CN114605842B - 一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体及其制备方法 - Google Patents

一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体，包括以下重量份的各组分：SEBS 25～35份；矿物油25～50份；PP 10～25份；相容剂0～5份；矿粉0～30份；抗氧剂0.1～1份；表面触感添加剂1.1～12份；本发明还提供了一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体的制备方法，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能，通过上述方式，本发明获得的弹性体材料不仅流动性高，适用于流长比高的产品设计，同时产品表面触感爽滑不粘手，并且耐刮擦性能优良。

Description

一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体及其制备 方法
技术领域
本发明涉及弹性体材料制备技术领域，特别是涉及一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体及其制备方法。
背景技术
目前市场上用于包胶聚丙烯的弹性体比较常见，比如苯乙烯类弹性体，聚烯烃类弹性体，其中苯乙烯类弹性体中的SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)具有价格低廉、种类丰富、高弹性、硬度调节范围宽、抗氧化和抗紫外性能优异等优势，在市场上被广泛应用。
一般SEBS需要充油后才可以加工使用，高分子量的SEBS能够吸数倍于自身重量的矿物油，在实际使用过程中，充油越多，SEBS越软，同时通过改性可以制成凝胶状邵氏硬度Shore 00到Shore 40D的产品，充油量越高，SEBS流动性也会随之升高，但是表面也会有一定程度的发粘。
市场上有一些应用设计，如一些大的外壳，需要弹性体包覆成型，产品的流长比很高，对热塑性弹性体TPE的流动性要求就非常高，同时还要有一定的硬度、手感和耐刮擦要求。而现有普通的高分子量SEBS充油后注塑这类产品会有填充不良、硬度太低或者表面发粘的问题，无法同时满足具备高流动性、耐刮擦、具有良好触感的弹性使用需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是通过原材料的筛选、配方设计和工艺调整，获得的弹性体材料不仅流动性高，适用于流长比高的产品设计，同时产品表面触感爽滑不粘手，并且耐刮擦性能优良。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体，包括以下重量份的各组分：
优选的，所述SEBS优选为中分子量SEBS，且在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps～3000cps。
优选的，所述SEBS的苯乙烯含量在25％～35％。
优选的，所述矿物油优选为40℃下运动粘度介于40mm2/s与120mm2/s之间，且矿物油的初馏点大于230℃。
优选的，所述PP优选为共聚PP，且所述PP的熔融指数为80g/10min至200g/10min，该熔融指数是根据GB/T3682-2000标准、在230℃、2.16kg载荷条件下进行测定得到的。
优选的，所述相容剂优选为马来酸酐接枝PP，且接枝率介于0.5％到1.2％之间，所述马来酸酐接枝PP的熔融指数大于100g/10min，该熔融指数是根据GB/T3682-2000标准、在190℃、2.16kg载荷条件下进行测定得到的。
优选的，所述矿粉优选为碳酸钙或者滑石粉，且粒径在500目～3000目之间。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂IRGASTAB FS042中的任意一种或者组合。
优选的，所述表面触感添加剂为硅/丙烯酸共聚树脂和聚酯接枝聚硅氧烷的组合，其中两者各自的重量份分别是：
硅/丙烯酸共聚树脂 1～10份；
聚酯接枝聚硅氧烷 0.1～2份
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)将SEBS、矿物油、PP、相容剂、矿粉、抗氧剂、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷按照上述组分进行混合，得到混合物；
(2)将第(1)步获得的混合物加入到挤出机中，在180～220℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒；
(3)将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
本发明的有益效果是：
本发明针对现有TPE使用性能有限的技术弊端，通过筛选出合适的SEBS、矿物油、PP、矿粉、相容剂、抗氧剂和表面触感添加剂等原料，进一步结合制备方法的调整进行造粒，通过注塑机制备样品，最后通过熔融指数仪、硬度计、力学性能测试仪器测试弹性材料的流动性和机械性能，同时通过多组对比例的对比分析，获得的产品硬度50A以上，熔融指数35g/10min(200℃/2.16Kg)以上，其流动性高，产品表面触感爽滑、不粘手，而且耐刮擦性能优良，可以很好的满足流长比高、外感和触感要求高的产品设计需求，具有较好的市场推广技术价值。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：
SEBS 25份，矿物油32份，PP 11份，马来酸酐接枝PP 2份，碳酸钙矿粉28份，硅/丙烯酸共聚树脂1份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂168 0.15份。
