CN112679742B - 一种sebs接枝共聚物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及接枝共聚物领域,具体公开了一种SEBS接枝共聚物的制备方法。其制备方法包括以下步骤:称取所需原料,将SEBS和用于SEBS接枝GMA的引发剂加入溶剂中加热,搅拌混合后加入GMA、用于SEBS接枝GMA的润滑剂和用于SEBS接枝GMA的抗氧剂,继续搅拌混合,加热反应后得到混合物A;将混合物A和用于混合物A接枝TPU的引发剂加热,搅拌混合后加入TPU、用于混合物A接枝TPU的润滑剂和用于混合物A接枝TPU的抗氧剂,继续搅拌混合,加热反应后得到混合物B;将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,经过过滤、提纯,得到GMA‑SEBS‑TPU成品。本申请制备的SEBS接枝共聚物可用作相容剂,其具有改善SEBS接枝共聚物支链不稳定,导致相容和增韧效果不佳的缺陷的优点。
Description
技术领域
本申请涉及接枝共聚物领域,更具体地说,它涉及一种新型SEBS接枝共聚物的制备方法。
背景技术
氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)是一种以聚苯乙烯为末端,以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。 SEBS通过对SBS分子中橡胶段聚丁二烯不饱和双键的选择性加氢而制得,是一种多用途的新型热塑性弹性体,由于不含不饱和双键,SEBS具有良好的稳定性和耐老化性。
SEBS在常温下具有橡胶的高弹性,在高温下具有树脂的流动性,因其优异的耐氧化、耐紫外线、耐磨性等性能,常用作其他聚合物材料尤其是橡胶材料的增韧剂。但由于SEBS的分子链上不含极性基团或反应性基团,与极性材料的相容性较差,在用作极性材料的增韧剂时改性效果不佳,需要加入相容剂进行共混改性。
为了对SEBS分子赋予极性,使其能够与极性材料相容,从而对极性材料进行增韧改性,目前常见的方法是对SEBS进行接枝改性。其中最常用的接枝官能团单体为马来酸酐,将SEBS、MAH以及引发剂均匀混合后混炼得到接枝产物,经过滤、纯化后得到产物SEBS-g-MAH。但SEBS接枝的马来酸酐不稳定,易水解,从而影响聚合物材料的性能。
发明内容
为了改善SEBS接枝共聚物支链不稳定,导致相容和增韧效果不佳的缺陷,本申请提供一种新型SEBS接枝共聚物的制备方法。
本申请提供的一种新型SEBS接枝共聚物的制备方法,采用如下的技术方案:
一种新型SEBS接枝共聚物的制备方法,包括以下步骤:
取180-200质量份的SEBS、8-12质量份的TPU、18-20质量份的GMA、2-3.5 质量份的引发剂、0.4-1.2质量份的润滑剂和0.8-1.8质量份的抗氧剂作为原料;
S1、称取1.2-2.2质量份用于SEBS接枝GMA的引发剂、0.3-0.8质量份用于SEBS 接枝GMA的润滑剂和0.5-1.1质量份用于SEBS接枝GMA的抗氧剂;
将SEBS和用于SEBS接枝GMA的引发剂加入溶剂中,加热到70-85℃,搅拌混合8-10min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的润滑剂和用于SEBS接枝 GMA的抗氧剂,继续搅拌混合10-15min,加热到80-120℃反应3-6h,得到混合物A;
S2、称取0.8-1.3质量份用于混合物A接枝TPU的引发剂、0.1-0.4质量份用于混合物A接枝TPU的润滑剂、0.3-0.7质量份用于混合物A接枝TPU的抗氧剂;将混合物A和用于混合物A接枝TPU的引发剂加热到75-90℃,搅拌混合 6-8min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的润滑剂和用于混合物A接枝TPU 的抗氧剂,继续搅拌混合12-18min,加热到90-140℃反应2-5h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
通过采用上述技术方案,向SEBS中加入引发剂和GMA时,引发剂生成的自由基夺取SEBS分子链上的氢,形成大分子自由基,从而引发接枝反应; GMA分子链上的碳碳双键在接枝过程中与大分子自由基反应,从而生成了 SEBS-g-GMA,GMA分子链上的环氧基团有较高的反应活性,能够与极性材料中的羧基、氨基等基团反应,起到反应性增容的效果;
向SEBS中加入引发剂和TPU时,引发剂生成的自由基夺取SEBS分子链上的氢,形成大分子自由基,从而引发接枝反应;TPU分子链上的异氰酸基在接枝过程中与大分子自由基反应,从而生成了SEBS-g-TPU,TPU分子链上的羟基和异氰酸基有较高的反应活性,能够与极性材料中的羧基、氨基等基团反应,起到反应性增容的效果;
先将SEBS与GMA接枝,再将得到的物质与TPU接枝,由于GMA产生的空间位阻较小,将GMA先接枝,利于TPU的引入,从而提高SEBS接枝共聚物的接枝率和相容性,最后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出,提纯后得到成品 GMA-SEBS-TPU;
通过向SEBS中加入引发剂、GMA和TPU,将GMA和TPU作为支链分别接枝在SEBS主链上,生成GMA-SEBS-TPU,一方面GMA和TPU的接枝向SEBS 赋予了环氧基团、羟基、异氰酸基等活性基团,为SEBS提供了极性,提高了SEBS的反应性,使得合成的SEBS接枝物具有较高的相容性;另一方面,GMA 和TPU作为支链不易水解,合成的SEBS接枝物可同时作为稳定的增韧剂和相容剂,对极性材料起到改性的作用,改善了SEBS接枝共聚物支链不稳定,导致相容和增韧效果不佳的缺陷;
此外,制备过程中润滑剂的引入能够降低熔体黏度,增加熔体的流动速度,使得SEBS更易与GMA和TPU接枝,形成稳定的SEBS接枝共聚物。
优选的,所述TPU与GMA的质量比为1:(1.8-2.2)。
通过采用上述技术方案,TPU的单体分子链比GMA的单体分子链长,且TPU分子中含有苯环,在接枝过程中产生的空间位阻大,故TPU含量过高时会影响接枝率,从而影响SEBS接枝共聚物的相容性,按照该质量比混合的TPU 与GMA接枝过程中的阻力较小,对接枝率的影响较小。
