CN106832730A - 橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法。橡皮擦用弹性体组合物包括10份～20份氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物(SEBS)，10份～30份石蜡油，50份～65份矿物填料，5份～10份石油树脂及0.1份～0.3份抗氧剂。上述橡皮擦用弹性体组合物，采用的材料均为环保材料，在生产和使用的过程中都不会对人体造成伤害。同时，采用SEBS作为基材，加入石油树脂，能提高橡皮擦用弹性体组合物的自粘性能，且上述橡皮擦弹性体组合物产生的碎屑容易脱落，不会造成二次污染，从而有效提高了橡皮擦用弹性体组合物的消字率。

Description

橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及弹性体材料技术领域，特别是涉及橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法。
背景技术
橡皮擦的使用给人们的工作带来了很多方便，因此，橡皮擦成为了人们不可缺少的用品。最早的橡皮擦由天然橡胶制成，擦字时不掉碎屑，通过把铅笔末粘在橡皮擦上完成消字，因此，天然橡胶制备的橡皮擦往往越擦越脏。
现在大部分橡皮擦是使用PVC材料制成，这类橡皮擦材料虽然消字率明显提高，但是PVC在加工过程中会产生有害气体，难降解废品难处理，而且在使用过程中添加剂会挥发出来，对人体造成危害。因此，目前的常用的橡皮擦材料难以兼顾高消字率和环保的问题。
发明内容
基于此，有必要针对目前的常用的橡皮擦材料难以兼顾高消字率和环保的问题，提供一种橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法。
一种橡皮擦用弹性体组合物，按质量份数计，包括：
在其中一个实施方式中，所述SEBS的重均分子量为8万～15万。
在其中一个实施方式中，所述矿物填料选自碳酸钙和白炭黑中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述矿物填料的目数为不小于3000目。
在其中一个实施方式中，所述石油树脂选自C-5加氢石油树脂和C-9加氢石油树脂中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述橡皮擦用弹性体组合物还包括不超过20份的聚烯烃。
在其中一个实施方式中，所述橡皮擦用弹性体组合物还包括不超过20份的EVA。
一种橡皮擦用弹性体组合物的制备方法，包括以下步骤：
将10份～20份SEBS和10份～30份石蜡油搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油；
再加入50份～65份矿物填料、5份～10份石油树脂及0.1份～0.3份抗氧剂，继续搅拌得到中间产物；及
将所述中间产物塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。
在其中一个实施方式中，所述将所述中间产物塑化、挤出和造粒在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的温度为180℃～220℃，转速为300Hz～350Hz。
上述橡皮擦用弹性体组合物，以10份～20份的SEBS作为基材，以10份～30份石蜡油、50份～65份矿物填料、5份～10份石油树脂及0.1份～0.3份抗氧剂为辅助材料，上述材料均为环保材料，在生产和使用的过程中都不会对人体造成伤害。同时，采用SEBS作为基材，加入石油树脂，能提高橡皮擦弹性体组合物的自粘性能，且上述橡皮擦弹性体组合物产生的碎屑容易脱落，不会造成二次污染，从而有效提高了橡皮擦用弹性体组合物的消字率。上述橡皮擦用弹性体组合物的制备方法工艺流程简单，对设备要求低，适合大规模的工业化生产。
附图说明
图1为一实施方式的橡皮擦用弹性体组合物的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式及附图对橡皮擦用弹性体组合物及其制备方法做进一步地详细说明。
一实施方式的橡皮擦用弹性体组合物按质量份数计，包括：
在其中一个实施方式中，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)为低分子量的SEBS，优选的，SEBS的重均分子量为8万～15万。选用低分子量的SEBS可以降低材料的强度，使橡皮擦在使用过程中产生的碎屑可以更容易的脱落，不会粘连在橡皮擦上，从而造成二次污染影响消字率。在其中一个实施方式中，低分子量的SEBS为中国台湾台橡的6153。当然，在其他实施方式中，SEBS也可以选择其他厂家和其他型号。
