CN109762349A - 热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性弹性体材料及其制备方法。以质量份数计，该热塑性弹性体材料的原料包括15份～25份的SEBS、25份～44份的矿物油、5份～20份的马来酸酐接枝物、8份～30份的乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐三元共聚物、15份～30份的矿物填料和3份～5份的聚酰胺。上述热塑性弹性体材料具有流动性好、剥离强度较高和光泽度低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
PA6又名尼龙6，是半透明或不透明乳白色粒子，具有热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好等特性，一般用于汽车零部件、机械部件、电子电器产品、工程配件等产品。
目前常常在尼龙制品表面采用二次注塑工艺射粘一层热塑性弹性体以提高其止滑、减震性能和外观。然而目前应用于PA6的热塑性弹性体存在流动性差，给加工产生了很大的难题。另外，现有的热塑性弹性体的光泽度高，而在尼龙表面采用二次注塑工艺时还容易产生气纹，影响二次射粘后的尼龙的外观。
发明内容
基于此，有必要提供一种低光泽度且流动性好的热塑性弹性体材料。
此外，还提供一种低光泽度且流动性好的热塑性弹性体材料的制备方法。
一种热塑性弹性体材料，按质量份数计，包括：
上述热塑性弹性体材料，各组分原料配比合理，经实验测定，流动性好，利于加工，并且二次射粘后的剥离强度较高。另外，经上述热塑性弹性体材料射粘后的尼龙制品的表面表现为哑光，光泽度低，使得注塑工艺产生的气纹不容易被肉眼所见。
在其中一个实施例中，所述SEBS为氢化度高于98％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；及/或，所述SEBS的重均相对分子量为18万～30万。
在其中一个实施例中，所述矿物油选自环烷烃油及饱和直链烷烃油中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述矿物填料选自碳酸钙、炭黑及二氧化硅中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述马来酸酐接枝物的接枝率为0.5％～2％。
在其中一个实施例中，所述马来酸酐接枝物选自聚丙烯接枝马来酸酐及乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
在其中一个实施例中，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的原料包括0.15份～0.3份的抗氧剂；及/或0.1～0.2份的紫外线吸收剂。
在其中一个实施例中，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的原料还包括0.15份～0.3份的抗氧剂，所述抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及四[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。
在其中一个实施例中，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的还原料还包括0.1～0.2份的紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少一种。
一种热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述热塑性弹性体材料的原料混合后挤出，得所述热塑性弹性体材料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面主要结合热塑性弹性体材料及其制备方法进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的热塑性弹性体材料，按照质量份数计，原料包括：
在其中一个实施例中，SEBS的氢化程度高于98％。在其中一个实施例中，SEBS的重均相对分子量为15万～30万。优选地，SEBS选自日本可乐丽SEBS4055及美国科腾公司的SEBS1651、美国科腾公司的SEBS1633中的至少一种。在其中一个实施例中，SEBS为15份～20份。优选地，SEBS为15份～18份。
在其中一个实施例中，矿物油选自环烷烃油及饱或直链烷烃油中的至少一种。优选的，环烷烃油选自克拉玛依炼油厂的KN4010。饱和直链烷烃油为韩国双龙公司的500N及韩国双龙公司的600N至少一种。在其中一个实施例中，矿物油的闪点高于200℃；及/或，矿物油的40℃时运动粘度为80pa.s～180pa.s。在其中一个实施例中，矿物油为25份～40份。优选地，矿物油为25份～31份。
在其中一个实施例中，矿物填料选自碳酸钙、炭黑及二氧化硅中的至少一种。优选地，矿物填料的粒径为0.1μm～5μm。在其中一个实施例中，矿物填料为15份～28份。
