CN109796731A - 热塑弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热塑弹性体材料及其制备方法。该热塑弹性体材料包括5份～10份的SEBS、10份～20份的矿物油、10份～30份的双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物、5份～50份的聚酯橡胶、2份～10份的α‑甲基苯乙烯、0.1份～1份的有机硅聚醚共聚物。上述热塑弹性体材料能够在180℃以下进行注塑，且获得的二次射粘产品的剥离强度高。

Description

热塑弹性体材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及弹性体材料技术领域，特别是涉及一种热塑弹性体材料及其制备方法。

背景技术

PETG是一种透明塑胶，一种非晶型共聚酯，其透明度高，加工方式多样，加工成型性能极佳，而且环保无毒不易燃烧。因此在板材、片材，化妆品包装，异型材等方面有广泛的应用。

为了赋予该种日常生活用品材料柔软的触感，通常选择用热塑弹性体材料 (TPE)来二次射粘在其表面使其有柔软的触感。但是常规热塑弹性体射粘PETG 时，注塑温度通常在180℃以上，不仅浪费电热能源，而且成型周期长浪费时间。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够低温注塑的热塑弹性体材料。

一种热塑弹性体材料，按质量份数计，包括：

经证实，上述热塑弹性体材料各组分原料配比合理，能够在180℃以下进行注塑，并且获得的二次射粘产品的剥离强度高。

在其中一个实施例中，所述SEBS的重均分子量为20万以上。

在其中一个实施例中，所述α-甲基苯乙烯的重均分子量为700～2000。

在其中一个实施例中，所述矿物油选自石蜡油和环烷油中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述聚酯橡胶的硬度为28D～55D。

在其中一个实施例中，按质量份数计，所述热塑弹性体材料的原料还包括3 份～10份的石油树酯。

在其中一个实施例中，所述石油树酯选自C5加氢石油树脂和C9加氢石油树脂中的至少一种。

在其中一个实施例中，按质量份数计，所述热塑弹性体材料的原料还包括 0.1份～0.3份的抗氧化剂。

在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

一种热塑弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：

将上述热塑弹性体材料的原料混合后挤出，得所述热塑弹性体材料。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。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。

一实施方式的热塑弹性体材料，按质量份数计，原料包括：

在其中一个实施例中，SEBS为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的简称。优选地，SEBS的重均分子量为20万以上。SEBS具有优异的耐老化性、可塑性、高弹性及优异的力学性能。在其中一个实施例中，SEBS为中国台湾台橡的6159。当然，在其他实施例中，SEBS也可以选择其他厂家和其他型号。

矿物油作为填充油。矿物油选自石蜡油和环烷油中的至少一种。在其中一个实施例中，矿物油为石蜡油。进一步地，石蜡油的工业级为5#，石蜡油的粘度为31平方毫米每秒。在其中一个实施例中，石蜡油在40℃时运动粘度为80pa.s ～180pa.s。在其中一个实施例中，石蜡油为台塑150N。当然，在其他实施例中，石蜡油也可以选择其他厂家和其他型号。

双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物与SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)不同，SBS重复单元为苯乙烯丁二烯苯乙烯，苯乙烯段(硬段)较多，而二嵌段苯乙烯丁二烯共聚物中，苯乙烯几乎只占一半，这样的结果使得双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物中苯乙烯基空间位阻小，与二次射粘的目的材料中极性链相容而更容易产生取向力，增加剥离强度。在其中一个实施例中，双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物为台橡的PB5502，二次射粘的目的材料为PETG。

聚酯橡胶(TPEE)是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。在其中一个实施例中，聚酯橡胶的硬度范围为28D～55D。此时，聚酯橡胶具有较高的力学性能，且与PETG相容性好。在其中一个实施例中，聚酯橡胶为和创的H28DMG。当然，在其他实施例中，聚酯橡胶也可以选择其他厂家和其他型号。

在其中一个实施例中，α-甲基苯乙烯的重均分子量为700～2000。α-甲基苯乙烯分子量较小，其结构决定可以贯穿含苯乙烯结构的材料，提高材料强度及稳定性，也可以提高流动性。在其中一个实施例中，α-甲基苯乙烯为伊司曼的 5140。当然，在其他实施例中，α-甲基苯乙烯也可以选择其他厂家和其他型号。

