CN113583377A - 一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，涉及一种弹性体组合物及其制备方法，本发明将SEBS热塑性弹性体进行充油，即将SEBS与白油以1:0.5的质量比，在高速混合机中进行混合5‑20分钟，取出后将混入白油的SEBS静置24小时以上，使SEBS充分溶胀；将充油的SEBS与乙烯‑辛烯嵌段共聚物（OBC）以100:0‑60:40的质量比，配合质量比为0%‑5%的POE‑g‑MAH作为相容剂，混合均匀后，采用双螺杆挤出机进行两次熔融共混，加工温度设置为210℃。本发明能够有效的改善SEBS的力学性能，包括改善拉伸强度和断裂伸长率。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹性体组合物及其制备方法，特别是涉及一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，进一步表示为一种改善苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）热塑性弹性体材料力学性能的弹性体组合物及其制备方法。
背景技术
苯乙烯类热塑性弹性体（SEBS）是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，是由热塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）中丁二烯加氢催化得到新型热塑性弹性体。SEBS分子是由硬段和软段组成，分子两端为聚苯乙烯塑料段（PS）构成的硬段，中间部分为聚乙烯-丁二烯橡胶（EB）构成的软段。在常温下聚苯乙烯链段硬而强，与中间的EB段不相容，呈现出相分离结构；同时，聚苯乙烯链段通过范德华引力形成相区，分散于弹性体基体中，并与弹性体构成物理交联的网状结构。这种结构赋予了SEBS较好的耐热性、热稳定性、耐候性，被广泛应用到胶粘剂、密封材料、制鞋业、高聚物改性、医疗器械、电线电缆等领域。
纯SEBS一般不单独作为弹性体材料进行使用。纯SEBS的溶体黏度比较大，加工难度大，在塑料成型加工中不易成型，因此在加工过程中需要进行充油来增加SEBS的可塑性。通常采用其他材料对SEBS基体进行共混改性，一方面增加材料的可塑性，方便加工；另一方面，采用其他材料进行共混改性可以提高SEBS材料的力学性能，包括拉伸强度和断裂伸长率。在共混材料的选择上，通过选择具有和SEBS三嵌段中其中一种或两种嵌段相同的另一种加工性能优异的嵌段共聚物，如乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）或乙烯-丙烯嵌段共聚物，其加入起到调节SEBS网络结构的作用，从而改善其性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，本发明为一种改善苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）热塑性弹性体材料力学性能的弹性体组合物及其制备方法。本发明采用乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）并加入POE-g-MAH作为SEBS/OBC体系的相容剂，相较于其他采用聚烯烃对SEBS的改性材料，能够有效的提高SEBS热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种改善共聚物性能的弹性体组合物，所述组合物各组分按重量分数计算，其组成以下：
SEBS 40-100份；
白油20-100份；
乙烯-辛烯嵌段共聚物0-60份；
相容剂POE-g-MAH 0-7份。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述组成中SEBS为40-100份，优选60-100份；所述的组成中白油20-100份，优选30-50份；所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物0-60份，优选0-40份；所述的组成中相容剂POE-g-MAH0-7份，优选0-5份。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述组成中乙烯-辛烯嵌段共聚物0-40份，优选0-10份。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为Kraton 1651，PS链段平均分子量（Mn）为29×10-3，EB链段平均分子量（Mn）为116×10-3，PS链段的质量分数为32%。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）为InfuseTM9107，密度：0.866 g/cm3，熔融指数：190℃，2.16Kg，1.0 g/10min。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述白油为10#白油，40℃运动粘度9.93mm2/s，100℃运动粘度2.66mm2/s，20℃密度839.8Kg/m3，倾点-37℃，闪点180℃。
所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，所述增容剂POE-g-MAH基体为乙烯-辛烯无规共聚物的一种或几种。
一种改善共聚物性能的弹性体组合物制备方法，所述方法，包括如下制备步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀；
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、相容剂POE-g-MAH按比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物；
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
本发明的优点与效果是：
本发明采用乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）并加入POE-g-MAH作为SEBS/OBC体系的相容剂，相较于其他采用聚烯烃对SEBS的改性材料，能够有效的提高SEBS热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率。
附图说明
图1为对比例和实施例拉伸强度实验对比结果；
图2为对比例和实施例断裂伸长率实验对比结果。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。为了更加清楚的阐述及理解本发明，下面给出实施例进一步阐明本发明的内容，本发明包括但不局限于以下的实施例。
对比例
一种SEBS热塑性弹性体材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 100份，白油50份。
上述SEBS热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照一定比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀。
采用双螺杆挤出机，将步骤（1）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
实施例1
