CN109504021A - 一种适用于园林用品的热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于园林用品的热塑性弹性体，涉及园林用品领域，其按质量分数计，包括以下组分：SEBS 30～60份、白油25～40份、聚丙烯5～10份、VM‑3000 10～16份、硅酮1～3份、芥酸酰胺2～4份、抗紫外剂1～2份、其他助剂2～5份。用本申请热塑性弹性体所制得园林管等园林用品不仅具有高弹性、高强度、高回弹、等优点，同时，还具备了较强的抗紫外老化、抑菌性及耐候性等特点。并且其生产方法简便，适合进行规模化生产。

Description

一种适用于园林用品的热塑性弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及园林用品领域，更具体地说，它涉及一种适用于园林用品的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

随着城市化水平地不断深化，城市中的园林绿化也得到了众多民众的关注。而植物的浇灌和施肥等养护措施，是园林绿化建设过程中不可缺少的重要缓解。为此，用于喷洒水和养分的园林管也就成为了使用较为频繁的园林用品。同时，为了能够进一步方便养护人员使用园林管等园林用品，生产厂家也是使用热塑性弹性体代替普通的塑料来进行生产。

但是，由于养护工作普遍都是在户外进行的，园林工具就会长时间暴露在强烈的阳光下被使用。并且，普遍均不够轻便、产品伸缩功能差，使用不方便等缺点。而一般的热塑性弹性体的抗紫外性能普遍都比较的弱，从而也就导致了园林管等园林用品没过多久就出现了不同程度的损坏。因而，有必要研制出一种不仅伸缩性范围广、使用完以后能会缩回原来接近长度，使用轻便快捷，同时抗紫外老化性能强的热塑行弹性体。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其不仅伸缩性范围广、使用完以后能会变回以后长度，使用轻便快捷，而且，其还具有良好的抗紫外老化性能，适合用于生产长时间在室外作业的园林用品，同时，其生产方法较为简单，适合进行规模化生产。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种适用于园林用品的热塑性弹性体，按质量分数计，包括以下组分：

SEBS30～60份、白油25～40份、聚丙烯5～10份、VM-300010～16份、硅酮1～3份、芥酸酰胺2～4份、抗紫外剂1～2份、其他助剂2～5份。

通过采用上述技术方案，首先抗紫外剂的加入，能够有效地增强热塑性弹性体的抗紫外老化的性能，从而有利于延长园林用品的使用寿命。

同时，硅酮有助于促进各物料之间的混合，并且其与白油混合能够成为乳剂型基质，从而能够增强热塑性弹性体的防护性。

优选为，所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

通过采用上述技术方案，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑能强烈吸收波长为270～380nm的紫外线，化学稳定性好，挥发性极小。并且，其还具有优良的耐热升华性，耐洗涤性、耐气体褪色性和机械性能保持性。

优选为，所述其他助剂包括表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂，所述表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂的质量比为1∶1∶2∶5∶1。

通过采用上述技术方案，氢化铝锂与2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑并用可产生显著的协同效应，改善热塑性弹性体的热氧稳定性。

优选为，所述珊瑚粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。

通过采用上述技术方案，首先珊瑚粉中含有大量的碳酸钙，其有助于增强热塑性弹性体的成型效果。同时，经过上述三种酶液处理后的珊瑚粉，不仅保留了原有珊瑚粉的性能，同时也释放出了珊瑚粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌性能，所以，此时的珊瑚粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌和霉菌在热塑性弹性体材料繁殖。并且，甲壳素具有较强的年粘性，其能够进一步保证各组分之间的粘结牢固度，从而提高热塑性弹性体抗机械损伤的性能。

优选为，所述珊瑚粉的平均粒度小于5μm。

通过采用上述技术方案，由于珊瑚粉的颗粒较细，这样其能够均匀地分散于其他组分中，并且也保证了熔融状态下混合物的流动性。再者，也有利于保证最终制品表面的平整度，增强制品美感。

优选为，所述润滑剂为TAF。

通过采用上述技术方案，TAF润滑剂不仅能够增强各原料之间的润滑性能，使得在生产的过程中各原料之间能够充分地混合。同时，其还具有与硅藻土、珊瑚粉等表面部分极性基团相结合的极性基团结构。对于整个复合体系来说，TAF润滑剂还能够促使硅藻土、珊瑚粉等和SEBS之间形成了类似锚固结点，改善了硅藻土、珊瑚粉等和SEBS的粘结状态，进而提高了硅藻土、珊瑚粉等在SEBS中的分散性。

