CN110982180A

CN110982180A - 一种高性能tpv复合材料

Info

Publication number: CN110982180A
Application number: CN201911395106.5A
Authority: CN
Inventors: 刘亭; 梁金桓; 郑坤; 张树杰
Original assignee: Shandong Yuma Sun-Shading Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Yuma Sun-Shading Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明涉及一种高性能TPV复合材料，该复合材料利用丝线或棉线作为芯部，作为线材的内部支撑，在外表面包覆改性TPV材料；TPV材料经过改性处理，通过添加增塑剂可提高材料塑性和柔韧性，提高材料成型后的断裂伸长率性能。通过改性处理和表面包覆，使得本发明的复合材料具有优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能，比重轻、外观质量均匀、表面档次高、手感好，通过编织工艺制程面料，面料能广泛应用于鞋材、服饰、遮阳面料、户外帐篷等诸多领域。

Description

一种高性能TPV复合材料

技术领域

本发明涉及TPV复合材料技术领域，具体的说是一种高性能TPV复合材料。

背景技术

TPV中文名称为热塑性动态硫化橡胶或热塑性硫化弹性体，是高度硫化橡胶微粒分散在连续塑料相中组成的一种弹性体材料。TPV常温下的物理性质和功能特性类似于热固性树脂，在高温下具有热塑性塑料的熔融流动和反复的加工特性，可以快速、方便的加工成型。TPV具有良好的弹性和耐压缩变形性，优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能，耐臭氧和耐紫外线性能优良，同时其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下；使用温度范围广泛，且易染色的优点大大提高了制品设计的自由度；制品绿色环保，可回收使用，符合欧盟环保要求，比重轻外观质量均匀，表面档次高，手感好。

传统PVC材料热稳定性差，低温下变硬脆化，高温下容易软化松弛，燃烧容易产生有毒有害气体，因此TPV在诸多领域正逐步取代PVC；TPU材料虽然有诸多优点，但材料的耐热性、高温耐水性较差，成本较高，因此，TPV在综合性能和综合成本方面都具有一定的优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能TPV复合材料，该复合材料具有优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能，比重轻、外观质量均匀、表面档次高、手感好，通过编织工艺制程面料，面料能广泛应用于鞋材、服饰、遮阳面料、户外帐篷等诸多领域。

为解决上述技术问题，本发明的高性能TPV复合材料包括芯部和包覆在芯部表面的改性TPV材料；芯部为丝线或棉线；改性TPV材料包括55-80重量份的TPV弹性体、10-30重量份的增塑剂、5-15重量份的填料、3-12重量份的阻燃剂、0.2-3重量份的润滑剂、0.2-3重量份的抗氧剂和0.2-3重量份的光稳定剂。

具体的，TPV复合材料按重量比包括以下组份：改性TPV材料70-85%，芯部15-30%。

具体的，丝线为无机纤维和/或有机纤维；无机纤维为玻璃纤维、碳纤维或硼纤维中的任意一种或至少两种的混合；有机纤维为锦纶、丙纶、腈纶、氨纶、维纶、粘胶纤维或涤纶中的任意一种或至少两种的混合。

具体的，TPV弹性体为PP/PE/EPDM、PP/NBR、PP/ACM或PS/SEBS共聚物中的任意一种。

具体的，增塑剂为苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧化合物、氯化石蜡中的任意一种或至少两种的混合；

具体的，润滑剂为饱和烃类润滑剂、金属皂类润滑剂、脂肪族酰胺类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、脂肪酸脂类润滑剂、脂肪醇类或硅系润滑剂中的任意一种或至少两种的混合。

具体的，抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫脂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合；

具体的，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或有机镍络合物任意一种或至少两种的混合。

具体的，填料为滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、高岭土、陶瓷微珠、云母粉中的任意一种或至少两种的混合。

具体的，阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、三氧化二锑、聚磷酸铵、磷苯基苯酚、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、氰尿酸三聚氰胺、氢氧化镁中的一种或至少两种的混合。

