CN110845855A - 一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料制备而成：SEBS 10‑30%；SBS 20‑40%；白油15‑35%；热塑性聚氨酯10‑30%；马来酸酐接枝SEBS 5‑10%；石油树脂5‑10%；矿物填料5‑10%；抗氧剂0.1‑0.5%；润滑剂0.1‑0.5%。本发明还提供了上述热塑性弹性体的制备方法，先按照重量百分比在高速搅拌器中混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，即可制得本发明的热塑性弹性体材料。本发明的邵氏硬度在40‑80A，具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，断裂伸长率大于500%，具有优异的耐温性，热变形温度在70℃以上。

Description

一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种改性高分子材料；具体来说是一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体也称为热塑性橡胶，是近年来发展较快的一种新型高分子材料，其增长速度远远高于其它通用橡胶品种。热塑性弹性体既有橡胶的特性，又具有热塑性塑料的性能。在室温下是柔软的，类似于橡胶，具有韧性和弹性，高温时是流动的，能用注塑机、挤出机、压延机等传统的热塑性塑料的加工设备塑化成型，是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶，简称TPE和TPR。热塑性弹性体分子结构中的塑料段凭借链段间的作用力形成物理交联点，这种物理交联随温度的变化是可逆的，因而显示了热塑性弹性体的塑料加工特性；分子结构中的橡胶段是高弹性链段，热塑性弹性体的弹性由橡胶段决定。由于热塑性弹性体具有橡胶和塑料的双重性能，可广泛应用于婴童玩具、汽车零部件、日用品、体育器材、工具手柄包胶等各个领域。
聚酮(polyketone POK)是韩国晓星集团研发生产的一种性能优异的工程塑料，是由一氧化碳和烯烃交替共聚的高分子材料，其主链都由碳元素组成，具有高结晶的结构，表现出高冲击性，高耐磨性，具有优异的耐化学性，耐燃料性，气体阻隔性能。在汽车工业，电子电器，日用品外壳，包装工业等领域具有广泛的应用。
聚酮制成的产品，其表面往往比较坚硬而光滑，在某些产品(如工具手柄，电器外壳等)应用上缺乏质感和触摸的舒适性。于是，在聚酮产品的表面包覆一层热塑性弹性体以改善其质感，便成为了解决这样缺陷的首选。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法，所述的这种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料及其制备方法要解决现有技术中的聚酮产品在应用上缺乏质感和触摸舒适性的技术问题。
本发明提供了一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，由以下重量百分比的原料制备而成：
氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)：10-30％；
聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)：20-40％；
白油：15-35％；
热塑性聚氨酯：10-30％；
马来酸酐接枝SEBS：5-10％；
石油树脂：5-10％；
矿物填料：5-10％；
抗氧剂：0.1-0.5％；
润滑剂：0.1-0.5％。
进一步的，所述SEBS选自美国Kraton公司的G1633、G1651、G1654、G1641、G1660中的任意一种；或者台湾台橡股份有限公司的TAIPOL6151、TAIPOL6154、TAIPOL6150、TAIPOL6152中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的9551、7533、7551、7554、7550、9550中的任意一种，或者为上述任意两种以上的混合物。
进一步的，所述的SBS选自美国Kraton公司的KX408、D1101、D1155中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的3546、3411F、3566、3501中的任意一种；或者台湾奇美公司的PB5302，或者为上述任意两种以上的混合物。
进一步的，所述的白油为环保型的食品级白油，闪点大于230℃，在40℃的条件下运动粘度大于36mm2/s。
进一步的，所述的热塑性聚氨酯为德国巴斯夫公司的C60AW、C70AW、C85A中的任意一种；或者德国科思创公司的DP6064A、DP6072A、385S中的任意一种；或者烟台万华公司的WHT-1180、WHT-1570、WHT-1565中的任意一种。
进一步的，所述的马来酸酐接枝SEBS为美国Kraton公司的FG1901X、FG1924X中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的9924、9901中的任意一种；或者为台湾台橡股份有限公司的TAIPOL 7131，或者为上述任意两种以上的混合物。
进一步的，所述的石油树脂为美国伊士曼化工有限公司的Endex155、Endex160、Kristalex5140、Kristalex5140LV、Kristalex5140SD、Plastolyn290、Plastolyn290LV中的任意一种或者两种以上的混合物。
进一步的，所述的矿物填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉、高岭土、陶土中的任意一种或者两种以上的混合物。
进一步的，所述的抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂组成的混合物；所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺或者聚乙烯蜡中的任意一种或者两种以上的混合物。
具体的，受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂的质量比为1：2。
本发明还提供了上述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)一个对原料进行预处理的步骤：将热塑性聚氨酯用除湿干燥机烘干水汽，烘料温度为85-95℃，烘料时间2～5小时，使得热塑性聚氨酯的含水率不高于0.05％；
2)一个混料的步骤：按质量百分比称取SEBS、SBS和白油，加入高速混合搅拌机中，高速搅拌，使白油均匀的吸收到SEBS和SBS中；之后依次加入热塑性聚氨酯、马来酸酐接枝SEBS、石油树脂、矿物填料、抗氧剂、润滑剂，高速搅拌直至材料组分混合均匀；
3)一个造粒的步骤：将步骤2)混合好的材料，通过双螺杆挤出设备熔融挤出造粒，熔融挤出温度为190-230℃，双螺杆挤出机的主机转速为350转/分钟，长径比为52：1，获得用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料。
本发明和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本发明以具有良好的耐候性、耐热性、耐压缩变形性和优异的力学性能的SEBS为基材，配方中的SBS分子结构中的丁二烯、热塑性聚氨酯中的酰胺键与聚酮分子结构中的羰基(C＝O)具有良好的亲和相容性，通过注塑机的二次射粘可以牢固的射粘到聚酮材料的表面，得到热塑性弹性体材料。本发明的热塑性弹性体材料邵氏硬度在40-80A，具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，断裂伸长率大于500％，具有优异的耐温性，热变形温度在70℃以上。
具体实施方式
下面通过具体的实施例是对本发明的进一步说明。有必要指出的是，以下实施例只是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的范围，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例的组分配方
Figure BDA0002291716990000031
Figure BDA0002291716990000041
注，实施例中的各组分介绍如下：
SEBS1：型号G1651，美国科腾公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为33/67，硬度61A。
SEBS2：型号7550，台湾李长荣化学工业股份有限公司，苯乙烯含量为30％，硬度67A。
SBS1：型号D1155，美国科腾公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为40/60，硬度87A。
SBS2：型号PB5302，台湾奇美实业股份有限公司，苯乙烯含量为30％，硬度69A。
白油：型号Primol 382，矿物油，美国埃克森美孚公司，40℃的运动粘度为68mm2/s，闪点240℃。
热塑性聚氨酯1：型号C60AW，德国巴斯夫公司。
热塑性聚氨酯2：型号Desmopan 385S，德国科思创公司。
马来酸酐接枝SEBS：FG1901X，美国科腾公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为30/70，71A。
石油树脂：型号为Kristalex5140，美国伊士曼化工有限公司
矿物填料1：型号FCC302，碳酸钙，台湾塑胶工业股份有限公司。
矿物填料2：型号800B，滑石粉，台湾竹新化学股份有限公司，平均粒径8微米，白度90％。
抗氧剂1：型号Irganox1010，受阻酚类主抗氧剂，德国巴斯夫公司。
抗氧剂2：型号Irganox168，亚磷酸酯类辅助抗氧剂，德国巴斯夫公司。
润滑剂1：型号VRX，油酸酰胺，英国禾大公司。
润滑剂2：型号ER，芥酸酰胺，英国禾大公司。
实施例的性能数据如下
Figure BDA0002291716990000051
从以上实施例的性能数据可以看出，所制备的热塑性弹性体材料具有良好的拉伸强度和断裂伸长率。在实际产品应用中，包胶的结合力(热塑性弹性体与POK的结合力)达到10N/cm，表明包覆材料与基材有良好的结合力。三个实施例测得的包胶结合力均超过10N/cm，表明通过本发明可以制得二次射粘聚酮的性能优异的热塑性弹性体材料。

