CN112375372A - 一种轻质热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种轻质热塑性弹性体及其制备方法，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.1‑0.5份、热塑性弹性体40‑80份、空心填充物5‑50份、表面处理剂0.1‑3份、加工助剂1‑5份、发泡剂0‑10份，本发明得到产品具有轻量化的特征，同时具有优异的耐磨、抗拉伸性能。

Description

一种轻质热塑性弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种轻质热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯具有高弹性、高耐磨、耐腐蚀等诸多优点，同时具有良好的弹性和加工性，使得其在各个领域有了更加广泛的应用。但是TPU因其重量大、硬度高等缺点，在应用方面受到许多限制。目前，TPU发泡的难度较大，面临着易收缩、成型成本高、工业操作危险等问题。
现有技术中常采用有机发泡剂用于制备发泡材料，但是它也存在明显的不足。发泡剂的分解温度很高，而大部分树脂的软化温度以及分解温度相对较低，在生产发泡材料的过程中只有通过提高加工温度来促使发泡剂分解，采用这种方法容易造成发泡制品出现老化、变色等问题。
因此，制备一种轻质热塑性弹性体成为了本领域技术人员研发的重点。
发明内容
本发明的第一个方面提供了一种轻质热塑性弹性体，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.1-0.5份、热塑性弹性体40-80份、空心填充物5-50份、表面处理剂0.1-3份、加工助剂1-5份、发泡剂0-10份。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述热塑性弹性体为聚氨酯弹性体。
作为一种优选的技术方案，所述聚氨酯弹性体选自芳香族聚氨酯、脂肪族聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述空心填充物为空心玻璃微珠。
作为一种优选的技术方案，所述空心玻璃微珠的密度为0.2-0.7g/cm3。
作为一种优选的技术方案，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
作为一种优选的技术方案，所述硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述加工助剂选自PE蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮中的一种或多种。
本发明的第二个方面提供了轻质热塑性弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、40-60％的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为160-190℃下密炼15-30min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入双螺杆机中进行混炼，其中在140-200℃下分批次加入15-30％的空心填充物和余量的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
有益效果：本发明提供了一种轻质热塑性弹性体及其制备方法，通过控制热塑性弹性体、空心填充物的比例，并选择聚醚型的聚氨酯弹性体作为基体树脂，同时控制弹性体的密度和空心填充物的密度，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能，并且具有质轻、耐磨、低导热、化学稳定性好、高分散等优点；此外，本发明还采用了特殊的制备方法，利用发泡母粒与空心填充物之间的协同作用，从而使发泡的泡孔更加均匀和稳定，同时兼具更大的发泡孔隙率，进一步提高了发泡的均匀性和稳定性，得到密度小的弹性体材料，实现轻质化特点，此外，本发明提供的制备方法操作简单、安全，值得推广。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种轻质热塑性热塑性弹性体，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.1-0.5份、热塑性弹性体40-80份、空心填充物5-50份、表面处理剂0.1-3份、加工助剂1-5份、发泡母粒0-10份。
在一种优选的实施方式中，本发明所述轻质热塑性热塑性弹性体，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.2-0.4份、热塑性弹性体60-75份、空心填充物10-30份、表面处理剂0.3-2份、加工助剂1.3-3份、发泡母粒2-6份。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述轻质热塑性热塑性弹性体，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.3份、热塑性弹性体72.1份、空心填充物20份、表面处理剂0.6份、加工助剂2份、发泡母粒4份。
抗氧剂
本发明所述抗氧剂是一类化学物质，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”。
在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配，其中2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1：(0.5-2.3)。
在一种最优选的实施方式中，所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配，其中2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1：1.9。
热塑性弹性体
本发明所述热塑性弹性体是常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体。热塑性弹性体的结构特点是由化学键组成不同的树脂段和橡胶段，树脂段凭借链间作用力形成物理交联点，橡胶段是高弹性链段，贡献弹性。塑料段的物理交联随温度的变化而呈可逆变化，显示了热塑性弹性体的塑料加工特性。因此，热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能，是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料。
在一种优选的实施方式中，本发明所述热塑性弹性体为聚氨酯弹性体。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述聚氨酯弹性体选自芳香族聚氨酯、脂肪族聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1060-1150kg/cm3。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1120kg/cm3。
空心填充物
在一种优选的实施方式中，本发明所述空心填充物为空心玻璃微珠。