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度60mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为0.8％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min，碳酸钙矿粉的粒径800目。
将上述重量的SEBS、矿物油、PP、马来酸酐接枝PP、碳酸钙矿粉、抗氧剂168、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷进行混合，得到混合物；接着将获得的混合物加入到挤出机中，在200℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
实施例2：
SEBS 25份，矿物油29份，PP 14份，马来酸酐接枝PP 2份，碳酸钙矿粉25份，硅/丙烯酸共聚树脂4份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂168 0.15份。
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为1.0％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min，碳酸钙矿粉的粒径1000目。
将上述重量的SEBS、矿物油、PP、马来酸酐接枝PP、碳酸钙矿粉、抗氧剂168、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷进行混合，得到混合物；接着将获得的混合物加入到挤出机中，在200℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
实施例3：
SEBS 25份，矿物油34份，PP 19份，马来酸酐接枝PP 2份，滑石粉矿粉15份，硅/丙烯酸共聚树脂5份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂1010 0.15份；
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为1.0％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min，滑石粉矿粉的粒径1000目。
将上述重量的SEBS、矿物油、PP、马来酸酐接枝PP、滑石粉矿粉、抗氧剂1010、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷进行混合，得到混合物；接着将获得的混合物加入到挤出机中，在200℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
实施例4：
SEBS 30份，矿物油36份，PP 11份，马来酸酐接枝PP 2份，碳酸钙矿粉13份，硅/丙烯酸共聚树脂10份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂168 0.15份；
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度120mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为1.2％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min，碳酸钙矿粉的粒径3000目。
将上述重量的SEBS、矿物油、PP、马来酸酐接枝PP、碳酸钙矿粉、抗氧剂168、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷进行混合，得到混合物；接着将获得的混合物加入到挤出机中，在200℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
实施例5：
SEBS 35份，矿物油42份，PP 19份，马来酸酐接枝PP 2份，硅/丙烯酸共聚树脂5份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂IRGASTAB FS042 0.15份；
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为0.8％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min。
将上述重量的SEBS、矿物油、PP、马来酸酐接枝PP、抗氧剂IRGASTAB FS042、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷进行混合，得到混合物；接着将获得的混合物加入到挤出机中，在200℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒，将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
为了更清楚的体现本发明的产品效果，同步提供了四组对比例：
对比例1：
SEBS 25份，矿物油32份，PP 11份，马来酸酐接枝PP 2份，碳酸钙矿粉28份，抗氧剂IRGASTAB FS042 0.15份；
其中SEBS为中分子量SEBS，在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为0.8％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min。
对比例2：
SEBS 25份，矿物油32份，PP 19份(包括12份熔融指数100g/10min的PP和7份熔融指数1100g/min的PP)，马来酸酐接枝PP 2份，滑石粉矿粉20份，硅/丙烯酸共聚树脂5份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂1010 0.15份；