优选的,所述TPU与GMA的质量比为1:2。
通过采用上述技术方案,在其他原料含量和制备过程相同的情况下,按照该质量比混合的TPU与GMA在SEBS上的接枝效果最佳,得到的SEBS接枝共聚物的相容性最佳。
优选的,所述引发剂与SEBS的质量比为1:(80-90)。
通过采用上述技术方案,当引发剂含量较少时,引发剂分解产生的自由基较少,夺取大分子链上的氢形成的大分子自由基也相应较少,导致接枝率较低;当引发剂含量较高时,引发剂分解产生的自由基过多,易导致SEBS链之间发生副反应或产生GMA或TPU的均聚物,按照该质量比混合的引发剂与SEBS反应时产生的自由基数量适当,得到的SEBS接枝共聚物的接枝率和相容性较高。
优选的,所述引发剂与SEBS的质量比为1:85。
通过采用上述技术方案,在其他原料含量和制备过程相同的情况下,按照该质量比混合的引发剂与SEBS反应时产生的自由基数量最佳,得到的SEBS 接枝共聚物的接枝率和相容性最佳。
优选的,所述引发剂为过氧化二叔丁基。
通过采用上述技术方案,SEBS与TPU和GMA反应时的温度较高,过氧化二叔丁基为高温下活化能较高且半衰期适当的引发剂,在引发SEBS与TPU 和GMA接枝时起到的效果最佳。
优选的,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、固体石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种。
通过采用上述技术方案,乙撑双硬脂酰胺、固体石蜡和聚乙烯蜡对SEBS、 GMA和TPU起到的润滑作用最佳,便于提高SEBS接枝共聚物相容性和稳定性。
优选的,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035和抗氧剂1076中的一种或多种。
通过采用上述技术方案,抗氧剂1010、抗氧剂1035和抗氧剂1076均为稳定性强,且在SEBS中溶解度高的抗氧剂。
优选的,所述溶剂为乙苯或二甲苯。
通过采用上述技术方案,乙苯和二甲苯均为优良的有机溶剂,利于SEBS 与GMA、TPU的接枝。
优选的,所述双螺杆挤出机的转速为190-250r/min。
通过采用上述技术方案,该转速下获得的SEBS接枝共聚物相容性和增韧性最佳。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请的制备方法,通过先将SEBS与GMA接枝,再将得到的物质与TPU 接枝,由于GMA产生的空间位阻较小,将GMA先接枝,利于TPU的引入,从而提高SEBS接枝共聚物的接枝率和相容性,最后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出,提纯后得到成品GMA-SEBS-TPU;向SEBS中加入引发剂、GMA和TPU,将GMA和TPU作为支链分别接枝在SEBS主链上,生成GMA-SEBS-TPU,一方面GMA和TPU的接枝向SEBS赋予了环氧基团、羟基、异氰酸基等活性基团,为SEBS提供了极性,提高了SEBS的反应性,使得合成的SEBS接枝物具有较高的相容性;另一方面,GMA和TPU作为支链不易水解,合成的SEBS接枝物可同时作为稳定的增韧剂和相容剂,对极性材料起到改性的作用,改善了 SEBS接枝共聚物支链不稳定,导致相容和增韧效果不佳的缺陷。
2、本申请中优选采用过氧化二叔丁基作为引发剂,由于过氧化二叔丁基为高温下活化能较高且半衰期适当的引发剂,在引发SEBS与TPU和GMA接枝时起到的效果最佳,获得了提高SEBS接枝共聚物相容性和稳定性的效果。
3、本申请中优选采用乙撑双硬脂酰胺、固体石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种作为润滑剂,对SEBS、GMA和TPU起到的润滑作用最佳,便于提高SEBS 接枝共聚物相容性和稳定性。
具体实施方式
原料来源
若无特殊说明,以下实施例中的原料规格及来源均如下表1所示。
表1原料规格及来源
原料 | 规格 | 来源 |
SEBS | KratonG1652 | 美国壳牌公司 |
TPU | 1180A | 德国巴斯夫公司 |
GMA | H299431 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
过氧化二叔丁基 | B100924 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
乙撑双硬脂酰胺 | P02314 | 上海鼎芬化学科技有限公司 |
固体石蜡 | P18384 | 上海鼎芬化学科技有限公司 |
聚乙烯蜡 | P34224 | 上海鼎芬化学科技有限公司 |
抗氧剂1010 | S67391 | 上海源叶生物科技有限公司 |
抗氧剂1035 | S65385 | 上海源叶生物科技有限公司 |
抗氧剂1076 | B65227 | 上海源叶生物科技有限公司 |
过氧化氢异丙苯 | C109598 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
季戊四醇硬脂酸酯 | P299126 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
聚氯乙烯 | S51649 | 上海源叶生物科技有限公司 |
乙苯 | E808935 | 上海麦克林生化科技有限公司 |
二甲苯 | X112051 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
实施例
实施例1
称取180g SEBS、8gTPU、18gGMA、2g过氧化二叔丁基、0.2g乙撑双硬脂酰胺、 0.1g固体石蜡、0.1g聚乙烯蜡、0.3g抗氧剂1010、0.4g抗氧剂1035和0.1g抗氧剂1076作为原料;
S1、称取1.2g用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基、0.1g用于SEBS接枝 GMA的乙撑双硬脂酰胺、0.1g用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、0.1g用于SEBS 接枝GMA的聚乙烯蜡、0.2g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1010和0.3g用于 SEBS接枝GMA的抗氧剂1035;