本发明的有益效果是：利用丝线或棉线作为芯部，作为线材的内部支撑，在外表面包覆改性TPV材料；TPV材料经过改性处理，通过添加增塑剂提高了材料塑性和柔韧性，提高材料成型后的断裂伸长率性能；通过添加阻燃剂增强了材料的阻燃性能，满足很多场所的防火要求；通过添加润滑剂可提高熔融状态下的流动性，提高成型后面料的表面光洁度，提高面料表面档次；通过添加酚类、氨类等抗氧剂可提高材料的稳定性，提高成型后面料的耐候耐热性能；通过添加受阻氨等光稳定剂可提高材料的光照稳定性，能有效避免面料老化变黄变暗，提高面料的光照色牢度，提高面料的使用年限；通过添加滑石粉、硫酸钡等填料可有助于材料定型，有效避免材料成型后发生形变，同时还可增加材料成型后的手感和表面档次。通过上述改进，使得本发明的复合材料具有优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能，比重轻、外观质量均匀、表面档次高、手感好，通过编织工艺制程面料，面料能广泛应用于鞋材、服饰、遮阳面料、户外帐篷等诸多领域。

具体实施方式

本发明的高性能TPV复合材料包括芯部和包覆在芯部表面的改性TPV材料。芯部为丝线或棉线；TPV复合材料按重量比包括以下组份：改性TPV材料70-85%，芯部的丝线或棉线为15-30%。其中，改性TPV材料包括：55-80重量份的TPV弹性体、10-30重量份的增塑剂、5-15重量份的填料、3-12重量份的阻燃剂、0.2-3重量份的润滑剂、0.2-3重量份的抗氧剂和0.2-3重量份的光稳定剂。

其中，丝线为无机纤维和/或有机纤维；无机纤维为玻璃纤维、碳纤维或硼纤维中的任意一种或至少两种的混合；有机纤维为锦纶、丙纶、腈纶、氨纶、维纶、粘胶纤维或涤纶中的任意一种或至少两种的混合。

对于TPV弹性体，其为PP/PE/EPDM、PP/NBR、PP/ACM或PS/SEBS共聚物中的任意一种。

对于增塑剂，可选用苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧化合物、氯化石蜡中的任意一种或至少两种的混合；

对于润滑剂，可选用饱和烃类润滑剂、金属皂类润滑剂、脂肪族酰胺类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、脂肪酸脂类润滑剂、脂肪醇类或硅系润滑剂中的任意一种或至少两种的混合。

对于抗氧剂，可选用酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫脂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合；

对于光稳定剂，可选用受阻胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或有机镍络合物任意一种或至少两种的混合。

对于填料，可选用滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、高岭土、陶瓷微珠、云母粉中的任意一种或至少两种的混合。

对于阻燃剂，可选用十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、三氧化二锑、聚磷酸铵、磷苯基苯酚、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、氰尿酸三聚氰胺、氢氧化镁中的一种或至少两种的混合。

本发明的高性能TPV复合材料的制备方法具体包括以下步骤：

1）把上述改性TPV材料的各组分按照其配比加入料斗内；

2）调整所述挤出机模头的内模口、外模口的位置，避免TPV复合丝线偏芯；

3）设置螺杆挤出机各段温度控制在进料段180℃、压缩段190℃、均化段200℃，模头温度设定在210℃，开动挤出机，打开牵引，使丝线或棉线通过模头内、外模口，改性TPV材料进入螺杆挤出机，粒料在螺杆挤出机推动下向机头方向运动，经过三段加热，使粒料在机头出口处温度达到200℃，以熔融状态进入挤出机模头，包覆在丝线或棉线的外表面，丝线经20℃的冷却水冷却后即得TPV复合材料。

上述制备方法制得的TPV复合材料经收线装置缠绕成线团，利用纺织机制成纺织品。

为了证明本发明TPV复合材料的性能，下面分别利用前述方法进行几组实施例和对比例的试验，对TPV复合材料的外观、抗拉强度、撕裂强度和断裂伸长率分别进行比较。实施例中以20-1000D丝线为例，挤出机模头的内膜口、外模口的位置根据丝线外径调整。

实施例1

1）TPV复合材料重量比：改性TPV材料85%，丝线或棉线15%；

2）丝线为规格1000D的玻璃纤维；

3）改性TPV材料包括以下重量份组分：80重量份的TPV弹性体、30重量份的增塑剂、15重量份的填料、12重量份的阻燃剂、3重量份的润滑剂、3重量份的抗氧剂和3重量份的光稳定剂；其中，TPV弹性体选用PP/ACM；增塑剂为TCP；润滑剂为聚乙烯蜡；抗氧剂为抗氧剂168；光稳定剂为UV-531；填料选用滑石粉；阻燃剂为聚磷酸铵和氢氧化镁，比例1:1。