有机硅聚醚共聚物能够提高体系的流动性，同时能够加快体系极性与非极性结构的取向，增加体系与目的射粘材料的表面粘附力。在其中一个实施例中，有机硅聚醚共聚物为涌奇材料的FF6082。当然，在其他实施例中，有机硅聚醚共聚物也可以选择其他厂家和其他型号。

在其中一个实施例中，按质量份数计，上述热塑弹性体材料的原料还包括0.1份～0.3份的抗氧化剂；及/或3份～10份的石油树脂。

在其中一个实施例中，按质量份数计，上述热塑弹性体材料的原料包括0.1 份～0.3份的抗氧化剂。进一步地，抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。优选地，抗氧剂选自巴斯夫168和巴斯夫1076中的至少一种。

在其中一个实施例中，按质量份数计，上述热塑弹性体材料的原料包括3 份～10份的石油树脂。石油树脂选自C5加氢石油树脂和C9加氢石油树脂中的至少一种。优选地，石油树脂为C9加氢石油树脂。在其中一个实施例中，C5 加氢石油树脂为恒丰石油化工FST-H100。当然，在其他实施例中，C5加氢石油树脂也可以选择其他厂家和其他型号。

在其中一个实施例中，热塑弹性体材料，按质量份数计，原料包括：

在其中一个实施例中，热塑弹性体材料，按质量份数计，原料包括：

上述热塑弹性体材料的原料均为环保材料，在生产和使用的过程中都不会对人体造成伤害。经证实，上述热塑弹性体材料各组分原料配比合理，能够在小于180℃下进行注塑，且获得的二次射粘产品的剥离强度高。有利于节省能源，缩短材料的成型周期，提高生产效率。

上述热塑弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：

将热塑弹性体材料的原料混合后挤出，得到热塑弹性体材料。具体地，包括步骤S110～S130。

步骤S110、有机硅聚醚共聚物、矿物油和SEBS混合，并搅拌至SEBS完全吸收矿物油，放置一周以上，得到混合物。

在其中一个实施例中，搅拌速率为80Hz～120Hz。搅拌时间为3分钟～5分钟。

步骤S120、将混合物中与双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物、聚酯橡胶、α-甲基苯乙烯、石油树脂及抗氧剂搅拌混合，得到中间产物。

在其中一个实施例中，搅拌速率为80Hz～120Hz。搅拌时间为3分钟～5分钟。

步骤S130、将中间产物挤出，得到热塑弹性体材料。

在其中一个实施例中，将中间产物塑化、挤出在双螺杆挤出机中进行，冷却在冷却水槽中进行，造粒用切粒机进行。双螺杆挤出机的温度为180℃～220℃，转速为300Hz～350Hz。双螺杆挤出机的长径比为44～52:1。

在其中一个实施例中，在造粒的步骤之后，还包括干燥的步骤。

上述热塑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

将1份有机硅聚醚共聚物(涌奇材料的FF6082)和10份矿物油(台塑150N) 混合均匀，得到第一混合物，然后将第一混合物和5份SEBS(台橡的6159)一起高速搅拌，其中搅拌速率为90Hz，搅拌时间为3分钟，搅拌至SEBS完全吸收矿物油，并放置一周备用，得到第二混合物。然后将第二混合物与20份双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物(台橡的PB5502)、50份聚酯橡胶(和创的H28DMG)、 5份α-甲基苯乙烯(伊司曼的5140)、10份石油树脂(恒丰石油化工FST-H100) 及0.1份(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯混合，搅拌5分钟，得到中间产物。

将中间产物塑化、挤出和造粒，得到热塑弹性体材料。其中，挤出温度为 190℃，双螺杆挤出机的转速设置为320Hz。

实施例2

实施例2的方法与步骤大致与实施例1相同，其不同在于，实施例2的热塑弹性体材料的原料的份数与实施例1不同。实施例2的热塑弹性体材料的原料为0.3份的有机硅聚醚共聚物、20份的矿物油、10份的SEBS、30份的双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物、25份的聚酯橡胶、10份的α-甲基苯乙烯、5份的石油树脂及0.3份的(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯。另外，实施例 2的挤出温度为200℃，双螺杆挤出机的转速设置为350Hz。

