，大大降低了产品成本，拓展了苯乙烯系弹性体的应用范围；

4、马来酸酐接枝PP和芥酸酰胺的配合作用，使得材料的力学性能优异；

5、各步骤工艺设计合理，生产出的产品具备高弹性、耐候性能好、手感细腻。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺

实施例1

步骤1：按照重量份称取SEBS 100份，白油50份、聚丙烯10份、马来酸酐接枝PP 5份、芥酸酰胺0.1份、主抗氧剂1010为0.05份、辅助抗氧剂168为0.05份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合2min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、芥酸酰胺、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168继续混合3min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品，其中熔融温度为160℃，双螺杆挤出机的转速为200r/min。

实施例2

步骤1：按照重量份称取SEBS 130份，白油80份、聚丙烯20份、马来酸酐接枝PP 6份、油酸酰胺0.2份、主抗氧剂1010为0.1份、辅助抗氧剂168为0.1份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合3min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、芥酸酰胺、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168继续混合2min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品，其中熔融温度为180℃，双螺杆挤出机的转速为250r/min。

实施例3

步骤1：按照重量份称取SEBS 150份，白油100份、聚丙烯30份、马来酸酐接枝PP 6.5份、芥酸酰胺0.4份、主抗氧剂1010为0.15份、辅助抗氧剂168为0.15份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合2min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、芥酸酰胺、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168继续混合2min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品，其中熔融温度为200℃，双螺杆挤出机的转速为300r/min。

实施例4

步骤1：按照重量份称取SEBS 180份，白油130份、聚丙烯40份、马来酸酐接枝PP 7份、芥酸酰胺0.6份、主抗氧剂1010为0.2份、辅助抗氧剂168为0.2份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合2min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、芥酸酰胺、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168继续混合3min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品，其中熔融温度为220℃，双螺杆挤出机的转速为350r/min。

实施例5

步骤1：按照重量份称取SEBS 200份，白油160份、聚丙烯50份、马来酸酐接枝PP 8份、芥酸酰胺0.7份、主抗氧剂1010为0.25份、辅助抗氧剂168为0.25份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合3min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、芥酸酰胺、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168继续混合2min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品，其中熔融温度为240℃，双螺杆挤出机的转速为400r/min。

实验检测

力学性能检测

1、将干燥的挤出成型健身器拉力管用TPE材料在80T的注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在85℃；

2、拉伸强度按ISO 37：94标准进行检验，选择样条尺寸(mm)：165(长)×19(端部宽度)×3.05(厚度)，选择拉力机的拉伸速度为50mm/min；

3、硬度：根据利用ISO 7619-1标准进行检验，利用邵尔硬度计进行测定；

4、断裂伸长率：根据ISO 37标准进行检验，将所制样条重复拉伸100次，拉伸长度为原样的五倍，并计算其纵向绝对变形量来评估。

表1实施例1-5的实验检测

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						拉伸强度/MPa	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
断裂伸长率/％	1300	1310	1320	1300	1290
						硬度/HRC	35	36	35	35	36
回复性	97	98	99	97	96
						干爽性	爽滑	爽滑	爽滑	爽滑	爽滑

通过上述表格可以得出，实施例1-5均具有良好的力学拉伸性能，断裂伸长率都很高，其中进行100次重复拉伸后回复保持率最好的为实施例3，优选实施例3作为最优实施例。

对比例1

对比例1与实施例3的区别在于步骤1中的组分中不含有马来酸酐接枝PP，其他均与实施例3保持一致；

对比例2

对比例2与实施例3的区别在于步骤1中的组分中不含有芥酸酰胺，其他均与实施例3保持一致；

对比例3

对比例3与实施例3的区别在于步骤1中的组分中同时不含有马来酸酐接枝PP和芥酸酰胺，其他均与实施例3保持一致。

按照实施例1-5的实验检测方法测试对比例1-3的实验结果

表2对比例1-3的实验检测结果

项目	对比例1	对比例2	对比例3	实施例3
					拉伸强度/MPa	2.3	2.5	2.2	2.5
断裂伸长率/％	1265	1280	1220	1320
					硬度/HRC	35	36	35	35
回复性	96	96	95	99
					干爽性	爽滑	不爽滑	爽滑	爽滑

对比对比例1与实施例3的实验检测结果发现，对比例1与实施例3的区别除组分中不含有马来酸酐接枝PP，其他条件均一致的条件下，拉伸强度和断裂伸长率降低，实施例3的断裂伸长率和强度均明显优于对比例1，则说明马来酸酐接枝PP对于挤出成型健身器拉力管用TPE材料的力学性能具有明显有益的效果；而对比对比例2与实施例3的区别仅在于组分中不含有芥酸酰胺，其他均与实施例3保持一致，在保持拉伸强度与实施例3一致的条件下，测得的表面干爽性不够爽滑，断裂伸长率降低，则说明组分中加入的芥酸酰胺对材料的力学性能具有着有益的效果；最后对比对比例3与实施例3的结果，在组分中同时不含有马来酸酐接枝PP和芥酸酰胺，其他条件均保持一致的条件下，材料的力学性能较只含有其中任意一个组分的都差，所以申请人能够得出马来酸酐接枝PP和芥酸酰胺在该材料中能够体现出一种复合的作用效果，增强材料的强度和表面干爽性。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：包括有如下重量份数的组分：SEBS 100~200份，白油50~160份、聚丙烯10~50份、马来酸酐接枝PP 5~8份、爽滑剂0.1~0.7份、稳定剂 0.1~0.5份。

2.根据权利要求1所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：所述爽滑剂选择芥酸酰胺或油酸酰胺。

3.根据权利要求1所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：所述稳定剂选择重量份数比为1:1的主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168。

4.根据权利要求1所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：所述白油的闪点高于200℃。

5.根据权利要求1所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：所述马来酸酐接枝PP中，马来酸酐的接枝率为1~3%。

6.根据权利要求1所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料，其特征是：所述聚丙烯的融指小于10g/10min。

7.一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺，其特征是：包括有如下的成型步骤：

步骤1：按照重量份称取SEBS 100~200份，白油50~160份、聚丙烯10~50份、马来酸酐接枝PP 5~8份、爽滑剂0.1~0.7份、稳定剂 0.1~0.5份，备用；

步骤2：首先将白油和SEBS加入高速搅拌机内慢速混合2~3min，然后加入聚丙烯、马来酸酐接枝PP、爽滑剂、稳定剂继续混合2~3min至均匀，出料备用；

步骤3：将步骤2中的出料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却、造粒、包装成品。

8.根据权利要求7所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺，其特征是：步骤3中双螺杆挤出机的长径比为48:1。

9.根据权利要求7所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺，其特征是：步骤3中熔融的温度为160~220℃。

10.根据权利要求7所述的一种挤出成型健身器拉力管用TPE材料的成型工艺，其特征是：步骤3中双螺杆挤出机的转速为200-400r/min。