CN114736482A - 一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用 - Google Patents

一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用，组分包括：热塑性弹性体、增粘树脂、交联剂、酰胺类化合物、增塑剂、通用塑料、填料和助剂。本发明热塑性弹性体复合材料具有较好的压缩永久形变性能、耐油性能及与PA材料的粘结性能。

Description

一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用。
背景技术
热塑性弹性体采用包胶射粘加工，常用的制品如手柄，握把，电子材料等。材料赋予了制品舒适触感，提升握持性，提升制品美观度以及产品附加值，还可以提高塑料制件的抗跌落性能。包胶射粘的成型工艺有1)采用二次注塑工艺，即将已注塑好的硬质材料件固定在包胶模具上，再在合适的温度下将热塑性弹性体注塑射粘到硬质材料制件上，并经冷却得到制品。2)双色注塑，即注塑好硬质材料后，转动模具，把热塑性弹性体注塑射粘到硬质材料制件上，并冷却得到制品。
但是现有热塑性弹性体包胶材料的压缩永久形变性能、耐油性和包胶剥离强度性能不佳。
发明内容
基于现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种热塑性弹性体复合材料及其制备和应用。
本发明的一种热塑性弹性体复合材料，按重量份数，组分包括：
Figure BDA0003538081910000011
所述热塑性弹性体为氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物SEPS、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物SEEPS中的一种或几种；其中热塑性弹性体为线性结构，数均分子量大于或等于12万。
优选地，所述热塑性弹性体的分子量为15-35万。
优选地，所述增粘树脂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝烯烃类共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝乙丙橡胶中的一种或几种。
优选地，所述交联剂为过氧化物、酚醛树脂、硅烷偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基硅氧烷、环氧基硅氧烷中的一种或几种；所述过氧化物为烷基过氧化物、二烷基过氧化物中的一种或多种。
优选地，所述酰胺类化合物为油酸酰胺，芥酸酰胺，乙撑硬脂酰胺中的一种或几种。
进一步优选地，所述酰胺类化合物为油酸酰胺，芥酸酰胺中的一种或多种。
优选地，所述增塑剂为石蜡油、石油树脂中的一种或几种。
优选地，所述通用塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。
优选地，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、高岭土、二氧化硅中的一种或几种。
优选地，所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、抗水解剂中的一种或几种。
抗氧剂包括受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂等的一种或几种；
光稳定剂包括苯并三唑类、二苯甲酮类等紫外吸收剂等的一种或几种；
润滑剂包括硅油、硅酮等一种或几种；
抗水解剂包括碳化二亚胺类、环氧类等耐水解剂的一种或几种。
优选地，按重量份数，组分包括：
Figure BDA0003538081910000021
本发明的一种所述热塑性弹性体复合材料的制备方法，包括：
(1)按重量配比称取各组分，将热塑性弹性体、增塑剂混匀；
(2)将增粘树脂、通用塑料加入混料机中，搅拌并加入交联剂，使得交联剂黏附在增粘树脂和通用塑料的表面；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的混合料、酰胺类化合物、填料、助剂混匀，然后喂入双螺杆挤出机中，在160-210℃挤出后，经造粒、烘干后得到热塑性弹性体复合材料；其中双螺杆挤出机的主机转速为350-500r/min。
