CN108795065A - 一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法，一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料由氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物，聚丙烯，乙烯‑醋酸乙烯共聚物，填充油，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂组成，一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料的制备方法，包括以下步骤：称重，均匀混合，造粒，挤出成型。本发明抗老化性好，耐油性耐热性好，密封性好，使用寿命长，不含邻苯二甲酸盐生产加工过程无异味，对人体无害能够进行二次加工，机械力学性能好，尺寸稳定性好，适合在制作洗碗机密封材料或密封条上推广使用。

Description

一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法
技术领域
本发明涉及洗碗机密封材料及制备方法领域，具体属于一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法。
背景技术
传统的洗碗机密封条通常是由三元乙丙橡胶(EPDM)制备而成。三元乙丙橡胶(EPDM)材料具有极好的耐热性，抗老化性好，压缩变形性能良好。但是用于洗碗机密封材料存在以下缺点：1.发泡三元乙丙橡胶(EPDM)材料需要先后进行硫化和发泡两道加工工序，加工过程复杂；2.对于三元乙丙橡胶(EPDM)材料，其硫化和发泡工艺均不稳定，废品率高，且已经成型后的材料不能再进行二次加工，导致三元乙丙橡胶(EPDM)型密封条成本高于其他材料；3.发泡前的三元乙丙橡胶(EPDM)材料补偿性差，严重影响密封效果；发泡后的三元乙丙橡胶(EPDM)发泡孔增加了液体渗透，严重影响整体密封效果；4.通过对不同厂家生产的各种三元乙丙橡胶(EPDM)发泡及未发泡的密封条，进行耐油性(3号油)测试研究表明：发泡后的密封条表面容易出现鼓包现象，材料的体积整体膨胀率均大于25％，并且材料体积整体膨胀率影响发泡的致密性。
热塑性弹性体(TPE)材料由于不需经过热硫化，使用普通的塑料加工设备即可完成热塑性弹性体(TPE)材料产品生产加工。这一特点使得此类材料产品的工业加工过程简单，此类材料产品的工业生产流程较发泡三元乙丙橡胶(EPDM)材料产品的工业生产流程缩短了1/4，整体能耗节约25％～40％，生产效率提高10倍～20倍。热塑性弹性体(TPE)材料环保无毒且安全、硬度范围广，具有优良的着色性，耐候性，抗疲劳性和耐温性，还可以循环使用，成本低。为此，本发明提供了一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法。本发明能够解决传统的洗碗机密封材料存在的缺点。同时，本发明组分中的填充油能够降低熔体的粘度，提高熔体的流动性，高乙烯乙酸酯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物能够提高材料的整体耐油性能。
发明内容
本发明目的是提供一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料及制备方法，可解决上述背景技术中提到的问题。适合在制作洗碗机密封材料或密封条上推广使用。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料，其特征在于由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填充油，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂组成，其中各个组分添加的重量比例为：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为100～200份、聚丙烯为25～55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物为0～20份、填充油为100～200份、填料为50～100份、颜料为0～5份、抗氧剂为0.3～1份、润滑剂为2～5份、防霉剂为0～0.5份，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物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，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物不含不饱和双键，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中苯乙烯嵌段占氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的总质量为30～40％，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或两种混合物，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃白油，填充油闪点大于200℃，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(代称：抗氧剂：1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(代称：抗氧剂：168)和硫代二丙酸双十八酯(代称：抗氧剂：DSTDP)中的一种或两种或三种，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硅酮母粒、PE蜡中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述填料为滑石粉、碳酸钙和镁强粉中的至少一种，所述颜料为无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
进一步，所述颜料可以为酞青蓝、钛白粉、群青、炭黑、透明黄中的一种或多种。
采用上述的一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料的制备方法，其具体步骤为：
步骤一：称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
步骤二：均匀混合：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
步骤三：造粒：将步骤二均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体粒料；
步骤四：挤出成型：将步骤三将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封材料或密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明解决传统的洗碗机密封材料存在的缺点。提供了一种耐油性较好的热塑性弹性体(TPE)洗碗机热塑性弹性体粒料，达到了热塑性弹性体(TPE)密封条的成型率高，耐油性能好的目的。本发明中的粒料材料由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填充油，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂组成。其中：所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物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，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物不含不饱和双键，具有良好的稳定性和耐老化性；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，该含量特点是弹性良好，与其他橡胶相容性好，具有良好的加工性能，耐油性好和熔融指数高；所述填充油为直链烷烃的白油，填充油闪点大于200℃，具有致敏性低和封闭性好，环保无毒，与橡胶材料相容性好，能够用于热塑性橡胶中非极性橡胶类。
同时，(1)本发明提供的热塑性弹性体(TPE)洗碗机门封粒料具有抗老化，耐油性，耐热性的特点，使用温度范围为-50℃～120℃，由此粒料制作的洗碗机密封材料或密封条提高了洗碗机的整体密封性能，降低了能耗，延长了使用寿命；(2)本发明粒料中不含邻苯二甲酸盐，生产加工过程无异味，对人体无害，能够进行二次加工；(3)本发明填充油的挥发性低，能够提高弹性体的抗氧化降解性能，有助于防止老化收缩，提高了材料的整体使用寿命；(4)本发提供的热塑性弹性体(TPE)洗碗机门封粒料机械力学性能强，尺寸稳定性好，耐油性优异，经试验研究结果表明：其拉伸强度≥10MPa，断裂伸长率≥600％，耐油体积变化率≤25％，耐油硬度变化率≤20％，耐油拉伸强度变化率≤30％，耐油断裂伸长率变化率≤20％。本发明抗老化性好，耐油性耐热性好，密封性好，使用寿命长，不含邻苯二甲酸盐生产加工过程无异味，对人体无害能够进行二次加工，机械力学性能好，尺寸稳定性好，适合在制作洗碗机密封材料或密封条上推广使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料，其特征在于由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填充油，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂组成，其中各个组分添加的重量比例为：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为100～200份、聚丙烯为25～55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物为0～20份、填充油为100～200份、填料为50～100份、颜料为0～5份、抗氧剂为0.3～1份、润滑剂为2～5份、防霉剂为0～0.5份，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物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，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物不含不饱和双键，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中苯乙烯嵌段占氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的总质量为30～40％，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或两种混合物，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃白油，填充油闪点大于200℃，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(代称：抗氧剂：1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(代称：抗氧剂：168)和硫代二丙酸双十八酯(代称：抗氧剂：DSTDP)中的一种或两种或三种，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硅酮母粒、PE蜡中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述填料为滑石粉、碳酸钙和镁强粉中的至少一种，所述颜料为无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
进一步，所述颜料可以为酞青蓝、钛白粉、群青、炭黑、透明黄中的一种或多种。
采用上述的一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料的制备方法，其具体步骤为：
步骤一：称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
步骤二：均匀混合：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
步骤三：造粒：将步骤二均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体粒料；
步骤四：挤出成型：将步骤三将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封材料或密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
实施例一：
本发明中一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料按如下材料份数称量(重量)：
(表1：)
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 110份
均聚聚丙烯 30份
白油 100份
抗氧剂：1010 0.3份
润滑剂：硅酮母粒 2份
润滑剂：PE蜡 1份
防霉剂：DCOIT 0.3份
填料：碳酸钙 60份
颜料：钛白粉 4份
颜料：群青 0.03份
将按照(表1：)精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照(表1：)，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
将均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体(TPE)粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体(TPE)颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
实施例二：
(表2：)
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 100份
无规共聚聚丙烯 30份
乙烯-醋酸乙烯共聚物 20份
填充油 150份
抗氧剂：DSTDP 1份
润滑剂：PE蜡 4份
防霉剂：DCOIT 0.3份
填料：滑石粉 30份
颜料：钛白粉 2份
将按照(表2：)精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照(表2：)，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
将均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体(TPE)粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体(TPE)颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
实施例三：
(表3：)
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 110份
均聚聚丙烯/无规共聚聚丙烯 10/20份
乙烯-醋酸乙烯共聚物 20份
填充油 200份
抗氧剂：168 0.6份
润滑剂：硅酮母粒 5份
填料：镁强粉 20份
颜料：钛白粉 2份
防霉剂：OBPA 0.5份
将按照(表3：)精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照(表3：)，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
将均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体(TPE)粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体(TPE)颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
将上述实施例一～实施例三制得的热塑性弹性体(TPE)粒料按照行业标准分别对其硬度、拉伸强度、断裂伸长率、耐油性硬度变化率、体积变化率、拉伸强度和耐油性断裂伸长率进行测定，其测试数据如下表所示：
(表4：)实施例一～实施例三中热塑性弹性体(TPE)粒料性能测试结果：
从上表(表4：)中的数据可以看出，本发明的实施例1-3制备的各种热塑性弹性体(TPE)密封材料或密封条的硬度，拉伸强度，断裂伸长率，耐油性硬度变化率，体积变化率，拉伸强度和耐油性断裂伸长率，均符合相关检测标准的要求，所制得的热塑性弹性体(TPE)粒料的性能优良，具有机械力学性能好，耐油性好的特点，使用范围较广。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (3)

