CN107337890B - 一种热塑性弹性体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种热塑性弹性体的制备方法，涉及高分子制备技术领域。该方法包括：按照以下质量份选取原料：聚合物弹性体SEBS100、直链烷烃白油100、PP20、滑石粉30、恶唑啉型相容剂0.05以及助剂，助剂包括：PPO改性剂0.1、热稳定剂0.01、抗紫外光UV老化剂0.05、紫外吸收剂0.05、云母粉0.05、陶瓷粉0.05、阻燃剂0.05、石棉粉0.01和石墨粉0.05，将原料在密炼机中混合密炼，并将密炼后的混合材料传输至造粒机进行充分加压塑化和拉条挤出，将挤出后的塑胶胶条进行梯次水温冷却，得到热塑性弹性体。助剂改善电气绝缘强度、阻燃性和耐磨性扩大应用范围。

Description

一种热塑性弹性体的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料制备技术领域，尤其涉及一种热塑性弹性体的制备方法。
背景技术
热塑性弹性体(Thermo Plastic Elastomer，TPE)是一种高弹性，高强度，高回弹性，以及可注塑加工的材料。由于TPE触感柔软，具有优良的着色性，耐候性和抗疲劳性，以及加工性能优越，可循环使用等特点，可以应用于各个领域。
但目前使用的TPE的物理性能存在诸多缺陷，例如，耐热性差、耐冲击性差、阻燃性、抗摔性和耐磨性未达到产品实际需求的物理性能等，导致其应用范围受到了限制。
发明内容
本发明提供一种热塑性弹性体的制备方法，旨在解决由于目前使用的TPE物理性能缺陷而导致其应用范围受到了限制的问题。
本发明提供一种热塑性弹性体的制备方法，所述方法包括：
按照以下质量份选取原料：聚合物弹性体SEBS100～200、直链烷烃白油100～200、PP20～80、滑石粉30～100、恶唑啉型相容剂0.05～0.08以及助剂；
其中，所述聚合物弹性体SEBS是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共聚物；所述直链烷烃白油包括80％或以上的直链烷烃和20％或以下的个别支链烷烃及长侧链单环烷烃，是石油所得精炼液态烃的混合物；所述PP包括聚乙烯无规则共聚物和乙烯嵌段式共聚物；所述恶唑啉的接枝率为1％，主要接枝媒介是PP聚烯烃或SEBE弹性体，所述助剂包括：PPO改性剂0.1～0.2、热稳定剂0.01～0.03、抗紫外光UV老化剂0.05～0.1、紫外吸收剂0.05～0.1、云母粉0.05～0.1、陶瓷粉0.05～0.1、阻燃剂0.05～0.1、石棉粉0.01～0.05和石墨粉0.05～0.1；
将所述原料在密炼机中混合密炼，并通过提升机中的管道，将密炼后的混合材料传输至造粒机进行充分加压塑化和拉条挤出；
将押出后的塑胶胶条进行先后经过四个冷却水槽进行梯次水温冷却，得到所述热塑性弹性体。
本发明提供的一种热塑性弹性体的制备方法，通过在原料中加入PPO改性剂、热稳定剂、石棉粉、云母粉、陶瓷粉和阻燃剂可以改善热塑性弹性体的电气绝缘强度、阻燃性、抗冲击性和耐磨性。另外，通过对密炼后造粒机加工的塑胶胶条进行梯次水温冷却，可以使产物进行充分塑化，得到结构稳定的分子链，进而极大提高其物理性能，扩大其应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1是本发明提供的一种热塑性弹性体的制备方法所应用的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、特征、优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的热塑性弹性体的制备方法主要包括以下步骤：
按照以下质量份选取原料：聚合物弹性体SEBS100～200、直链烷烃白油100～200、PP20～80、滑石粉30～100、恶唑啉型相容剂0.05～0.08以及助剂；
其中，聚合物弹性体SEBS是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共聚物，直链烷烃白油包括80％或以上的直链烷烃和20％或以下的个别支链烷烃及长侧链单环烷烃，是石油所得精炼液态烃的混合物，PP包括聚乙烯无规则共聚物和乙烯嵌段式共聚物，恶唑啉的接枝率为1％，主要接枝媒介是PP聚烯烃或SEBE弹性体，，助剂包括：PPO改性剂0.1～0.2、热稳定剂0.01～0.03、抗紫外光UV老化剂0.05～0.1、紫外吸收剂0.05～0.1、云母粉0.05～0.1、陶瓷粉0.05～0.1、阻燃剂0.05～0.1、石棉粉0.01～0.05和石墨粉0.05～0.1；
将该原料在密炼机中混合密炼，并将密炼后的混合材料传输至造粒机进行充分加压塑化和拉条挤出；
将押出后的塑胶胶条进行梯次水温冷却，得到该热塑性弹性体。