石蜡油作为填充油与SEBS混合。石蜡油与SEBS有更好的相容性，使材料能更好的融合在一起，不易分层。在其中一个实施方式中，石蜡油的工业级为5#，石蜡油的粘度为31平方毫米每秒(1.2毫米毛细管)。在其中一个实施方式中，石蜡油为台塑150N。当然，在其他实施方式中，石蜡油也可以选择其他厂家和其他型号。
矿物填料选自碳酸钙和白炭黑中的至少一种。在其中一个实施方式中，矿物填料的目数为不小于3000目。上述矿物填料可以防止橡皮擦在使用过程中消耗过快，延长橡皮擦的使用时间。
在其中一个实施方式中，石油树脂选自C-5加氢石油树脂和C-9加氢石油树脂中的至少一种。其中，石油树脂优选为C-5加氢石油树脂。C-5加氢石油树脂的加入可以增加橡皮擦用弹性体组合物的自粘性能，从而有效提高橡皮擦的消字率。在其中一个实施方式中，C-5加氢石油树脂为恒丰石油化工FST-H100。当然，在其他实施方式中，C-5加氢石油树脂也可以选择其他厂家和其他型号。
在其中一个实施方式中，抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。优选的为巴斯夫168和巴斯夫1076中的至少一种。
在其中一个实施方式中，聚烯烃为乙烯-辛烯共聚物。加入聚烯烃可以降低橡皮擦用弹性体组合物的加工温度，提高组合物的加工性能。
在其中一个实施方式中，EVA为低醋酸乙烯含量的EVA。EVA中醋酸乙烯的含量为15％～40％。在其中一个实施方式中，EVA选自中国台湾聚合化工VE630。当然，在其他实施方式中，EVA也可以选择其他厂家和其他型号。
需要说明的是，聚烯烃和EVA也可以省略。
在其中一个实施例中，橡皮擦用弹性体组合物，按质量份数计，包括：
上述橡皮擦用弹性体组合物，以SEBS作为基材，以石蜡油、矿物填料、石油树脂及抗氧剂为辅助材料，上述材料均为环保材料，在生产和使用的过程中都不会对人体造成伤害。同时，采用SEBS作为基材，加入石油树脂，能提高橡皮擦弹性体组合物的自粘性能，且上述橡皮擦弹性体组合物产生的碎屑容易脱落，不会造成二次污染，从而有效提高了橡皮擦用弹性体组合物的消字率。
请参阅图1，上述橡皮擦用弹性体组合物的制备方法，包括以下步骤：
S110、将10份～20份SEBS和10份～30份石蜡油搅拌至SEBS完全吸收所述石蜡油。
在其中一个实施方式中，搅拌在高速搅拌机中进行，高速搅拌机的搅拌速率为80Hz～120Hz。搅拌时间为3分钟～5分钟。
S120、再加入50份～65份矿物填料、5份～10份石油树脂及0.1份～0.3份抗氧剂，继续搅拌得到中间产物。
在其中一个实施方式中，步骤S120也是在高速搅拌机中进行，高速搅拌机的搅拌速率为80Hz～120Hz。搅拌时间为3分钟～5分钟。
S130、将中间产物塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。
在其中一个实施方式中，将中间产物塑化、挤出在双螺杆挤出机中进行，冷却在冷却水槽中进行，造粒用切粒机进行。双螺杆挤出机的温度为180℃～220℃，转速为300Hz～350Hz。双螺杆挤出机的长径比为44～52。
在其中一个实施方式中，还包括对得到的橡皮擦用弹性体组合物进行干燥处理的步骤。
上述橡皮擦用弹性体组合物的制备方法工艺流程简单，对设备要求低，适合大规模的工业化生产。
以下是具体实施例的说明。
实施例1
将10份SEBS和10份石蜡油加入到高速搅拌机中，SEBS的重均分子量为8万～15万，高速搅拌机的搅拌速率设置为90Hz，搅拌时间为3分钟，搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油。再向高速搅拌机中加入50份3000目的碳酸钙、5份C-5加氢石油树脂及0.1份抗氧剂(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯，继续搅拌5分钟得到中间产物。
将中间产物加入双螺杆挤出机中塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。双螺杆挤出机的挤出温度为210℃，双螺杆挤出机的转速设置为300Hz。
实施例2
将20份SEBS和20份石蜡油加入到高速搅拌机中，SEBS的重均分子量为8万～15万，高速搅拌机的搅拌速率设置为100Hz，搅拌时间为5分钟，搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油。再向高速搅拌机中加入65份4000目的白炭黑、8份C-5加氢石油树脂、0.2份抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、10份聚烯烃及10份EVA，继续搅拌5分钟得到中间产物。