优选为，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物，十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的质量比为1∶1。

通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物分别为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，两者复合使用，能够发生协同作用，从而有效地促进了各原料之间的分散效果。

同时，由于脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚中带有脂肪酸根离子，在双螺杆挤出机中混合挤出的过程中，脂肪酸根离子能够与珊瑚粉中的Ca²⁺、CaHCO³⁺、CaOH⁺等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物，包覆在珊瑚粉颗粒表面，并且，脂肪酸钙中的烃基使珊瑚粉表面性质由亲水变成亲油，同时，这种脂肪酸钙的粘结性也较强，从而位于热塑性弹性体表面的珊瑚粉能够形成一道膜，为热塑性弹性体起到屏障保护作用，从而降低了热塑性弹性体与外界腐蚀物的直接接触，从而降低了被腐蚀的概率。

并且，当虫子啃咬热塑性弹性体的时候，十二烷基苯磺酸钠和芥酸酰胺就会被虫子吸入到体内，这时，芥酸酰胺就会破坏昆虫体壁几丁质，而十二烷基苯磺酸钠会将体壁蜡质层溶解，并附着在上面形成不透水和不透气的一层膜，从而也就能够使昆虫气孔堵塞并窒息死亡，这样也就提高了热塑性弹性体的抗虫性能。

优选为，所述热稳定剂为碘化锂。

通过采用上述技术方案，碘化盐类的热稳定剂不仅能够提高热塑性弹性体的热稳定性能，同时其还有利于增强热塑性弹性体的耐候性，从而也有利于延长相应制品的使用寿命。

而碘化锂相较于其他碘化盐，不仅因为自身的物理性能而提高了热塑性弹性体的热稳定性能。同时，碘化锂中的锂离子还能够与热塑性弹性体中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了热塑性弹性体分子链及相应自由基的运动。因而，使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而，促使了热塑性弹性体具有更高的热分解温度。

一种适用于园林用品的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：

S1、秤取30～60份SEBS加入到混合器中预热至70～80℃，并加入25～40份白油，进行混合，待SEBS完全吸收白油；

S2、向混合器中依次加入秤取的5～10份聚丙烯、2～4份芥酸酰胺、10～16份VM～3000、1～3份硅酮、1～2份抗紫外剂和2～5份其他助剂，并加热温度至80～90℃，保持1h，得到混合物；

S3、将S2中的混合物加入到挤出机中挤出，并经过冷却风干后得到热塑性弹性体料条；

S4、将料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将成品进行包装。

通过采用上述技术方案，先对SEBS进行预热，这样能够使其在熔化后分子键可以充分的打开，从而有利于其他组分与其更好地进行溶合。

优选为，混合器为高速搅拌机。

通过采用上述技术方案，高速搅拌机能够利用自身的高速转速产生热量，所以能够使白油和SEBS快速密切并吻合塑炼要求。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、经酶液处理后的珊瑚粉，不仅有利于促进热塑性弹性体生产成型，同时产生的甲壳素还能够进一步增强热塑性弹性体的抑菌性能；

2、向原料中添加碘化锂，使得制成后的制品能够有效地提高热稳定性；

3、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和氢化铝锂配合进行使用，能够有效地提高热塑性弹性体的抗紫外和抗氧性能，从而也就延长了其使用寿命。

附图说明

图1为一种适用于园林用品的热塑性弹性体的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种适用于园林用品的热塑性弹性体的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤一、秤取30Kg SEBS加入到混合器中，并预热至70～80℃，之后加入25Kg白油，进行混合，待SEBS完全吸收白油；

步骤二、向混合器中依次加入秤取的5Kg聚丙烯、2Kg芥酸酰胺、10Kg VM-3000、1Kg硅酮、1Kg抗紫外剂和2Kg其他助剂，升加热温度至80～90℃并用搅拌桨将物料搅拌均匀，持续1h后，得到混合物；

步骤三、将步骤二得到的混合物加入到挤出机中挤出，同时，控制挤出机的加热温度为200℃，真空度为30Kp，并经过冷却水冷却风干，得到热塑性弹性体料条；

步骤四、将料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将成品进行包装。

其中，本申请的其他助剂包括表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂，表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂的质量比为1∶1∶2∶5∶1，即表面活性剂为0.2Kg，热稳定剂为0.2K，润滑剂为0.4Kg，珊瑚粉为1Kg，氢化铝锂为0.2Kg。