在一种优选的实施方式中，本发明所述空心玻璃微珠的密度为0.2-0.7g/cm3。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述空心玻璃微珠的密度为0.3-0.4g/cm3。
本发明所述空心玻璃微珠可通过商购得到，厂家包括但不限于中科华星新材料有限公司，牌号为C30。
表面处理剂
本发明所述表面处理剂是指对材料的表面进行某种处理以达到特定的目的时所使用的试剂。
在一种优选的实施方式中，本发明所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
在分子中具有两种以上不同的反应基的有机硅单体,它可以和有机材料与无机材料发生化学键合(偶联)。硅烷偶联剂的化学式为:RSiX3。X表示水解性官能基,它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、金属、SiO2)等发生偶联反应。R表示有机官能基,它可与乙烯基、乙氧基、甲基丙烯酸基、氨基、巯基等有机基以及无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应。
能改善玻璃微珠和树脂的粘合性能，大大增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著。在玻璃微珠中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中。能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能。
硅烷偶联剂的用途为无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶粘剂、研磨材料(磨石)及其它的表面处理剂。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.1-1.5)。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.6。
加工助剂
在一种优选的实施方式中，本发明所述加工助剂选自PE蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述加工助剂为硅酮。
本发明所述硅酮的添加，可有效提高改善加工性能，提高混料速率；明显降低摩擦系数，提高爽滑性，减少加工能耗，提高生产效率，延长设备加工使用寿命。还具有良好的稳定性和迁移性，有效提高塑料的熔融速率和变形性，降低粘度改善塑化，防止熔体裂爆，提高塑料制品表面的光滑感、光泽度、触感和耐磨性、耐腐蚀性、耐老化性，增加伸长率和悬梁冲击强度。
发泡母粒
本发明所述发泡剂就是使对象物质成孔的物质，它可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类。化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物；物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的；发泡剂均具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成气泡，再由单个气泡组成泡沫。
化学发泡剂分解法工艺简单，易于操作，主要是利用发泡剂热分解进行反应从而产生气体，在发泡材料内部形成多孔结构。
在一种优选的实施方式中，本发明所述发泡母粒的制备原料，按重量份计，至少包括：基体树脂20-40份、发泡剂45-65份、活化剂0.1-1份、交联剂0.05-1份、成核剂0.2-1.5份、调节剂0.05-1份。
在一种优选的实施方式中，本发明所述发泡母粒的制备原料，按重量份计，至少包括：基体树脂30份、发泡剂50份、活化剂0.2份、交联剂0.1份、成核剂0.5份、调节剂0.1份。
在一种优选的实施方式中，所述基体树脂为聚醚型聚氨酯弹性体。
在一种优选的实施方式中，所述发泡剂为偶氮类化合物和/或碳酸氢盐。
在一种更优选的实施方式中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的组合，其中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量比为1：(0.2-1)。
在一种最优选的实施方式中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的组合，其中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量比为1：0.5。
在一种优选的实施方式中，所述活化剂选自氧化锌、硼砂、硬脂酸锌、明矾中的一种或多种。
在一种最优选的实施方式中，所述活化剂为硬脂酸锌。
所述成核剂选自氧化钙、滑石粉、二氧化硅中的一种或多种。
优选的，所述成核剂为滑石粉。
所述调节剂选自羧酸甲酯、聚丙烯酸酯、硅氧烷中的一种或多种。
优选的，所述调节剂为羧酸甲酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯或者过氧化氢二异丙苯。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
本发明对发泡母粒的制备方法不作限制，可采用本领域技术人员熟知的方法制备得到。
例如，所述发泡母粒的制备方法为：将基体树脂、发泡剂、活化剂、交联剂、成核剂、调节剂，在混合机中高速混合，放入双螺杆挤出机内挤出，温度为135℃、主螺杆转速为30r/min，即得。
本发明提供了轻质热塑性弹性体及其制备方法，通过选择聚氨酯弹性体为热塑性弹性体，尤其是选择聚醚型聚氨酯弹性体与一定比例的空心填充物复配，可以得到轻质的热塑性弹性体；本发明得到的弹性体密度可以达到0.3g/cm3，相比于现有技术，具有先进的实质性进步，经分析，其可能存在的原因是：
1、本发明采用了特殊的发泡剂，本发明在添加发泡剂之前首先将发泡剂与基体树脂混合制备成发泡母粒，制备弹性体发泡制品时只需将此母粒与聚氨酯弹性体颗粒简单混合即可制得发泡制品，生产过程简单、环保、效率高，避免了现有技术中直接使用发泡剂带来的工业危险。
2、本发明制备发泡母粒时采用的发泡剂为偶氮类化合物和碳酸氢盐的组合，解决了单独使用偶氮类化合物作为发泡剂时，因分解时温度高、分解速度很快，造成发泡材料溶体内局部温度过高，导致溶体内局部粘度的问题；而且采用吸热的无机发泡剂碳酸氢钠和放热的有机发泡剂偶氮二甲酰胺按适当的比例进行复配，使发泡剂分解反应过程中吸收和放出的热量尽可能平衡，保证发泡剂分解时原料熔体粘度的稳定，从而使发泡的泡孔更加均匀和稳定，同时兼具更大的发泡孔隙率，进一步提高了发泡的均匀性和稳定性。
3、本发明还采用空心玻璃微珠充当成核剂，与上述发泡母粒的添加具有协同作用，可改善聚氨酯弹性体发泡过程的泡孔成核过程，从而制得泡孔结构完好、泡孔尺寸小、开孔率低的发泡材料。
4、本发明在制备轻质热塑性弹性体时，采用了分步添加空心填充物的制备方法，尤其是首先将聚氨酯弹性体与部分空心填充物以及其他助剂采用密炼的方式混合，其次还将剩余的空心填充物分批次与上述混合物进行混炼，一方面解决了空心填充物质量轻，与弹性体混合不均匀的问题，避免了现场混料时的粉尘飞扬，另一方面提高了弹性体的发泡效果，得到密度小的弹性体。