实施例2

1）TPV复合材料重量比：改性TPV材料75%，丝线或棉线25%；

2）丝线为300D涤纶工业长丝；

3）改性TPV材料包括以下重量份组分：67.5重量份的TPV弹性体、20重量份的增塑剂、10重量份的填料、7.5重量份的阻燃剂、1.6重量份的润滑剂、1.6重量份的抗氧剂和1.6重量份的光稳定剂；其中，TPV弹性体选用PP/PE/EPDM；增塑剂为DOTP；润滑剂为硬脂酸与聚乙烯蜡，比例4:3；抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为UV-531；填料选用硫酸钡与碳酸钙两种，比例1:1；阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑，比例1:1。

实施例3

1）TPV复合材料重量比：改性TPV材料70%，丝线或棉线30%；

2）丝线为50D锦纶涤纶混合工业长丝；

3）改性TPV材料包括以下重量份组分：55重量份的TPV弹性体、15重量份的增塑剂、10重量份的填料、5重量份的阻燃剂、1重量份的润滑剂、1重量份的抗氧剂和1重量份的光稳定剂；其中，TPV弹性体选用PP/ACM；增塑剂为DOTP；润滑剂为硬脂酸；抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为UV-531；填料选用硫酸钡；阻燃剂为三氧化二锑。

对比例1

1）TPV复合材料重量比：改性TPV材料75%，丝线或棉线25%；

2）丝线为300D涤纶工业长丝；

3）TPV材料包括以下重量份组分：80重量份的TPV弹性体、5重量份的润滑剂、5重量份的阻燃剂、5重量份的抗氧剂。TPV弹性体选用PP/PE/EPDM；润滑剂为聚硅氧烷；抗氧剂为Cynox1790；阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑，比例1:1。

对比例2

1）TPV复合材料重量比：改性TPV材料75%，丝线或棉线25%；

2）丝线为300D涤纶工业长丝；

3）TPV材料包括以下重量份组分：80重量份的TPV弹性体、30重量份的增塑剂；其中，TPV弹性体选用PP/PE/EPDM；增塑剂为DOTP。

通过上表可以看出，实施例1-3与对比例1-2相比，材料的外观、拉伸强度、撕裂强度和断链伸长率明显优于对比例1-2，本发明TPV复合材料的性能更优异。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的前提下，可做若干更改或修饰，上述更改或修饰均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种高性能TPV复合材料，其特征是包括芯部和包覆在芯部表面的改性TPV材料；芯部为丝线或棉线；改性TPV材料包括55-80重量份的TPV弹性体、10-30重量份的增塑剂、5-15重量份的填料、3-12重量份的阻燃剂、0.2-3重量份的润滑剂、0.2-3重量份的抗氧剂和0.2-3重量份的光稳定剂。

2.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是TPV复合材料按重量比包括以下组份：改性TPV材料70-85%，芯部15-30%。

3.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是丝线为无机纤维和/或有机纤维；无机纤维为玻璃纤维、碳纤维或硼纤维中的任意一种或至少两种的混合；有机纤维为锦纶、丙纶、腈纶、氨纶、维纶、粘胶纤维或涤纶中的任意一种或至少两种的混合。

4.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是TPV弹性体为PP/PE/EPDM、PP/NBR、PP/ACM或PS/SEBS共聚物中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是增塑剂为苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧化合物、氯化石蜡中的任意一种或至少两种的混合；

根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是润滑剂为饱和烃类润滑剂、金属皂类润滑剂、脂肪族酰胺类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、脂肪酸脂类润滑剂、脂肪醇类或硅系润滑剂中的任意一种或至少两种的混合。

6.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫脂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合；

根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或有机镍络合物任意一种或至少两种的混合。

7.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是填料为滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、高岭土、陶瓷微珠、云母粉中的任意一种或至少两种的混合。

8.根据权利要求1所述的高性能TPV复合材料，其特征是阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、三氧化二锑、聚磷酸铵、磷苯基苯酚、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、氰尿酸三聚氰胺、氢氧化镁中的一种或至少两种的混合。