本发明提供的热塑性弹性体的制备方法，在原料中加入0.1～0.2质量份的PPO改性剂，可以通过提高SEBS中苯乙烯连段的玻璃化温度提高得到的热塑性弹性体的耐热性，加入0.01～0.03质量份的热稳定剂可以通过降低热塑性弹性体的热分解性以增强耐热性，由于石棉具有隔热性，在原料中加入0.01～0.05质量份的石棉粉，可以提高热塑性弹性体的耐热性，在原料中加入0.05～0.1的云母粉，0.05～0.1的陶瓷粉和0.05～0.1的阻燃剂可以改善热塑性弹性体的电气绝缘强度、阻燃性、抗冲击性和耐磨性。另外，对塑胶胶条进行梯次水温冷却，并得到结构稳定的分子链。对由上述方法制备的热塑性弹性体进行性能测试，其物理性能均有了极大的改善。
优选地，原料的质量份为：聚合物弹性体SEBS130～160、直链烷烃白油130～160、PP40～60、滑石粉50～70、恶唑啉型相容剂0.06～0.07，助剂中PPO改性剂0.15～0.17、热稳定剂0.02～0.03、抗紫外光UV老化剂0.05～0.07、紫外吸收剂0.05～0.07、云母粉0.05～0.07、陶瓷粉0.05～0.07、阻燃剂0.05～0.07、石棉粉0.02～0.04和石墨粉0.07～0.08。
具体的，PP为聚丙烯。热稳定剂为三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸脂和酚类抗氧剂的混合物、硫代二丙酸二月桂酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。抗紫外光UV老化剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。紫外吸收剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑，其分子式为C20H25N3OCL。阻燃剂为9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物。云母粉含有二氧化硅和三氧化二铝及铁镁合成物等多种成分的非金属矿物类导电物质，是一种层状结构的硅酸盐，结构由二层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。PPO改性剂具体名称：聚2，6-二甲基-1，4-苯醚，改性类二聚体转三聚体转四聚体。陶瓷粉为氧化铝陶瓷粉，超级耐热和耐高温。
在密炼机中对原料进行密炼时，在80～90℃的条件下干燥2～4h，设定密炼机的密炼温度为160～200℃，并清洗椭圆式蜂巢板和机头，采用100～200目的滤网进行过滤。将过滤后的原料密炼10～30min，并通过提升机的管道，将密炼后的混合材料传输至造粒机，并利用其中的单螺杆挤出机进行充分加压塑化和拉条挤出。设定造粒机中的螺杆转速为8～12转，保证造粒机中单螺杆挤出机的剪切力。通过传输装置将押出的塑胶胶条依次传输至四个冷却水槽进行梯次水温冷却，其中，塑胶胶条依次经过的四个冷却水槽中冷却水的温度由高到低，依次为：第一冷却水槽的水温：80～60℃，第二冷却水槽的水温：60～40℃，第三冷却水槽的水温：40～20℃；第四冷却水槽的水温：20℃。
进一步的，该方法还包括：
利用风冷脱水机对该热塑性弹性体进行脱水和冷却；
利用切粒机对该热塑性弹性体进行切粒。
利用风冷脱水机对在第四段冷却水槽冷却得到的热塑性弹性体进行脱水和冷却，可以便于切粒机切粒，从而实现制备、加工一体化，简化了工艺流程，节省了成本。更进一步的，该方法还包括：在切粒后，进行包装和称重。
进一步地，
一种制备如上所述的热塑性弹性体的装置，如图1所示，该装置包括：密炼机101、提升机102、造粒机103、传输装置104和四个冷却水槽，其中四个冷却水槽为：第一冷却水槽105、第二冷却水槽106、第三冷却水槽107、第四冷却水槽108、风冷脱水机109、切粒机1010。以上各装置的功能如下：
密炼机101，用于将该原料混合密炼；
提升机102连接密炼机101的出口和造粒机103的入口，用于利用内置的管道将密炼后的混合材料传输至造粒机103；
造粒机103，用于对该混合材料进行拉条押出，并将押出的塑胶胶条置于传输装置104上；
传输装置104穿过四个冷却水槽，用于将该塑胶胶条依次传输置该四个冷却水槽的冷却水内；
该四个冷却水槽中冷却水的温度依次降低，用于对该塑胶胶条进行冷却，以得到该热塑性弹性体。
其中，塑胶胶条依次经过的四个冷却水槽中冷却水的温度由高到低，依次为：第一冷却水槽105的水温：80～60℃，第二冷却水槽106的水温：60～40℃，第三冷却水槽107的水温：40～20℃；第四冷却水槽108的水温：20℃。
进一步地，
传输装置104，还用于将该热塑性弹性体传输至风冷脱水机109。
风冷脱水机109，用于对该热塑性弹性体进行脱水和冷却。
进一步地，
传输装置104，用于将经过风冷脱水机109处理的热塑性弹性体传输至切粒机1010。
切粒机1010，用于对该热塑性弹性体进行切粒。
进一步地，
密炼机电气控制柜，用于控制整个密炼机的电气配电及提供线路保护。
实施例1
按照以下质量份选取原料：聚合物弹性体SEBS150、直链烷烃白油150、PP50、滑石粉70、恶唑啉型相容剂0.07以及助剂；