其中SEBS为高分子量SEBS，在25℃下10wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP分为两种，一种为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min，一种为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为1100g/10min，马来酸酐接枝PP的接枝率为1.0％，在190℃、2.16kg载荷条件下测得的熔融指数大于100g/10min，滑石粉矿粉的粒径1000目。
对比例3：
SEBS 30份，矿物油45份，PP 20份，硅/丙烯酸共聚树脂5份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份，抗氧剂1010 0.15份；
其中SEBS为高分子量SEBS，在25℃下10wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为100g/10min。
对比例4：
SEBS 35份，矿物油56份，PP 6.5份，抗氧剂IRGASTAB FS042 0.15份；
其中SEBS为高分子量SEBS，在25℃下10wt％甲苯溶液粘度为2000cps-3000cps，苯乙烯含量30％，矿物油的初馏点大于230℃，且40℃下运动粘度80mm2/s，PP为共聚PP且在230℃、2.16kg载荷条件下测定的熔融指数为36g/10min。
对比例1～4的制备方法和前述实施例的方法相同，挤出温度选用为200℃。
将上述实施例1～5分别记为TPE1、TPE2、TPE3、TPE4、TPE5，将TPE粒子用注塑机注塑成样片，通过熔融指数仪、硬度计、力学性能测试仪器测试实施例和对比例中弹性材料的流动性和机械性能。
其中考察TPE样片表面触感，将触感等级定义为“发粘”、“一般”、“爽滑”三个等级；
考察TPE样片表面耐刮擦性能，将耐刮擦性能定义为“表面易刮破”、“表面有明显刮痕但不破”、“表面轻微刮痕”三个等级。
上述性能测试结果如下：
由测试数据可知：
1、通过TPE1～TPE5、对比例1和对比例4可知：随着硅/丙烯酸共聚树脂和聚酯接枝聚硅氧烷的含量增加，TPE的表面触感随之提升；TPE2，TPE3，TPE4，TPE5的表面耐刮性比不加表面触感改善添加剂的对比例1和加少量表面触感改善添加剂(硅/丙烯酸共聚树脂1份，聚酯接枝聚硅氧烷0.4份)的TPE1要好；不加表面触感改善添加剂的对比例4，由于充油量高，表面会有发粘现象。
2、通过TPE1～TPE5和对比例4可知：对比例4中高分子量SEBS即使充油量很高(油：SEBS＝1.6)，采用融指为36g/10min的PP，对比例4的熔融指数仅为0.4g/10min,比TPE1～TPE5的流动性差很多。
3、通过TPE3和对比例2可知：高分子量SEBS通过加入部分融指1100g/10min的PP也可以提高TPE的流动性，对比例2的融指为119g/10min，比TPE3的融指93g/10min高，表面触感改善添加剂使TPE3和对比例2表面都有良好触感，但是对比例2的表面耐刮性很差，容易刮破。
4、通过TPE3，TPE5和对比例3可知：高分子量的SEBS通过略高的充油量(油：SEBS＝1.5)和100g/10min融指的PP配合，也能够获得高流动性，但是对比例3的表面耐刮性很差，容易刮破。
因此，本发明实施例选用中分子量的SEBS，矿物油、高融指PP(熔融指数80g/10min～200g/10min)配合相容剂、矿粉、抗氧剂和表面触感添加剂，能够制备出硬度50A以上，熔融指数35g/10min(200℃/2.16Kg)以上，并且具有良好的表面触感和耐刮性的弹性体，能够有效满足一些流长比高，外感和触感要求高的产品设计需求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体，其特征在于，由以下重量份的各组分组成：
中分子量SEBS 25~35份；
矿物油 25~36份；
PP 10~25份；
相容剂 0~5份，且不为0份；
矿粉 0~30份；
抗氧剂 0.1~1份；
表面触感添加剂 4.4~12份；
所述表面触感添加剂为硅/丙烯酸共聚树脂和聚酯接枝聚硅氧烷的组合；
所述中分子量SEBS在25℃下20wt％甲苯溶液粘度为2000cps～3000cps；
所述SEBS的苯乙烯含量在25％～35％；
所述矿物油为40℃下运动粘度介于40mm2/s与120mm2/s之间，且矿物油的初馏点大于230℃；
所述PP为共聚PP，且所述PP的熔融指数为80g/10min至200g/10min，该熔融指数是根据GB/T3682-2000标准、在230℃、2.16kg载荷条件下进行测定得到的；
所述相容剂为马来酸酐接枝PP，且接枝率介于0.5％到1.2％之间，所述马来酸酐接枝PP的熔融指数大于100g/10min，该熔融指数是根据GB/T3682-2000标准、在190℃、2.16kg载荷条件下进行测定得到的；
所述表面触感添加剂为硅/丙烯酸共聚树脂和聚酯接枝聚硅氧烷两者各自的重量份分别是：
硅/丙烯酸共聚树脂4～10份；
聚酯接枝聚硅氧烷 0.4～2份。
2.根据权利要求1所述的一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体，其特征在于：所述矿粉为碳酸钙或者滑石粉，且粒径在500目～3000目之间。
3.根据权利要求1所述的一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂IRGASTAB FS042中的任意一种或者组合。
4.根据权利要求1～3任意所述的一种高流动性、耐刮擦且具有良好触感的弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
(1)将SEBS、矿物油、PP、相容剂、矿粉、抗氧剂、硅/丙烯酸共聚树脂、聚酯接枝聚硅氧烷按照上述组分进行混合，得到混合物；
(2)将第(1)步获得的混合物加入到挤出机中，在180～220℃下，通过双螺杆挤出，冷却切粒，得到塑料颗粒；
(3)将塑料颗粒通过注塑机注塑成样片，测试其性能。
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