CN107118495A - 一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体及其制备方法，基本配方和重量比组成为：高分子量苯乙烯类共聚物25‑35份、聚丙烯20‑30份、热塑性聚氨酯6‑14份、扩链剂5‑12份、增粘剂1 3‑8份、增粘剂2 2‑9份、高沸点填充油14‑20份、相容剂3‑14份、抗氧剂2‑6份。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，熔体强度高、力学强度好、不易收缩、包胶粘结性好，适用于玩具轮胎、卫浴软管、汽车密封条等领域。

Description

一种高熔体强度高粘结性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，尤其涉及一种高熔体强度高粘结性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。
热塑性弹性体本身的拉伸强度低，因此，配方中一般会加入聚丙烯来提高拉伸强度。但是聚丙烯是部分结晶聚合物，软化点和熔点很接近，从而导致在热成型时容器壁厚不均匀，挤出涂布压延时出现边缘卷曲、收缩等问题。且加入聚丙烯后，虽然热塑性弹性体的强度提高了，但是包胶粘结性变差，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，如果能发明一种高熔体强度高粘结性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，提供一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体及其制备方法, 解决了现有热塑性弹性体熔体强度低、易收缩、力学强度和包胶粘结性差的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：高分子量苯乙烯类共聚物25-35份、聚丙烯20-30份、热塑性聚氨酯6-14份、扩链剂5-12份、增粘剂1 3-8份、增粘剂2 2-9份、高沸点填充油14-20份、相容剂 3-14份、抗氧剂2-6份。
优选的，所述高分子量苯乙烯类共聚物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
优选的，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
优选的，所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，硬度为90-95A。
优选的，所述扩链剂为端羟基树枝状聚酰胺酯、端羟基树枝状聚酯中的至少一种。
优选的，所述增粘剂1为萜烯-苯乙烯树脂、萜烯-酚醛树脂中的至少一种。
优选的，所述增粘剂2为双环戎二烯石油树脂、氢化石油树脂中的至少一种。
优选的，所述高沸点填充油为沸点高于200℃的环烷烃油、石蜡油中的至少一种。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS，接枝率为15-25%。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌30~60min，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50~80min，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：1区温度为160～180℃，2区温度为220～240℃，3区温度为210～230℃，4区温度为190～210℃，5区温度为160～180℃，机头为180～200℃ ；螺杆转速为200～600 转/分钟。
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，加入了树枝状聚合物作为扩链剂，能够与聚丙烯中的不饱和双键发生反应，提高聚丙烯的分子量和支化度，提高了热塑性弹性体的熔体强度，改善了挤出加工性能。加入了萜烯树脂和石油树脂为增粘剂，提高了材料包胶粘结性。本发明制得的热塑性弹性体熔体强度高、力学强度好、不易收缩、包胶粘结性好，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
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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25份、无规共聚聚丙烯20份、聚醚型热塑性聚氨酯6份、端羟基树枝状聚酰胺酯5份、萜烯-苯乙烯树脂3份、双环戎二烯石油树脂2份、环烷烃油14份、马来酸酐接枝SEBS 3份、抗氧剂2份。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，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50min，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：1区温度为160℃，2区温度为220℃，3区温度为210℃，4区温度为190℃，5区温度为160℃，机头为180℃；螺杆转速为200转/分钟。
实施例2
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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份、无规共聚聚丙烯30份、聚醚型热塑性聚氨酯14份、端羟基树枝状聚酯12份、萜烯-酚醛树脂 8份、氢化石油树脂 9份、石蜡油20份、马来酸酐接枝SEBS14份、抗氧剂6份。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌60min，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50~80min，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：1区温度为180℃， 2区温度为240℃，3区温度为230℃，4区温度为210℃，5区温度为180℃，机头为200℃；螺杆转速为600转/分钟。
实施例3
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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份、无规共聚聚丙烯25份、聚醚型热塑性聚氨酯10份、端羟基树枝状聚酰胺酯8份、萜烯-酚醛树脂 5份、双环戎二烯石油树脂6份、石蜡油17份、马来酸酐接枝SEBS 8份、抗氧剂4份。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌45min，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65min，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：1区温度为170℃，2区温度为230℃，3区温度为220℃，4区温度为200℃，5区温度为170℃，机头为190℃；螺杆转速为400转/分钟。
实施例4
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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27份、无规共聚聚丙烯22份、聚醚型热塑性聚氨酯7份、端羟基树枝状聚酯7份、萜烯-苯乙烯树脂4份、双环戎二烯石油树脂3份、环烷烃油15份、马来酸酐接枝SEBS 5份、抗氧剂3份。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌35min，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55min，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：1区温度为165℃，2区温度为225℃，3区温度为215℃，4区温度为195℃，5区温度为165℃，机头为185℃；螺杆转速为300转/分钟。
实施例5
一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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33份、无规共聚聚丙烯28份、聚醚型热塑性聚氨酯12份、端羟基树枝状聚酯11份、萜烯-酚醛树脂 7份、双环戎二烯石油树脂7份、环烷烃油18份、马来酸酐接枝SEBS 12份、抗氧剂5份。
上述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌55min，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75min，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：1区温度为175℃，2区温度为240℃，3区温度为210℃，4区温度为190℃，5区温度为170℃，机头为180℃ ；螺杆转速为200～600 转/分钟。
对比例1
与实施例1不同的是，改性过程不加聚醚型热塑性聚氨酯，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，改性过程不加端羟基树枝状聚酰胺酯，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，改性过程不加萜烯-苯乙烯树脂，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，改性过程不加双环戎二烯石油树脂，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，改性过程使用普通环烷烃油替代高沸点环烷烃油，其它条件不变。
对比例6
与实施例1不同的是，改性过程不加马来酸酐接枝SEBS，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1-6，实施例1-5的拉伸强度和熔体强度、断裂伸长率有明显的提高，弹性（压缩永久变形）和包胶粘结性（剥离力）得到改善。从以上数据说明，本发明制备的热塑性弹性体具有熔体强度高、力学强度好、不易收缩、包胶粘结性好的特点。
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 (10)

1.一种高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于，基本配方和重量比组成为：高分子量苯乙烯类共聚物25-35份、聚丙烯20-30份、热塑性聚氨酯6-14份、扩链剂5-12份、增粘剂1 3-8份、增粘剂2 2-9份、高沸点填充油14-20份、相容剂 3-14份、抗氧剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述高分子量苯乙烯类共聚物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，硬度为90-95A。
5.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述扩链剂为端羟基树枝状聚酰胺酯、端羟基树枝状聚酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述增粘剂1为萜烯-苯乙烯树脂、萜烯-酚醛树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述增粘剂2为双环戎二烯石油树脂、氢化石油树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述高沸点填充油为沸点高于200℃的环烷烃油、石蜡油中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性热塑性弹性体，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS，接枝率为15-25%。
10.根据权利要求1所述的高熔体强度高粘结性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，将高分子量苯乙烯类共聚物、热塑性聚氨酯、高沸点填充油加入高混机，搅拌30~60min，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50~80min，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：1区温度为160～180℃，2区温度为220～240℃，3区温度为210～230℃，4区温度为190～210℃，5区温度为160～180℃，机头为180～200℃ ；螺杆转速为200～600 转/分钟。
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