将中间产物加入双螺杆挤出机中塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。双螺杆挤出机的挤出温度为200℃，双螺杆挤出机的转速设置为310Hz。
实施例3
将15份SEBS和30份石蜡油加入到高速搅拌机中，SEBS的重均分子量为8万～15万，高速搅拌机的搅拌速率设置为90Hz，搅拌时间为5分钟，搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油。再向高速搅拌机中加入60份3500目的碳酸钙、10份C-5加氢石油树脂、0.3份抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、20份聚烯烃及20份EVA，继续搅拌3分钟得到中间产物。
将中间产物加入双螺杆挤出机中塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。双螺杆挤出机的挤出温度为210℃，双螺杆挤出机的转速设置为350Hz。
实施例4
将15份SEBS和30份石蜡油加入到高速搅拌机中，SEBS的重均分子量为8万～15万，高速搅拌机的搅拌速率设置为120Hz，搅拌时间为4分钟，搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油。再向高速搅拌机中加入65份4000目的白炭黑、10份C-9加氢石油树脂、0.3份抗氧剂(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯、15份聚烯烃及15份EVA，继续搅拌4分钟得到中间产物。
将中间产物加入双螺杆挤出机中塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。双螺杆挤出机的挤出温度为200℃，双螺杆挤出机的转速设置为300Hz。
对实施例1～4及常规PVC橡皮擦材料的力学性能进行测试结果如表1所示。其中表面硬度采用ASTM D2240方法进行；拉伸强度及断裂伸长率采用ASTM D412方法进行；比重采用ASTM D792方法进行；熔融指数采用ASTM D1238方法进行，。
表1
对实施例1～4及常规PVC橡皮擦材料的消字率进行测试结果如表2所示。
表2
由表1及表2中数据可以看出，实施例1～4所得到的橡皮擦用组合物不仅具有良好的消字效果，且力学性能较常规PVC橡皮擦材料更优。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，按质量份数计，包括：
2.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述SEBS的重均分子量为8万～15万。
3.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述矿物填料选自碳酸钙和白炭黑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述矿物填料的目数为不小于3000目。
5.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述石油树酯选自C-5加氢石油树脂和C-9加氢石油树脂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述橡皮擦用弹性体组合物还包括不超过20份的聚烯烃。
8.根据权利要求1所述的橡皮擦用弹性体组合物，其特征在于，所述橡皮擦用弹性体组合物还包括不超过20份的EVA。
9.一种橡皮擦用弹性体组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将10份～20份SEBS和10份～30份石蜡油搅拌至所述SEBS完全吸收所述石蜡油；
再加入50份～65份矿物填料、5份～10份石油树脂及0.1份～0.3份抗氧剂，继续搅拌得到中间产物；及
将所述中间产物塑化、挤出和造粒得到所述橡皮擦用弹性体组合物。
10.根据权利要求9所述的橡皮擦用弹性体组合物的制备方法，其特征在于，所述将所述中间产物塑化和挤出在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的温度为180℃～220℃，转速为320Hz～350Hz。
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