CN107880471A - 一种高拉伸性能sebs改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高拉伸性能SEBS改性材料及其制备方法。所述SEBS改性材料的各组分按重量份数计为：SEBS 100份，环烷油50～100份，聚丙烯30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯20～25份，乙烯‑丙烯酸丁酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物10份，接枝共混物30～40份，抗氧剂0.1～0.5份。本发明以PTW作为相容剂，用PBT、聚丙烯和接枝共混物对SEBS进行改性，相较于其他大部分用聚丙烯对SEBS改性的材料，本发明所述高拉伸性能SEBS改性材料的力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、硬度等)有了大幅提升，尤其是拉伸强度和断裂伸长率提高更为显著。

Description

一种高拉伸性能SEBS改性材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高拉伸性能SEBS改性材料及其制备方法。
背景技术
SEBS热塑性弹性体，全称苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Ethylene/Butylene-Styrene Block Co-polymer)，是由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的聚丁二烯段氢化得到的一种新型的苯乙烯类热塑性弹性体。SBS氢化后发生了明显的相分离，常温下聚苯乙烯嵌段硬而强，与中间的弹性体嵌段不相容，呈相分离状态；聚苯乙烯嵌段形成相区分散于弹性基体相中，并将弹性体嵌段结成物理交联的网络。这种以弹性体为连续相，聚苯乙烯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性能。当SEBS受热，温度超过聚苯乙烯的玻璃化转变温度时，聚苯乙烯相软化，在剪切下发生流动而可以进行加工；当模塑成型的制品冷却后，聚苯乙烯相区变硬并且有强度，重新聚集为起交联点作用的分散相。SEBS的这种可逆的物理交联过程是其最主要的特征。SEBS热塑性弹性体可以直接挤出或者注塑成型，无需硫化，边角料可以重复使用，循环料不损害其弹性体的物性和加工性能，在常温下表现出橡胶的高弹性，高温下表现出塑料的流动性，且无毒无味。SEBS除了具有优异的橡胶弹性，还具有较好的耐候性、热稳定性和优异的力学性能，目前SEBS已成功应用到从口常生活用品(如各种工具手把、防护片等等)到医疗器材(瓶塞、面罩、吸球等等)，直至工业领域(各种密封条、汽车挡板等等)的方方面面。
SEBS一般不单独作为弹性体材料使用。其原因主要有三个方面，一是SEBS与传统的硫化橡胶相比，存在着刚性过大、压缩变形大、密度高等缺点，且使用温度、耐溶剂性、耐油性等方面通常不及传统硫化橡胶；二是SEBS粘度较大，不易在塑料成型加工设备上进行加工；三是单独使用SEBS价格昂贵。因此，目前所应用的SEBS基弹性体材料主要是通过与热塑性塑料等改性剂共混改性得到的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种高拉伸性能SEBS改性材料及其制备方法，该材料具有高拉伸强度、高断裂伸长率、高稳定性的特点。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种高拉伸性能SEBS改性材料，各组分按重量份数计为：SEBS 100份，环烷油50～100份，聚丙烯30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)20～25份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)10份，接枝共混物30～40份，抗氧剂0.1～0.5份。
上述方案中，所述SEBS为Taipol 6150。
上述方案中，所述环烷油为KN4010，40℃运动粘度为154.50mm2/s，100℃运动粘度为10.28mm2/s，闪点为218℃，20℃密度为901.8kg/m3，倾点为-18℃。
上述方案中，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体流动速率：13～17g/10min，密度：1.3g/cm3，抗张强度：55.2MPa，断裂伸长率：60％。
上述方案中，所述接枝共混物为马来酸酐接枝的乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的按照质量比1:1混合的共混物；外观：白色颗粒，接枝率：1.2％，熔融指数(190℃，2.16Kg)：2.5g/10min。
上述方案中，所述抗氧剂为烷基多酚类抗氧剂1010和/或亚磷酸酯类抗氧剂168。
上述高拉伸性能SEBS改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30～50min，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；
(2)将充油SEBS热塑性弹性体、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、接枝共混物、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40～60℃下混合30～45min，高速混料机转速为700～900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；
(3)将步骤2)中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融挤出，得到高拉伸性能SEBS改性材料。