Claims (10)

1.一种用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：
氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：10-30％；
聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：20-40％；
白油：15-35％；
热塑性聚氨酯：10-30％；
马来酸酐接枝：5-10％；
石油树脂：5-10％；
矿物填料：5-10％；
抗氧剂：0.1-0.5％；
润滑剂：0.1-0.5％。
2.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述SEBS选自美国Kraton公司的G1633、G1651、G1654、G1641、G1660中的任意一种；或者
台湾台橡股份有限公司的TAIPOL6151、TAIPOL6154、TAIPOL6150、TAIPOL6152中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的9551、7533、7551、7554、7550、9550中的任意一种，或者为上述任意两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的SBS选自美国Kraton公司的KX408、D1101、D1155中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的3546、3411F、3566、3501中的任意一种；或者台湾奇美公司的PB5302，或者为上述任意两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的白油为环保型的食品级白油，闪点大于230℃，在40℃的条件下运动粘度大于36mm2/s。
5.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的热塑性聚氨酯为德国巴斯夫公司的C60AW、C70AW、C85A中的任意一种；或者德国科思创公司的DP6064A、DP6072A、385S中的任意一种；或者烟台万华公司的WHT-1180、WHT-1570、WHT-1565中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的马来酸酐接枝SEBS为美国Kraton公司的FG1901X、FG1924X中的任意一种；或者台湾李长荣化学工业股份有限公司的9924、9901中的任意一种；或者为台湾台橡股份有限公司的TAIPOL 7131，或者为上述任意两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的石油树脂为美国伊士曼化工有限公司的Endex155、Endex160、Kristalex5140、
Kristalex5140LV、Kristalex5140SD、Plastolyn290、Plastolyn290LV中的任意一种或者两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的矿物填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉、高岭土、陶土中的任意一种或者两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料，其特性在于，所述的抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂组成的混合物；所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺或者聚乙烯蜡中的任意一种或者两种以上的混合物。
10.权利要求1所述的用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料的制备方法，其特性在于包括如下步骤：
1)一个对原料进行预处理的步骤：将热塑性聚氨酯用除湿干燥机烘干水汽，烘料温度为85-95℃，烘料时间2～5小时，使得热塑性聚氨酯的含水率不高于0.05％；
2)一个混料的步骤：按质量百分比称取SEBS、SBS和白油，加入高速混合搅拌机中，高速搅拌，使白油均匀的吸收到SEBS和SBS中；之后依次加入热塑性聚氨酯、马来酸酐接枝SEBS、石油树脂、矿物填料、抗氧剂、润滑剂，高速搅拌直至材料组分混合均匀；
3)一个造粒的步骤：将步骤2)混合好的材料，通过双螺杆挤出设备熔融挤出造粒，熔融挤出温度为190-230℃，双螺杆挤出机的主机转速为350转/分钟，长径比为52：1，获得用于与聚酮材料二次射粘的热塑性弹性体材料。
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