将SEBS和用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基加入乙苯溶剂中,加热到85 ℃,搅拌混合8min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的乙撑双硬脂酰胺、用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、用于SEBS接枝GMA的聚乙烯蜡、用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1010和用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1035,继续搅拌混合15min,加热到120℃反应3h,得到混合物A;
S2、称取0.8g用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基、0.1g用于混合物A 接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、0.1g 用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂 1076;
将混合物A和用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基加热到75℃,搅拌混合6min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、用于混合物A 接枝TPU的抗氧剂1010、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和用于混合物 A接枝TPU的抗氧剂1076,继续搅拌混合18min,加热到140℃反应2h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,双螺杆挤出机的转速为190r/min,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
实施例2
称取200g SEBS、12gTPU、20gGMA、3.5g过氧化二叔丁基、0.3g乙撑双硬脂酰胺、0.7g固体石蜡、0.2g聚乙烯蜡、0.5g抗氧剂1010、0.7g抗氧剂1035和0.6g 抗氧剂1076作为原料;
S1、称取2.2g用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基、0.3g用于SEBS接枝 GMA的乙撑双硬脂酰胺、0.3g用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、0.2g用于SEBS 接枝GMA的聚乙烯蜡、0.3g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1010、0.4g用于 SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和0.4g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1076;将SEBS和用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基加入二甲苯溶剂中,加热到 70℃,搅拌混合10min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的乙撑双硬脂酰胺、用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、用于SEBS接枝GMA的聚乙烯蜡、用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1010、用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1076,继续搅拌混合10min,加热到80℃反应6h,得到混合物A;
S2、称取1.3g用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基、0.4g用于混合物A 接枝TPU的固体石蜡、0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、0.3g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076;将混合物A和用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基加热到90℃,搅拌混合8min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的固体石蜡、用于混合物A接枝 TPU的抗氧剂1010、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076,继续搅拌混合12min,加热到90℃反应5h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,双螺杆挤出机的转速为250r/min,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
实施例3
称取176g SEBS、11gTPU、19.8gGMA、2.2g过氧化二叔丁基、0.3g乙撑双硬脂酰胺、0.3g固体石蜡、0.2g聚乙烯蜡、0.3g抗氧剂1010、0.4g抗氧剂1035和0.4g 抗氧剂1076作为原料;