上述方案中，所述熔融挤出的工艺参数为：1区185～195℃，2区190～200℃，3区190～215℃，4区190～215℃，机头温度195～210℃，熔体温度190～210℃，螺杆转速为10～15rpm。
本发明的有益效果如下：本发明以PTW作为相容剂，用PBT、聚丙烯和接枝共混物对SEBS进行改性，相较于其他大部分用聚丙烯对SEBS改性的材料，本发明所述高拉伸性能SEBS改性材料的力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、硬度等)有了大幅提升，尤其是拉伸强度和断裂伸长率提高更为显著。
附图说明
图1为高拉伸性能SEBS热塑性弹性体材料的制备工艺流程图。
图2为实施例1与对比例1拉伸强度实验对比结果。
图3为实施例1与对比例1断裂伸长率实验对比结果。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，所述SEBS为Taipol 6150。
所述环烷油为KN4010，40℃运动粘度：150.6mm2/s，100℃运动粘度：10.29mm2/s，闪点：212℃，20℃密度：901.0kg/m3，倾点：-15℃。
所述PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，熔体流动速率：13～17g/10min，密度：1.3g/cm3，抗张强度：55.2MPa，断裂伸长率：60％。
所述PTW为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
实施例1
一种高拉伸性能SEBS改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS100份，环烷油50份，聚丙烯30份，PBT 24份，PTW 12份，接枝共混物24份，抗氧剂0.1份；所述接枝共混物为马来酸酐接枝的乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的按照质量比1:1混合的共混物，外观：白色颗粒，接枝率：1.2％，熔融指数(190℃，2.16Kg)：2.5g/10min；所述抗氧剂为烷基多酚类抗氧剂1010。
上述高拉伸性能SEBS改性材料的制备方法，包括如下步骤：1)混料：将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30～50min，混合温度为70℃，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；2)将充油SEBS、聚丙烯、PBT、PTW、接枝共混物、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40～60℃下混合30～45min，高速混料机转速为700～900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；3)物料挤出：将步骤2)中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融并挤出；工艺控制如下：1区185～195℃，2区190～200℃，3区190～215℃，4区190～215℃，机头温度195～210℃，熔体温度190～210℃，螺杆转速为10～15rpm。
对比例1
一种SEBS材料，包括以下质量份数的原料：SEBS100份，环烷油50份，聚丙烯30份，抗氧剂0.1份。
上述SEBS材料的制备方法，包括如下步骤：1)混料：将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30～50min，混合温度为70℃，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；2)将充油SEBS热塑性弹性体、聚丙烯、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40～60℃下混合30～45min，高速混料机转速为700～900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；3)物料挤出：将步骤2)中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融并挤出；工艺控制如下：1区185～195℃，2区190～200℃，3区190～215℃，4区190～215℃，机头温度195～210℃，熔体温度190～210℃，螺杆转速为10～15rpm。
将实施例1及对比例1进行测试，具体数据见附图2和图3。测试方法：1)拉伸强度：参照GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；2)断裂伸长率：参照GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定测试。测试结果表明，实施例1制备所得SEBS改性材料的拉伸强度较对比文件1提高60％左右，断裂伸长率提高10％左右，实施例1制备所得SEBS改性材料具有极高的拉伸性能。
实施例2
一种高拉伸性能SEBS改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 100份，环烷油50份，聚丙烯30份，PBT 12份，PTW 12份，接枝共混物24份，抗氧剂0.1份；所述接枝共混物为马来酸酐接枝的乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的按照质量比1:1混合的共混物，外观：白色颗粒，接枝率：1.2％，熔融指数(190℃，2.16Kg)：2.5g/10min；所述抗氧剂为烷基多酚类抗氧剂1010。