5、本发明还选择了含有特殊官能团的硅烷偶联剂，可改善无机填料与有机树脂相容性，提高复合材料的抗张强度和撕裂强度，改善加工流变性，提高表面光洁度；采用抗氧剂，可以延缓或抑制弹性体氧化过程的进行，从而阻止弹性体的老化并延长其使用寿命；采用润滑剂，可以使弹性体在加工过程中改善弹性体的流动性和制品的脱模性，提高材料的加工性能。
本发明的第二个方面提供了轻质热塑性弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、40-60％的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为160-190℃下密炼15-30min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入双螺杆机中进行混炼，其中在140-200℃下分批次加入15-30％的空心填充物和余量的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
在一种优选的实施方式中，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、百分之五十的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为160-190℃下密炼15-30min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入混炼机中进行混炼，其混炼分为12个温度阶段，其温度分别为150℃、190℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃、180℃、180℃、170℃、170℃、170℃，其中在第六温度阶段中加入百分之三十的空心填充物，在第八温度阶段加入百分之二十的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
在一种优选的实施方式中，步骤(1)中的压力为0.5Mpa，转速为32rpm。
有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，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。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，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。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，所述提取物的提取方法均为常规的提取方法。
实施例1
提供了轻质热塑性弹性体，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：抗氧剂0.3份、热塑性弹性体72.1份、空心填充物20份、表面处理剂0.6份、加工助剂2份、发泡母粒4份。
所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配，其中2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1：1.9。
所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1120kg/cm3。
所述空心填充物为空心玻璃微珠。
所述空心玻璃微珠可通过商购得到，厂家包括但不限于中科华星新材料有限公司，牌号为C30。
所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.6。
所述加工助剂为硅酮。
所述发泡母粒的制备原料，按重量份计，包括：基体树脂30份、发泡剂50份、活化剂0.2份、交联剂0.1份、成核剂0.5份、调节剂0.1份。
所述基体树脂为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的组合，其中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量比为1：0.5。
所述活化剂为硬脂酸锌。
所述调节剂为羧酸甲酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
所述成核剂为滑石粉。
发泡母粒的制备方法为：将基体树脂、发泡剂、活化剂、交联剂、成核剂、调节剂，在混合机中高速混合，放入双螺杆挤出机内挤出，温度为135℃、主螺杆转速为30r/min，即得。
轻质热塑性弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、百分之五十的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为180℃下密炼20min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入混炼机中进行混炼，其混炼分为12个温度阶段，其温度分别为150℃、190℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃、180℃、180℃、170℃、170℃、170℃，其中在第六温度阶段中加入百分之三十的空心填充物，在第八温度阶段加入百分之二十的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，即得。
步骤(1)中的压力为0.5Mpa，转速为32rpm。
实施例2
提供了轻质热塑性弹性体，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：抗氧剂0.1份、热塑性弹性体40份、空心填充物5份、表面处理剂0.1份、加工助剂1份、发泡剂1份。
所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配，其中2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1：1.9。
所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1120kg/cm3。
所述空心填充物为空心玻璃微珠。
所述空心玻璃微珠可通过商购得到，厂家包括但不限于中科华星新材料有限公司，牌号为C30。
所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.6。
所述加工助剂为硅酮。
所述发泡母粒的制备原料，按重量份计，包括：基体树脂30份、发泡剂50份、活化剂0.2份、交联剂0.1份、成核剂0.5份、调节剂0.1份。
所述基体树脂为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的组合，其中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量比为1：0.5。
所述活化剂为硬脂酸锌。
所述调节剂为羧酸甲酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
所述成核剂为滑石粉。
发泡母粒的制备方法为：将基体树脂、发泡剂、活化剂、交联剂、成核剂、调节剂，在混合机中高速混合，放入双螺杆挤出机内挤出，温度为135℃、主螺杆转速为30r/min，即得。