S1、称取1.3g用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基、0.2g用于SEBS接枝 GMA的乙撑双硬脂酰胺、0.2g用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、0.1g用于SEBS 接枝GMA的聚乙烯蜡、0.2g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1010、0.2g用于 SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和0.3g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1076;将SEBS和用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基加入乙苯溶剂中,加热到80 ℃,搅拌混合9min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的乙撑双硬脂酰胺、用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、用于SEBS接枝GMA的聚乙烯蜡、用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1010、用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1076,继续搅拌混合12min,加热到90℃反应4h,得到混合物A;
S2、称取0.9g用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基、0.1g用于混合物A 接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、0.1g用于混合物A接枝TPU的固体石蜡、0.1g 用于混合物A接枝TPU的聚乙烯蜡、0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、 0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076;
将混合物A和用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基加热到85℃,搅拌混合7min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、用于混合物A 接枝TPU的固体石蜡、用于混合物A接枝TPU的聚乙烯蜡、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和用于混合物A 接枝TPU的抗氧剂1076,继续搅拌混合15min,加热到120℃反应3h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,双螺杆挤出机的转速为200r/min,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
实施例4
称取189g SEBS、8.5gTPU、18.7gGMA、2.1g过氧化二叔丁基、0.2g乙撑双硬脂酰胺、0.3g固体石蜡、0.5g聚乙烯蜡、0.3g抗氧剂1010、0.5g抗氧剂1035和 0.5g抗氧剂1076作为原料;
S1、称取1.2g用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基、0.1g用于SEBS接枝 GMA的乙撑双硬脂酰胺、0.2g用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、0.3g用于SEBS 接枝GMA的聚乙烯蜡、0.2g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1010、0.3g用于 SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和0.3g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1076;将SEBS和用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基加入二甲苯溶剂中,加热到 82℃,搅拌混合10min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的乙撑双硬脂酰胺、用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、用于SEBS接枝GMA的聚乙烯蜡、用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1010、用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1076,继续搅拌混合13min,加热到100℃反应5h,得到混合物A;
S2、称取0.9g用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基、0.1g用于混合物A 接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、0.1g用于混合物A接枝TPU的固体石蜡、0.2g 用于混合物A接枝TPU的聚乙烯蜡、0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、 0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076;
将混合物A和用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基加热到80℃,搅拌混合6min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的乙撑双硬脂酰胺、用于混合物A 接枝TPU的固体石蜡、用于混合物A接枝TPU的聚乙烯蜡、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和用于混合物A 接枝TPU的抗氧剂1076,继续搅拌混合16min,加热到130℃反应4h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,双螺杆挤出机的转速为220r/min,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
实施例5