马来酸酐接枝物与SEBS和尼龙都具有良好的相容性，能够提高剥离强度的性能。在其中一个实施例中，马来酸酐接枝物的接枝率为0.5％～2％。马来酸酐接枝物选自聚丙烯接枝马来酸酐(PP接枝马来酸酐)及乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE接枝马来酸酐)中的至少一种。进一步地，马来酸酐接枝物选自埃克森美孚的GR216及杜邦的P353中的至少一种。在其中一个实施例中，马来酸酐接枝物为5份～15份。优选地，马来酸酐接枝物为5份～8份。
乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物与SEBS及PA(尼龙)相容性高，并且能增强TPE(即热塑性弹性体)材料的韧性和弹性。并且意外发现还能降低TPE材料的光泽度，增加TPE的剥离强度。在其中一个实施例中，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物的拉伸强度大于4.0Mpa。硬度为55A～95A。优选地，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物选自atofina的lotader3430和杜邦的A560中的至少一种。在其中一个实施例中，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物的耐热稳定性在260℃以上；熔点在90℃～140℃之间。在其中一个实施例中，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物为12份～30份。
聚酰胺可以提高TPE材料的剥离强度，并且可以降低TPE材料的冷却时间，在其中一个实例中，聚酰胺为低粘度常规的PA材料。优选地，聚酰胺为聚酰胺6。进一步地，聚酰胺选自台湾集盛的TP4208和台湾集盛的BL130-N2中的至少一种。
在其中一个实施例中，上述热塑性弹性体材料的原料还包括0.15份～0.3份的抗氧剂。抗氧剂能防止聚合物材料加工和使用过程中的氧化质变。优选地，抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及四[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。优选地，抗氧剂为巴斯夫168和巴斯夫1076按2:1的比例复配。
在其中一个实施例中，上述热塑性弹性体材料的原料还包括0.1～0.2份的紫外线吸收剂。紫外吸收剂可以为本领域常用的紫外吸收剂。优选地，紫外吸收剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(即UV-770)、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑(即UV-P)及2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(即UV-326)中的至少一种。
在其中一个实施例中，热塑性弹性体材料，按质量份数计，原料包括：
在其中一个实施例中，热塑性弹性体材料，按质量份数计，原料包括：
上述热塑性弹性体材料，各组分原料配比合理，经实验测定，流动性好、剥离强度高，还能够使得尼龙材料，尤其是加入玻璃纤维的改性尼龙，具有表面细腻爽滑，折光度低，气纹不容易被肉眼所见。另外，上述热塑性弹性体材料能够不含有毒助剂和游离的邻苯二甲酸盐，适合用于冰箱用密封条领域。
上述热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
将热塑性弹性体的原料混合后挤出、造粒得热塑性弹性体材料。具体包括步骤S110～步骤S150。
步骤S110、将乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和聚酰胺搅拌均匀，得到第一混合物；
在其中一个实施例中，搅拌是在卧式搅拌机中进行，搅拌速率为30r/min～60r/min。
在其中一个实施例中，搅拌温度为35℃～60℃；搅拌时间为5min～15min。优选地，搅拌温度为常温。
步骤S120、将第一混合物挤出造粒，得到中间母粒，并将中间母粒烘干。
在其中一个实施例中，将预混物挤出和造粒在双螺杆挤出机中进行。挤出机的温度为235℃～245℃，转速为250r/min～300r/min。双螺杆挤出机的长径比为24:1；然后将中间母粒烘干，烘料的温度为80℃。
步骤S130、将SEBS、矿物油、中间母粒及马来酸酐接枝物混合搅拌均匀，得到第二混合物。
在其中一个实施例中，搅拌是在卧式搅拌机中进行，搅拌速率为30r/min～60r/min。
在其中一个实施例中，搅拌温度为35℃～60℃；搅拌时间为5min～15min。
步骤S140、向第二混合物中加入矿物填料抗氧剂和紫外线吸收剂继续搅拌混合均匀，得到预混物。
在其中一个实施例中，搅拌温度为35℃～60℃；搅拌时间为5min～15min。优选地，搅拌温度为常温。
步骤S150、将预混物挤出、造粒得到热塑性弹性体材料。
在其中一个实施例中，将预混物挤出和造粒在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的温度为200℃～210℃，转速为150r/min～300r/min。双螺杆挤出机的长径比为24:1～48:1。
上述热塑性弹性体材料的制备方法工艺流程简单，对设备要求低，适合大规模的工业化生产。
以下为具体实施例。
以下实施例中的份数为质量份数。以下实施例如未特别说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。
