CN106957508A - 一种耐热耐磨热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热耐磨热塑性弹性体及其制备方法，基本配方和重量比组成为：不饱和聚苯乙烯共聚物 30~40%、共聚聚丙烯 15~25%、超支化聚酯稀土配合物 4~10%、超支化聚酰亚胺 6~12%、高沸点填充油 20~30%、相容剂 5~10%、复合抗氧剂 0.5~2%。本发明的制备方法是按重量配比称取原料配方中的材料，混合均匀，将混合后的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒。本发明制得的热塑性弹性体拉伸强度高、耐热和耐摩擦性好、价格低，适用于玩具轮胎、卫浴软管、汽车密封条等领域。

Description

一种耐热耐磨热塑性弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体领域，尤其涉及一种耐热耐磨热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体（TPE）既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化等优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式多样的特点。TPE加工性能优异，无须硫化，可以循环使用，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。TPE既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，具有广阔的应用前景。
热塑性材料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，在反复加热冷却后，其性能并没有发生变化且可以重复多次。但是，由于成型材料中分子间的作用力弱，没有形成网状立体交联结构，导致热塑性材料的机械强度差，耐摩擦和耐热性能差，从而只能部分取代热固性橡胶，严重制约了热塑性弹性体类弹性体的进一步发展与应用。因此，如果能发明一种耐热耐磨的类热塑性弹性体将大大拓展其应用领域。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种耐热耐磨热塑性弹性体及其制备方法, 解决了现有热塑性弹性体拉伸强度低、耐磨性和耐热性差的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：
不饱和聚苯乙烯共聚物 30~40%
共聚聚丙烯 15~25%
超支化聚酯稀土配合物 4~10%
超支化聚酰亚胺 6~12%
高沸点填充油 20~30%
相容剂 5~10%
复合抗氧剂 0.5~2%。
优选地，所述不饱和聚苯乙烯共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
优选地，所述共聚聚丙烯为辛烯/丙烯共聚物，辛烯的含量为10%-15%。
优选地，所述超支化聚酯稀土配合物为超支化聚酯氯化镧配合物、超支化聚酯氧化镧配合物中的至少一种。
优选地，所述超支化聚酰亚胺为粉末状，粒径为0.1-1um，耐热温度为220-250℃。
优选地，所述高沸点填充油为硅油。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种。
优选地，所述复合抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按1:4的比例混合。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将不饱和聚苯乙烯共聚物、共聚聚丙烯、高沸点填充油加入高混机，搅拌20~40min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌10~40min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为100 转/分钟～400 转/分钟，螺杆温度为180℃～240℃。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的热塑性弹性体，加入了超支化聚酯稀土配合物，能够与不饱和聚苯乙烯共聚物中双键发生配位交联反应，使整个分子链形成网状立体交联结构，提高了热塑性弹性体的拉伸强度和耐磨性能。加入了超支化聚酰亚胺作为耐热剂，同时采用高沸点的硅油作为填充油，提高了材料耐热性。本发明制得的热塑性弹性体拉伸强度高、耐热和耐摩擦性好、价格低，适用于玩具轮胎、卫浴软管、汽车密封条等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
实施例1
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 40%、辛烯/丙烯共聚物 15%、超支化聚酯氯化镧配合物4%、超支化聚酰亚胺 6%、硅油 23%、马来酸酐接枝聚丙烯 10%、复合抗氧剂 2%。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、辛烯/丙烯共聚物、硅油加入高混机，搅拌20min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌10min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为100 转/分钟，螺杆温度为180℃。
实施例2
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 30%、辛烯/丙烯共聚物 25%、超支化聚酯氧化镧配合物 10%、超支化聚酰亚胺9%、硅油 20%、马来酸酐接枝聚乙烯5%、复合抗氧剂 1%。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、辛烯/丙烯共聚物、硅油加入高混机，搅拌40min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌40min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为400 转/分钟，螺杆温度为240℃。
实施例3
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 30%、辛烯/丙烯共聚物 20%、超支化聚酯氧化镧配合物 7%、超支化聚酰亚胺 12%、硅油 25%、马来酸酐接枝聚乙烯5%、复合抗氧剂 1%。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、辛烯/丙烯共聚物、硅油加入高混机，搅拌30min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌20min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为300 转/分钟，螺杆温度为220℃。
实施例4
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 35%、辛烯/丙烯共聚物 15%、超支化聚酯氯化镧配合物 4%、超支化聚酰亚胺 6%、硅油 30%、马来酸酐接枝聚丙烯 8%、复合抗氧剂 2%。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、辛烯/丙烯共聚物、硅油加入高混机，搅拌25min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌30min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为200 转/分钟，螺杆温度为200℃。
实施例5
一种耐热耐磨热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 32%、辛烯/丙烯共聚物 18%、超支化聚酯氯化镧配合物 10%、超支化聚酰亚胺6%、硅油 24%、马来酸酐接枝聚乙烯9%、复合抗氧剂 1%。
上述的耐热耐磨热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、辛烯/丙烯共聚物、硅油加入高混机，搅拌40min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌10min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为400 转/分钟，螺杆温度为180℃。
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1中，改性过程不加超支化聚酯氯化镧配合物，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例2中，改性过程不加超支化聚酰亚胺，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，对比例3中，改性过程不加马来酸酐接枝聚丙烯，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，对比例4中，改性过程使用环烷油替代硅油，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-4，实施例1-5的拉伸强度和热变形温度有明显的提高，耐摩擦性能改善。从以上数据说明，本发明制备的热塑性弹性体具有良好的拉伸强度、耐热性和耐摩擦性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于，基本配方和重量比组成为：
不饱和聚苯乙烯共聚物 30~40%
共聚聚丙烯 15~25%
超支化聚酯稀土配合物 4~10%
超支化聚酰亚胺 6~12%
高沸点填充油 20~30%
相容剂 5~10%
复合抗氧剂 0.5~2%。
2.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述不饱和聚苯乙烯共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述共聚聚丙烯为辛烯/丙烯共聚物，辛烯的含量为10%-15%。
4.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述超支化聚酯稀土配合物为超支化聚酯氯化镧配合物、超支化聚酯氧化镧配合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述超支化聚酰亚胺为粉末状，粒径为0.1-1um，耐热温度为220-250℃。
6.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述高沸点填充油为硅油。
7.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体，其特征在于：所述复合抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按1:4的比例混合。
9.根据权利要求1所述的耐热耐磨热塑性弹性体的制备方法，其特征是制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，将不饱和聚苯乙烯共聚物、共聚聚丙烯、高沸点填充油加入高混机，搅拌20~40min，混合均匀；
（2）将余下的其它原料与步骤（1）中混合好的原料一起加入高混机中，搅拌10~40min，混合均匀；
（3）将步骤（2）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为100 转/分钟～400 转/分钟，螺杆温度为180℃～240℃。
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