称取187g SEBS、9.5gTPU、19gGMA、2.2g过氧化二叔丁基、0.2g乙撑双硬脂酰胺、0.3g固体石蜡、0.4g聚乙烯蜡、0.3g抗氧剂1010、0.5g抗氧剂1035和0.5g 抗氧剂1076作为原料;
S1、称取1.4g用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基、0.2g用于SEBS接枝 GMA的乙撑双硬脂酰胺、0.2g用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、0.2g用于SEBS 接枝GMA的聚乙烯蜡、0.2g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1010、0.3g用于 SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和0.3g用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1076;将SEBS和用于SEBS接枝GMA的过氧化二叔丁基加入乙苯溶剂中,加热到82 ℃,搅拌混合9min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的乙撑双硬脂酰胺、用于SEBS接枝GMA的固体石蜡、用于SEBS接枝GMA的聚乙烯蜡、用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1010、用于SEBS接枝GMA的抗氧剂1035和用于SEBS 接枝GMA的抗氧剂1076,继续搅拌混合14min,加热到100℃反应5h,得到混合物A;
S2、称取0.8g用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基、0.1g用于混合物A 接枝TPU的固体石蜡、0.2g用于混合物A接枝TPU的聚乙烯蜡、0.1g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1035和 0.2g用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076;
将混合物A和用于混合物A接枝TPU的过氧化二叔丁基加热到87℃,搅拌混合6min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的固体石蜡、用于混合物A接枝 TPU的聚乙烯蜡、用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1010、用于混合物A接枝 TPU的抗氧剂1035和用于混合物A接枝TPU的抗氧剂1076,继续搅拌混合 16min,加热到130℃反应4h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,双螺杆挤出机的转速为210r/min,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
实施例6-7
实施例6-7与实施例5的区别在于,原料中过氧化二叔丁基与SEBS的配比不同,具体见下表:
表2实施例6-7
实施例 | 过氧化二叔丁基用量/g | SEBS用量/g |
实施例6 | 2 | 174 |
实施例7 | 2.3 | 188.6 |
实施例8-9
实施例8-9与实施例5的区别在于,原料中GMA与TPU的配比不同,具体见下表:
表3实施例8-9
实施例 | GMA用量/g | TPU用量/g |
实施例8 | 19 | 10 |
实施例9 | 18.9 | 11 |
实施例10
实施例10与实施例5的区别在于,选用同样质量的异丙苯过氧化氢代替过氧化二叔丁基作为引发剂。
实施例11
实施例11与实施例5的区别在于,选用同样质量的季戊四醇硬脂酸酯作为润滑剂。
实施例12-13
实施例12-13与实施例5的区别在于,双螺杆挤出机设定的转速不同,具体见下表:
表4实施例12-13
实施例 | 双螺杆挤出机转速/r·min<sup>-1</sup> |
实施例12 | 160 |
实施例13 | 270 |
对比例
对比例1
对比例1为美国科腾公司购买的SEBS-g-MAH,牌号为FG1901。
对比例2
对比例2为上海鼎芬化学科技有限公司购买的PE-g-MAH,牌号为P35025。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对实施例和对比例进行性能检测,其试验方法如下:
分别称取20g实施例1-13和对比例1-2中得到的相容剂,加入80g聚氯乙烯中,搅拌混合均匀后,加入双螺杆挤出机中进行共混挤出,得到复合材料。其中,实施例1-13制得的复合材料为PVC/GMA-SEBS-TPU,对比例1制得的复合材料为 PVC/SEBS-g-MAH,对比例2制得的复合材料为PVC/PE-g-MAH。
分别对上述步骤中制得的复合材料进行下列测试:
1、悬臂梁缺口冲击强度测试:采用德国Zwick公司的HIT25P型摆锤冲击试验机按GB/T1843—2008测试,试样按照ISO2818:1994机加工方法制备A型缺口。
2、拉伸屈服应力和断裂拉伸应变测试:采用德国Zwick公司的Z005型杨氏模量测量仪按GB/T1040.2—2006测试。
3、弯曲强度测试:采用德国Zwick公司的Z020型万能力学试验机按 GB/T9341—2008测试。
实施例1-5的结果检测见表5。
表5实施例1-5性能检测结果
实施例检测项 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
悬臂梁缺口冲击强度/kJ·m<sup>-2</sup> | 16.3 | 16.7 | 17.4 | 17.2 | 18.1 |
拉伸屈服应力/Mpa | 57.1 | 56.8 | 57.4 | 57.5 | 58.7 |
断裂拉伸应变/% | 43 | 42 | 44 | 45 | 48 |
弯曲强度/MPa | 65.6 | 64.1 | 67.1 | 66.7 | 68.5 |
实施例6-9的结果检测见表6。
表6实施例6-9性能检测结果
实施例检测项 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 |
悬臂梁缺口冲击强度/kJ·m<sup>-2</sup> | 17.6 | 17.7 | 17.5 | 17.8 |