实施例1
(1)将8份的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物(杜邦A560)和3份的聚酰胺(台湾集盛的TP4208)放入卧式搅拌机内，在常温下、搅拌速率为30r/min的条件下搅拌15min得到第一混合物；
(2)将第一混合物置于一个转速为250r/min～300r/min、温度为245℃、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得中间母粒，并且将中间母粒在80℃的温度下烘干3h备用。
(3)将25份的SEBS4055(日本可乐丽)放入卧式搅拌机内，加入44份的KN4010(克拉玛依炼油厂)、上述中间母粒、5份的POE接枝马来酸酐(埃克森美孚GR216)在60℃、转速为40r/min的条件下搅拌10min，得到第二混合物。
(4)向第二混合物加入15份的碳酸钙、0.3份的抗氧剂(巴斯夫168和巴斯夫1076按2:1比例复配)和0.2份的紫外线吸收剂UV770，搅拌5min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物。
(5)将预混物置于一个转速为150r/min、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
实施例2
(1)将18份的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物(杜邦A560)和3份聚酰胺(台湾集盛的BL130-N2)放入卧式搅拌机内，在常温下、搅拌速率为60r/min的条件下搅拌5min得到第一混合物。
(2)将第一混合物置于一个转速为250r/min～300r/min、温度为235℃、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得中间母粒，并且将中间母粒在80℃的温度下烘干3h备用。
(3)将15份的美国科腾公司的SEBS1651放入卧式搅拌机内，加入29份的矿物油(韩国双龙公司的500N)、上述中间母粒、5份的POE接枝马来酸酐(埃克森美孚GR216)在35℃、转速为60r/min的条件下搅拌15min得到第二混合物。
(4)向第二混合物加入30份的二氧化硅、0.15份的抗氧剂(巴斯夫168和巴斯夫1076按2:1比例复配)和0.1份的紫外线吸收剂UV-P，搅拌15min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物。
(5)将所述预混物置于一个转速为200r/min、长径比为36:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
实施例3
(1)将30份的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物(atofina的lotader3430)和3份的聚酰胺(台湾集盛的TP4208)放入卧式搅拌机内，在常温下、搅拌速率为30r/min的条件下搅拌15min，得到第一混合物。
(2)将第一混合物置于一个转速为250r/min～300r/min、温度为235℃、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，即得中间母粒，并且将中间母粒在80℃的温度下烘干3h备用。
(3)将16份的SEBS1633(美国科腾公司)放入卧式搅拌机内，加入28份的矿物油(韩国双龙公司的600N)、上述中间母粒、8份的PP接枝马来酸酐P353在60℃、转速为60r/min的条件下搅拌5min，得到第二混合物。
(4)向第二混合物加入15份的矿物填料碳黑、0.15份的抗氧剂(巴斯夫168和巴斯夫1076按2:1比例复配)和0.1份的紫外线吸收剂UV326，搅拌5min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物。
(5)将预混物置于一个转速为300r/min、长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
实施例4
(1)将12份的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物(atofina的lotader3430)和5份的聚酰胺(台湾集盛的TP4208)放入卧式搅拌机内，在常温下、搅拌速率为30r/min的条件下搅拌15min，得到第一混合物。
(2)将第一混合物置于一个转速为250r/min～300r/min、温度为245℃、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得中间母粒，并且将中间母粒在80℃的温度下烘干3h备用。
(3)将16份的SEBS4055(日本可乐丽)放入卧式搅拌机内，加入31份的KN4010(克拉玛依炼油厂)、上述中间母粒、8份的PP接枝马来酸酐P353在60℃、转速为40r/min的条件下搅拌10min得到第二混合物。
(4)向第二混合物加入28份的矿物填料碳酸钙、0.15份的抗氧剂(168与1076按2:1比例复配)和0.1份的紫外线吸收剂UV326，搅拌5min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物。