轻质热塑性弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、百分之五十的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为180℃下密炼20min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入混炼机中进行混炼，其混炼分为12个温度阶段，其温度分别为150℃、190℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃、180℃、180℃、170℃、170℃、170℃，其中在第六温度阶段中加入百分之三十的空心填充物，在第八温度阶段加入百分之二十的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，即得。
步骤(1)中的压力为0.5Mpa，转速为32rpm。
实施例3
提供了轻质热塑性弹性体，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：抗氧剂0.5份、热塑性弹性体80份、空心填充物50份、表面处理剂3份、加工助剂5份、发泡剂10份。
所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配，其中2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和三[2.4二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1：1.9。
所述聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1120kg/cm3。
所述空心填充物为空心玻璃微珠。
所述空心玻璃微珠可通过商购得到，厂家包括但不限于中科华星新材料有限公司，牌号为C30。
所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.6。
所述加工助剂为硅酮。
所述发泡母粒的制备原料，按重量份计，包括：基体树脂30份、发泡剂50份、活化剂0.2份、交联剂0.1份、成核剂0.5份、调节剂0.1份。
所述基体树脂为聚醚型聚氨酯弹性体。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的组合，其中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量比为1：0.5。
所述活化剂为硬脂酸锌。
所述调节剂为羧酸甲酯。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
所述成核剂为滑石粉。
发泡母粒的制备方法为：将基体树脂、发泡剂、活化剂、交联剂、成核剂、调节剂，在混合机中高速混合，放入双螺杆挤出机内挤出，温度为135℃、主螺杆转速为30r/min，即得。
轻质热塑性弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、百分之五十的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为180℃下密炼20min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入混炼机中进行混炼，其混炼分为12个温度阶段，其温度分别为150℃、190℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃、180℃、180℃、170℃、170℃、170℃，其中在第六温度阶段中加入百分之三十的空心填充物，在第八温度阶段加入百分之二十的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，即得。
步骤(1)中的压力为0.5Mpa，转速为32rpm。
实施例4
与实施例1类似，不同之处在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
实施例5
与实施例1类似，不同之处在于，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
实施例6
与实施例1类似，不同之处在于，所述聚醚型聚氨酯弹性体的密度为1.22g/cm3，购买厂家为德国巴斯夫E695a。
实施例7
与实施例1类似，不同之处在于，所述发泡母粒为0份。
性能评价
采用DIN磨耗实验机按照GB9867-2008测试DIN磨耗(mm3)，并测定实施例1-7所制备的轻质热塑性弹性体的密度(g/cm3)。
其结果如下表1所示。
表1测试结果
DIN磨耗(mm<sup>3</sup>) 密度(g/cm<sup>3</sup>)
实施例1 27.23 0.3
实施例2 26.53 0.35
实施例3 26.30 0.4
实施例4 23.36 0.9
实施例5 25.21 0.70
实施例6 24.65 0.82
实施例7 20.12 1.1
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种轻质热塑性弹性体，其特征在于，按重量份计，制备原料至少包括：抗氧剂0.1-0.5份、热塑性弹性体40-80份、空心填充物5-50份、表面处理剂0.1-3份、加工助剂1-5份、发泡母粒0-10份。
2.根据权利要求1所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述热塑性弹性体为聚氨酯弹性体。
4.根据权利要求3所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述聚氨酯弹性体选自芳香族聚氨酯、脂肪族聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述空心填充物为空心玻璃微珠。
6.根据权利要求5所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述空心玻璃微珠的密度为0.2-0.7g/cm3。
7.根据权利要求1所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
8.根据权利要求7所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的轻质热塑性弹性体，其特征在于，所述加工助剂选自PE蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的轻质热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)将热塑性弹性体、抗氧剂、40-60％的空心填充物、表面处理剂、加工助剂混合，在温度为160-190℃下密炼15-30min，得到混合物1；
(2)将混合物1投入双螺杆机中进行混炼，其中在140-200℃下分批次加入15-30％的空心填充物和余量的空心填充物，得到混合物2；
(3)将混合物2投入单螺杆造粒中进行造粒，得到混合物3；
(4)将混合物3与发泡母粒混合均匀，即得。
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