1.一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料，其特征在于由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填充油，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂组成，其中各个组分添加的重量比例为：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为100～200份、聚丙烯为25～55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物为0～20份、填充油为100～200份、填料为50～100份、颜料为0～5份、抗氧剂为0.3～1份、润滑剂为2～5份、防霉剂为0～0.5份，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物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，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物不含不饱和双键，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中苯乙烯嵌段占氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的总质量为30～40％，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的一种或两种混合物，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃白油，填充油闪点大于200℃，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双十八酯中的一种或两种或三种，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硅酮母粒、PE蜡中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述填料为滑石粉、碳酸钙和镁强粉中的至少一种，所述颜料为无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料，其特征在于所述颜料可以为酞青蓝、钛白粉、群青、炭黑、透明黄中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于洗碗机热塑性弹性体粒料的制备方法，其具体步骤为：
1)称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
2)均匀混合：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和填充油投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500-800r/min，混合时间为10min，在此混合完成后的物料中，加入按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，填料，颜料，抗氧剂，润滑剂和防霉剂，此时高速混合机的转速设置为1000～1500r/min，混合时间为5min，混合均匀得到物料；
3)造粒：将步骤2)均匀混合完成的物料投入双螺杆造粒机中，进行熔融剪切挤出造粒，双螺杆造粒机的参数设置为一区温度为170℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为180℃，五区温度为190℃，六区温度为185℃，七区温度为180℃，八区温度为170℃，机头温度为175℃，主机转速为120r/min，将挤出后的物料风冷至常温后，得到热塑性弹性体粒料；
4)挤出成型：将步骤3)将双螺杆造粒机制得的热塑性弹性体颗粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封材料或密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为145℃，中段温度为160℃，后端温度为165℃，连接段温度为160℃，机头温度为165℃，螺杆转速为200r/min。
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