上述高拉伸性能SEBS改性材料的制备方法，包括如下步骤：1)混料：将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30～50min，混合温度为70℃，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；2)将充油SEBS、聚丙烯、PBT、PTW、接枝共混物、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40～60℃下混合30～45min，高速混料机转速为700～900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；3)物料挤出：将步骤2)中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融并挤出；工艺控制如下：1区185～195℃，2区190～200℃，3区190～215℃，4区190～215℃，机头温度195～210℃，熔体温度190～210℃，螺杆转速为10～15rpm。
将实施例2及对比例1制备所得SEBS改性材料进行比较，结果表明，实施例2制备所得SEBS改性材料的拉伸强度较对比例1所述SEBS改性材料提高40％左右，实施例2制备所得SEBS改性材料具有极高的拉伸性能。
实施例3
一种高拉伸性能SEBS改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS100份，环烷油50份，聚丙烯30份，PBT 24份，PTW 12份，接枝共混物12份，抗氧剂0.1份；所述接枝共混物为马来酸酐接枝的乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的按照质量比1:1混合的共混物。外观：白色颗粒，接枝率：1.2％，熔融指数(190℃，2.16Kg)：2.5g/10min；所述抗氧剂为烷基多酚类抗氧剂1010。
上述高拉伸性能SEBS改性材料的制备方法，包括如下步骤：1)混料：将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30～50min，混合温度为70℃，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；2)将充油SEBS、聚丙烯、PBT、PTW、接枝共混物、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40～60℃下混合30～45min，高速混料机转速为700～900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；3)物料挤出：将步骤2)中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融并挤出；工艺控制如下：1区185～195℃，2区190～200℃，3区190～215℃，4区190～215℃，机头温度195～210℃，熔体温度190～210℃，螺杆转速为10～15rpm。
将实施例3及对比例1制备所得SEBS改性材料进行比较，结果表明，实施例3制备所得SEBS改性材料的拉伸强度较对比例1所述SEBS改性材料提高28％左右，实施例3制备所得SEBS改性材料具有极高的拉伸性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，各组分按重量份数计为：SEBS 100份，环烷油50~100份，聚丙烯30份，聚对苯二甲酸丁二醇酯20~25份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物10份，接枝共混物30~40份，抗氧剂0.1~0.5份。
2.根据权利要求1所述的高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，所述SEBS为Taipol6150。
3.根据权利要求1所述的高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，所述环烷油为KN4010，40℃运动粘度为154.50mm2/s，100℃运动粘度为10.28 mm2/s，闪点为218℃，20℃密度为901.8kg/m3 ，倾点为-18℃。
4.根据权利要求1所述的高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体流动速率：13~17g/10min，密度：1.3 g/cm³，抗张强度：55.2MPa，断裂伸长率：60%。
5.根据权利要求1所述的高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，所述接枝共混物为马来酸酐接枝的乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的按照质量比1:1混合的共混物，外观：白色颗粒，接枝率：1.2%，熔融指数：190℃，2.16Kg，2.5g/10min。
6.根据权利要求1所述的高拉伸性能SEBS改性材料，其特征在于，所述抗氧剂为烷基多酚类抗氧剂1010和/或亚磷酸酯类抗氧剂168。
7.权利要求1~6任一所述高拉伸性能SEBS改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将SEBS材料与环烷油按比例混合，放入高速混料机中混合30~50min，混合均匀后在室温下放置48小时以上，得到充油SEBS热塑性弹性体；
（2）将充油SEBS热塑性弹性体、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、接枝共混物、抗氧剂按比例放入高速混料机中，在40~60℃下混合30~45min，高速混料机转速为700~900rpm，得到SEBS热塑性弹性体混合物；
（3）将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体混合物加入双螺杆挤出机使物料熔融挤出，得到高拉伸性能SEBS改性材料。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的工艺参数为：1区185~195℃，2区190~200℃，3区190~215℃，4区190~215℃，机头温度195~210℃，熔体温度190~210℃，螺杆转速为10~15rpm。
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