一种SEBS热塑性弹性体改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 90份，白油45份，乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）10份。
上述SEBS热塑性弹性体改性材料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照一定比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使EBS热塑性弹性体充分充油溶胀。
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、按一定比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物。
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
实施例2
一种SEBS热塑性弹性体改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 70份，白油35份，乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）30份。
上述SEBS热塑性弹性体改性材料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照一定比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀。
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、按一定比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物。
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
实施例3
一种SEBS热塑性弹性体改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 60份，白油30份，乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）40份。
上述SEBS热塑性弹性体改性材料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照一定比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀。
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、按一定比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物。
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
实施例4
一种SEBS热塑性弹性体改性材料，包括以下质量份数的原料：SEBS 70份，白油35份，乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）30份，相容剂POE-g-MAH 5份。
上述SEBS热塑性弹性体改性材料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照一定比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀。
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、相容剂POE-g-MAH 5份，按一定比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物。
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
上述对比例与实施例，采用平板硫化机压制成厚度均匀一致的薄片进行测试，测试结果见附图1、图2。测试方法：按照GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定。
测试结果
将对比例与实施例制备的SEBS改性材料进行比较，数据表明，实施例制备所得到得SEBS改性材料的拉伸强度，断裂伸长率得到较大的改善。与对比例相比，实施例1制备的SEBS改性材料的拉伸强度，断裂伸长率分别提高2.3MPa和8.1%；实施例2制备的SEBS改性材料的拉伸强度，断裂伸长率分别提高9.3MPa和77.2%；实施例3制备的SEBS改性材料的拉伸强度，断裂伸长率分别提高11.4MPa和100.8%；实施例4制备的SEBS改性材料的拉伸强度，断裂伸长率分别提高11.7MPa和85.6%。以上数据表明，本发明可以有效改善SEBS热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率。
Claims (8)
1.一种改善共聚物性能的弹性体组合物，其特征在于，所述组合物各组分按重量分数计算，其组成以下：
SEBS 40-100份；
白油20-100份；
乙烯-辛烯嵌段共聚物0-60份；
相容剂POE-g-MAH 0-7份。
2.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述组成中SEBS为40-100份，优选60-100份；所述的组成中白油20-100份，优选30-50份；所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物0-60份，优选0-40份；所述的组成中相容剂POE-g-MAH0-7份，优选0-5份。
3.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述组成中乙烯-辛烯嵌段共聚物0-40份，优选0-10份。
4.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为Kraton 1651，PS链段平均分子量（Mn）为29×10-3，EB链段平均分子量（Mn）为116×10-3，PS链段的质量分数为32%。
5.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）为InfuseTM9107，密度：0.866 g/cm3，熔融指数：190℃，2.16Kg，1.0 g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述白油为10#白油，40℃运动粘度9.93mm2/s，100℃运动粘度2.66mm2/s，20℃密度839.8Kg/m3，倾点-37℃，闪点180℃。
7.根据权利要求1所述的一种改善共聚物性能的弹性体组合物及其制备方法，其特征在于，所述增容剂POE-g-MAH基体为乙烯-辛烯无规共聚物的一种或几种。
8.一种改善共聚物性能的弹性体组合物制备方法，其特征在于，所述方法，包括如下制备步骤：
将SEBS热塑性弹性体与白油按照比例进行混合，在高速混合机中混合5-20分钟，混合均匀后取出静置24小时以上使SEBS热塑性弹性体充分充油溶胀；
将充油后的SEBS热塑性弹性体、乙烯-辛烯嵌段共聚物（OBC）、相容剂POE-g-MAH按比例进行均匀混合，得到SEBS热塑性弹性体混合物；
采用双螺杆挤出机，将步骤（2）中混合好的SEBS热塑性弹性体进行熔融共混，加工温度为190-210℃，转速为20-30rpm。
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