实施例3

实施例3的方法与步骤大致与实施例1相同，不同在于，实施例3的热塑弹性体材料的原料的份数与实施例1不同。实施例3的热塑弹性体材料的原料为0.5份的有机硅聚醚共聚物、15份的矿物油、8份的SEBS、10份的双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物、50份的聚酯橡胶、2份的α-甲基苯乙烯、5份的石油树脂及 0.3份的(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯。实施例2的挤出温度为220℃，双螺杆挤出机的转速设置为330Hz。

实施例4

实施例4的方法与步骤大致与实施例1相同，其不同在于，实施例4的热塑弹性体材料的原料的份数与实施例4不同。实施例4的热塑弹性体材料的原料为0.4份的有机硅聚醚共聚物、20份的矿物油、10份的SEBS、30份的双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物、5份的聚酯橡胶、10份的α-甲基苯乙烯、10份的石油树脂及0.2份的(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯。实施例2的挤出温度为210℃，双螺杆挤出机的转速设置为340Hz。

实施例5

将10份矿物油(台塑150N)和5份SEBS(台橡的6159)一起高速搅拌，其中搅拌速率为90Hz，搅拌时间为3分钟，搅拌至SEBS完全吸收矿物油，并放置一周备用，得到第二混合物。然后将第二混合物与20份双嵌段苯乙烯丁二烯共聚物(台橡的PB5502)、50份聚酯橡胶(和创的H28DMG)、5份α-甲基苯乙烯(伊司曼的5140)、10份石油树脂(恒丰石油化工FST-H100)及0.1份(3,5- 二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯混合，搅拌5分钟，得到中间产物。

将中间产物塑化、挤出和造粒，得到热塑弹性体材料。其中，挤出温度为 190℃，双螺杆挤出机的转速设置为320Hz。

将对实施例1～5的热塑弹性体材料分别进行力学性能进行测试，测试结果如表1所示。其中表面硬度采用ASTM D2240方法进行；拉伸强度及断裂伸长率采用ASTM D412方法进行；熔融指数采用ASTM D1238方法进行。

表1

将实施例1～5的热塑弹性体材料分别在不同注塑温度(150℃～180℃)下包胶PETG板，并用ASTM DIN 53357-1982方法进行剥离强度测试，测试结果如表2所示。

表2

剥离强度(KN/m)	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						150℃	3.2	3.5	3.3	3.1	3.0
160℃	3.9	4.2	4.0	3.8	3.7
						170℃	4.2	4.7	4.5	4.1	4.0
180℃	4.8	5.3	5.1	4.6	4.4

由表1及表2中数据可以看出，实施例1～4所得到的热塑弹性体材料具有良好的力学性能、较好的表面效果且低温注塑时具有较高的剥离强度，包胶效果好，不易剥离。从实施例1和实施例5我们可以看到，有机硅聚醚共聚物可以增加流动性和提高剥离强度。

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)

1.一种热塑弹性体材料，其特征在于，按质量份数计，所述热塑弹性体材料的原料包括：

2.根据权利要求1所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述SEBS的重均分子量为20万以上。

3.根据权利要求1所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述α-甲基苯乙烯的重均分子量为700～2000。

4.根据权利要求1所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述矿物油选自石蜡油和环烷油中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述聚酯橡胶的硬度为28D～55D。

6.根据权利要求1所述的热塑弹性体材料，其特征在于，按质量份数计，所述热塑弹性体材料的原料还包括3份～10份的石油树酯。

7.根据权利要求6所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述石油树酯选自C5加氢石油树脂和C9加氢石油树脂中的至少一种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的热塑弹性体材料，其特征在于，按质量份数计，所述热塑弹性体材料的原料还包括0.1份～0.3份的抗氧化剂。

9.根据权利要求8所述的热塑弹性体材料，其特征在于，所述抗氧剂选自(3,5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

10.一种热塑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任一项所述的热塑弹性体材料的原料混合后挤出，得所述热塑弹性体材料。