珊瑚粉的制备方法：先配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。之后，将珊瑚研磨成平均粒度小于5μm的珊瑚粉。

而润滑剂选用的为TAF。表面活性剂选用的为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物，两者的质量比优选为1∶1。其次，热稳定剂为碘化盐，例如碘化钾、碘化亚铜等，此处优选为碘化锂。而抗紫外剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

并且，此处的混合器为高速搅拌机，其能够在高速搅拌的过程中使得物料相互摩擦而发热。

而实施例二至实施例五以及对比例一至对比例三与实施例一的区别，如下表一和表二所示：

表一

原料	实施例二	实施例三	实施例四	实施例五
					SEBS/Kg	60	45	30	45
白油/Kg	40	32	32	25
					聚丙烯/Kg	10	8	10	5
芥酸酰胺/Kg	4	3	2	4
					VM-3000/Kg	16	13	10	13
硅酮/Kg	3	2	3	1
					抗紫外剂/Kg	2	1.5	1	2
表面活性剂/Kg	0.5	0.3	0.3	0.2
					热稳定剂/Kg	0.5	0.3	0.3	0.2
润滑剂/Kg	1	0.6	0.6	0.4
					珊瑚粉/Kg	2.5	1.5	1.5	1
氢化铝锂/Kg	0.5	0.3	0.3	0.2

表二

其中，对比例一和对比例二的热稳定剂为碘化锂，对比例三和对比例四的热稳定剂为蓖麻油酸锌。且此处VM-3000由美国埃克森美孚生产。

对成品热塑性弹性体进行抑菌性能、抗老化、熔融指数、耐候性和抗虫性能的测试。

测试方法：

抑菌性能：将10cm*10cm的热塑性弹性体块置于相对于湿度75％，温度为25℃，72小时，观察热塑性弹性体表面的菌落数量；

抗老化性：先检测热塑性弹性体的拉伸强度ASTM～D412、伸长率ASTM～D412和撕裂强度ASTM～D624，待用200uW/cm²强度的紫外线照射后，再对热塑性弹性体进行拉伸强度、伸长率和撕裂强度的检测；

熔融指数：ASTM～D1238，取2.16Kg，在190℃温度下进行检测；

耐候性：将热塑性弹性体放置于50℃环境下，4小时，之后再放置于～10℃环境中，4小时，重复3次，再对热塑性弹性体进行拉伸强度、伸长率和撕裂强度的检测；

抗虫测试：将50只白蚁分别与实施例一至实施例五以及对比例一至对比例四的热塑性弹性体放置于一起，待12小时后观察白蚁存货的数量。

检测结果如下表三所示：

表三

从上表三的实施例一至实施例五的测试结果可以看出，本申请的热塑性弹性体具有良好的机械性能。另外，结合对比例一和对比例二的结果和实施例三的结果进行比较可以看出，本申请的热塑性弹性体具有良好的抗虫性能。而从对比例三和实施例三的结果比较可以看出，本申请的热塑性弹性体具有良好的抑菌效果的同时，也延长了抑菌时效。再者，结合对比例四与对比例五的结果和实施例三的结果进行比较可以看出，本申请中2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和氢化铝锂的配合使用，还能够使热塑性弹性体具备良好的抗老化和耐候性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：按质量分数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

3.根据权利要求1所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述其他助剂包括表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂，所述表面活性剂、热稳定剂、润滑剂、珊瑚粉和氢化铝锂的质量比为1∶1∶2∶5∶1。

4.根据权利要求3所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述珊瑚粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。

5.根据权利要求4所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述珊瑚粉的平均粒度小于5μm。

6.根据权利要求3所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述润滑剂为TAF。

7.根据权利要求3所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物，十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的质量比为1∶1。

8.根据权利要求3所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述热稳定剂为碘化锂。

9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：

S1、秤取30～60份SEBS加入到混合器中预热至70～80℃，并加入25～40份白油，进行混合，待SEBS完全吸收白油；

S2、向混合器中依次加入秤取的5～10份聚丙烯、2～4份芥酸酰胺、10～16份VM-3000、1～3份硅酮、1～2份抗紫外剂和2～5份其他助剂，并加热温度至80～90℃，保持1h，得到混合物；

S3、将S2中的混合物加入到挤出机中挤出，并经过冷却风干后得到热塑性弹性体料条；

S4、将料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将成品进行包装。

10.根据权利要求9所述的一种适用于园林用品的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：混合器为高速搅拌机。