拉伸屈服应力/Mpa | 57.8 | 57.9 | 57.8 | 58.1 |
断裂拉伸应变/% | 46 | 45 | 47 | 46 |
弯曲强度/MPa | 67.3 | 67.4 | 67.1 | 67.6 |
实施例10-13的结果检测见表7。
表7实施例10-13性能检测结果
对比例1-2的结果检测见表8。
表8对比例1-2性能检测结果
对比例检测项 | 对比例1 | 对比例2 |
悬臂梁缺口冲击强度/kJ·m<sup>-2</sup> | 12.3 | 13.7 |
拉伸屈服应力/Mpa | 37.1 | 39.8 |
断裂拉伸应变/% | 37 | 35 |
弯曲强度/MPa | 35.6 | 40.1 |
结合实施例1-4并结合表5可以看出,实施例3和实施例4优于实施例1和实施例2,因此当TPU与GMA的质量比为1:(1.8-2.2)时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性较优;当过氧化二叔丁基与SEBS的质量比为1:(80-90) 时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性较优。
结合实施例3-4和实施例6-7并结合表5-6可以看出,实施例6和实施例 7优于实施例3和实施例4,因此当TPU与GMA的质量比为1:2时,制得的SEBS 接枝共聚物的增韧性和相容性最佳。
结合实施例3-4和实施例8-9并结合表5-6可以看出,实施例8和实施例 9优于实施例3和实施例4,因此当过氧化二叔丁基与SEBS的质量比为1:85时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性最佳。
结合实施例1-9并结合表5-6可以看出,实施例5为最优实施例,因此当 TPU与GMA的质量比为1:2,且过氧化二叔丁基与SEBS的质量比为1:85时,得到最优方案。
结合实施例5和实施例10并结合表5和表7可以看出,当采用过氧化二叔丁基作为引发剂时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性最优。
结合实施例5和实施例11并结合表5和表7可以看出,当采用乙撑双硬脂酰胺、固体石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种作为润滑剂时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性最佳。
结合实施例5和实施例12-13并结合表5和表7可以看出,当双螺杆挤出机的转速在190-250r/min范围内时,制得的SEBS接枝共聚物的增韧性和相容性最佳。
结合实施例1-13和对比例1-2并结合表5-8可以看出,GMA-SEBS-TPU 作为相容剂时,其相容和增韧效果优于SEBS-g-MAH和PE-g-MAH,说明GMA-SEBS-TPU通过在SEBS上引入极性基团,改善了SEBS接枝共聚物支链不稳定,导致相容和增韧效果不佳的缺陷。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
取180-200质量份的SEBS、8-12质量份的TPU、18-20质量份的GMA、2-3.5质量份的引发剂、0.4-1.2质量份的润滑剂和0.8-1.8质量份的抗氧剂作为原料;
S1、称取1.2-2.2质量份用于SEBS接枝GMA的引发剂、0.3-0.8质量份用于SEBS接枝GMA的润滑剂和0.5-1.1质量份用于SEBS接枝GMA的抗氧剂;
将SEBS和用于SEBS接枝GMA的引发剂加入溶剂中,加热到70-85°C,搅拌混合8-10min,加入GMA、用于SEBS接枝GMA的润滑剂和用于SEBS接枝GMA的抗氧剂,继续搅拌混合10-15min,加热到80-120°C反应3-6h,得到混合物A;
S2、称取0.8-1.3质量份用于混合物A接枝TPU的引发剂、0.1-0.4质量份用于混合物A接枝TPU的润滑剂、0.3-0.7质量份用于混合物A接枝TPU的抗氧剂;
将混合物A和用于混合物A接枝TPU的引发剂加热到75-90°C,搅拌混合6-8min,加入TPU、用于混合物A接枝TPU的润滑剂和用于混合物A接枝TPU的抗氧剂,继续搅拌混合12-18min,加热到90-140°C反应2-5h,得到混合物B;
S3、将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、冷却、造粒,经过过滤、提纯,得到GMA-SEBS-TPU成品。
2.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述TPU与GMA的质量比为1:(1.8-2.2)。
3.根据权利要求2所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述TPU与GMA的质量比为1:2。
4.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述引发剂总量与SEBS的质量比为1:(80-90),所述引发剂总量指用于SEBS接枝GMA的引发剂和用于混合物A接枝TPU的引发剂的总量。
5.根据权利要求4所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述引发剂总量与SEBS的质量比为1:85。
6.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述引发剂为过氧化二叔丁基。
7.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、固体石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035和抗氧剂1076中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述溶剂为乙苯或二甲苯。
10.根据权利要求1所述的一种SEBS接枝共聚物的制备方法,其特征在于:所述双螺杆挤出机的转速为190-250r/min。
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