其中，助剂包括：PPO改性剂0.1、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸脂和酚类抗氧剂的混合物0.02、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.07、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.07、云母粉0.07、陶瓷粉0.07、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物0.07、石棉粉0.07和石墨粉0.07；
在80℃下对所述原料干燥3h，并采用150目的滤网进行过滤；
将过滤后的原料在密炼机中混合密炼，并通过提升机中的管道，将密炼后的混合材料传输至造粒机进行拉条押出，其中，设定的密炼机的密炼温度为180℃，密炼时间为20min，设定的造粒机的螺杆转速为10转/min；
将押出后的塑胶胶条进行先后经过四个冷却水槽进行梯次水温冷却，得到该热塑性弹性体。
对实施例制备的热塑性弹性体进行物理性能测试，例如，利用微电脑拉力试验机在2000mm/min的条件下进行拉伸强度测试，经多次试验，测得的热塑性弹性体拉伸强度的最小值为11.2MPa，在21～25℃的条件下，断裂伸长率的最小值为280％。利用邵氏硬度计测试其硬度，多次测量的平均值为90Shore A。采用高温老化试验箱或换气式老化箱在在158℃对热塑性弹性体进行热老化实验，168小时后，拉升长度保留率为91％，断裂伸长变化率为81％，在150℃下实验15min，热收缩率为1.3％，在150℃下进行热冲击实验1h，无明显的裂痕，由上述数据可知，由上述方法制备的热塑性弹性体的耐热性有了极大的提高。进行阻燃性测试，及耐磨性测试，由上述方法制备的热塑性弹性体的阻燃性和耐磨性均有了很大的提高。
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 (7)

1.一种热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
按照以下质量份选取原料：聚合物弹性体SEBS100~200、直链烷烃白油100~200、PP20~80、滑石粉30~100、恶唑啉型相容剂 0.05~0.08以及助剂；
其中，所述聚合物弹性体SEBS是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共聚物，所述直链烷烃白油包括80%或以上的直链烷烃、和20%或以下的个别支链烷烃及长侧链单环烷烃，是石油所得精炼液态烃的混合物，所述恶唑啉型相容剂中恶唑啉的接枝率为1%，主要接枝媒介是PP或SEBS弹性体，
所述助剂包括：PPO改性剂0.1~0.2、热稳定剂0.01~0.03、抗紫外光UV老化剂 0.05~0.1、紫外吸收剂0.05~0.1、云母粉0.05~0.1、陶瓷粉0.05~0.1、阻燃剂0.05~0.1、石棉粉0.01~0.05和石墨粉0.05~0.1；
将所述原料在密炼机中混合密炼，并将密炼后的混合材料传输至造粒机进行充分加压塑化和拉条挤出；
将挤出后的塑胶胶条先后经过四个冷却水槽进行梯次水温冷却，得到所述热塑性弹性体；
所述进行梯次水温冷却的四个水槽的水温依次为：第一冷却水槽的水温：80~60℃，第二冷却水槽的水温：60~40℃，第三冷却水槽的水温：40~20℃；第四冷却水槽的水温：20℃；
所述原料在密炼机中混合密炼之前，还包括：
在80~90℃下对所述原料干燥2~4h，并采用100~200目的筛网进行过滤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用风冷脱水机对所述热塑性弹性体进行脱水和冷却；
利用切粒机对所述热塑性弹性体进行切粒。
3.根据权利要求1~2任一项所述的方法，其特征在于，所述密炼机设定的密炼温度为160~200℃，密炼时间为10~30min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热稳定剂为三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸脂和酚类抗氧剂的混合物、硫代二丙酸二月桂酯和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗紫外光UV老化剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外吸收剂为2-（2’-羟基-3’，5’-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻燃剂为9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物。
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