(5)将预混物置于一个转速为150r/min、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
实施例5
(1)将8份的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物(atofina的lotader3430)和5份聚酰胺(台湾集盛的TP4208)放入卧式搅拌机内，在常温下、搅拌速率为30r/min的条件下搅拌15min得到第一混合物；
(2)将第一混合物置于一个转速为250r/min～300r/min、温度为245℃、长径比为24:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得中间母粒，并且将中间母粒在80℃的温度下烘干3h备用。
(3)将15份的SEBS4055(日本可乐丽)放入卧式搅拌机内，加入25份的KN4010(克拉玛依炼油厂)、上述中间母粒、20份的PP接枝马来酸酐P353在60℃、转速为40r/min的条件下搅拌10min得到第二混合物；
(4)向第二混合物加入27份的矿物填料碳酸钙、0.15份的抗氧剂(168与1076按2:1比例复配)和0.1份的紫外线吸收剂UV326，搅拌5min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物。
(5)将预混物置于一个转速为200r/min、长径比为36:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
实施例6
(1)将22份的SEBS4055(日本可乐丽)放入卧式搅拌机内，加入30重量份的KN4010(克拉玛依炼油厂)，在60℃、转速为40r/min的条件下搅拌10min得到第一混合物；
(2)将第一混合物放入卧式搅拌机中，加入10份的PP接枝马来酸酐(杜邦P353)、3份的聚酰胺(台湾集盛的TP4208)和7份的POE接枝马来酸酐(埃克森美孚GR216)在转速为40r/min的室温下搅拌3min得到第二混合物；
(3)向第二混合物加入28份的二氧化硅、0.15份的抗氧剂(巴斯夫168和巴斯夫1076按2:1比例复配)和0.1份的紫外线吸收剂UV326，搅拌5min(搅拌速率为30r/min)至混合均匀，得到预混物；及
(4)将预混物置于一个转速为200r/min、长径比为36:1的双螺杆挤出机中挤出、切粒，得热塑性弹性体材料。
对实施例1～6的热塑性弹性体材料的性能进行测试，结果如表1所示。其中表1中测试的剥离强度为二次射粘包附PA6材料的测试结果，二次射粘的温度为230℃。
表1
由表1可以看出，实施例1～5的热塑性弹性体材料具有良好的力学性能和流动性，并且对PA6有一个良好的粘结强度，表面光泽度低，能够有效遮盖气纹，适合二次射粘包附PA领域。另外，上述热塑性弹性体材料配方经第三方测试机构测试满足EN71-3的环保要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的原料包括：
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述SEBS为氢化度高于98％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；及/或，所述SEBS的重均相对分子量为18万～30万。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述矿物油选自环烷烃油及饱和直链烷烃油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述矿物填料选自碳酸钙、炭黑及二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝物的接枝率为0.5％～2％。
6.根据权利要求5所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝物选自聚丙烯接枝马来酸酐及乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的还原料包括0.15份～0.3份的抗氧剂；及/或
0.1～0.2份的紫外线吸收剂。
8.根据权利要求1～6任一项所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的原料还包括0.15份～0.3份的抗氧剂，所述抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及四[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。
9.根据权利要求1～6任一项所述的热塑性弹性体材料，其特征在于，以质量份数计，所述热塑性弹性体材料的原料还包括0.1～0.2份的紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑及2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少一种。
10.一种热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1～9任一项所述的热塑性弹性体材料的原料混合后挤出，得所述热塑性弹性体材料。
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