本发明的一种所述热塑性弹性体复合材料在PA材料包胶中的应用。
本发明热塑性弹性体复合材料中热塑性弹性体为连续相，交联剂与增粘树脂作用形成分散相，同时酰胺类化合物与增粘树脂发生作用，并在热塑性弹性体周围形成一层网状的保护层，提升材料的压缩永久形变性能，耐油性能及与PA材质的粘接性能。
有益效果
本发明的热塑性弹性体复合材料具有较好的压缩永久形变性能、耐油性能及与PA材料的粘结性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一、原料来源
表1各组分来源
Figure BDA0003538081910000031
Figure BDA0003538081910000041
如未特别说明，本发明平行的实施例和对比例中的某一组分(例如填料、抗氧剂、光稳定剂)均为相同的市售产品。
二、测试标准和方法
1.包胶剥离强度测试方法(标准VDI 2019)：
先将尼龙材料(PA)通过注塑或者模压的工艺制成2.0mm厚的150*40mm的矩形板，再将矩形板放入包胶模具中，将热塑性弹性体复合材料通过注塑或模压的工艺粘合在PA板材表面。采用万用试验机，使用特制夹具，将TPE软胶从包胶测试板上剥离。测量并记录剥离过程中的力。
2.耐油测试方法：
将热塑性弹性体复合材料通过注塑或模压的工艺制成厚度1.5mm直径30mm的圆片，测量体积并记录数据，然后将圆片放入IRM903橡胶测试油中，浸泡48小时后取出，擦干表面油渍后再次测量体积，计算测试前后的体积变化率，变化率越小，耐油效果越好。
3.永久压缩形变测试方法：
按ISO 815标准测试方法，测试条件为70℃，22小时，永久压缩形变越小，效果越好。
实施例1-9
按重量配比称取各组分，如表2所示。
制备方法：
(1)将热塑性弹性体投入混料机中，搅拌的同时添加增塑剂，吸干并混匀所有增塑剂即可；
(2)将增粘树脂和通用塑料投入高速混料机中，搅拌的同时添加交联剂，使所有交联剂均匀黏附在增粘树脂和通用塑料颗粒料的表面；
(3)将步骤(1)的含有增塑剂的热塑性弹性体及与步骤(2)的交联剂混合均匀的混合料和酰胺类化合物、填料、助剂投入高速混合机中混匀；
(4)将混匀后的物料经失重式计量喂入双螺杆挤出机中，在160-210℃挤出后，经造粒、烘干后得到热塑性弹性体复合材料。其中，所用双螺杆挤出机长径比为36～60/1，物料在螺杆中停留时间为30～80s。双螺杆挤出机的主机转速为350-500r/min。
表2实施例各组分配比(重量份)
Figure BDA0003538081910000051
对比例1-5
按重量配比称取各组分，如表3所示，对比例1-3的制备方法同实施例。
表3对比例组分配比(重量份)
Figure BDA0003538081910000052
对比例4
按重量配比称取各组分，如表3所示，具体制备方法为：
(1)将热塑性弹性体投入混料机中，搅拌的同时添加增塑剂，吸干并混匀所有增塑剂；然后同增粘树脂、通用塑料、交联剂、酰胺类化合物、填料、助剂投入高速混合机中混匀；
(4)将混匀后的物料经失重式计量喂入双螺杆挤出机中，在160-210℃挤出后，经造粒、烘干后得到热塑性弹性体复合材料。其中，所用双螺杆挤出机长径比为(36-60)/1，物料在螺杆中停留时间为30～80s。双螺杆挤出机的主机转速为350-500r/min。
对比例5
按重量配比称取各组分，如表3所示。具体制备方法同实施例1，区别仅在于双螺杆挤出机的转速为200r/min。
从实施例1-3是添加不同种类的热塑性弹性体的方案，其与PA材料的粘接性能优异(＞5.0N/mm)，耐溶剂性能优异(＜30％)，70℃永久压缩形变性能优异(＜40％)，从实施例4可以看出，采用不同的交联剂，均可以保持优异的粘接、耐溶剂及永久压缩形变性能。
对比例1为添加低分子量的SEBS，其粘接、耐溶剂及永久压缩形变性能均较差，对比例2-3为不添加交联剂或酰胺类化合物的方案，其粘接性能良好，但耐溶剂和永久压缩形变性能较差，对比例4采用其他方法制备，对比例5挤出转速为200r/min，其粘接性能良好，但耐溶剂和永久压缩形变性能较差。

Claims (10)

1.一种热塑性弹性体复合材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
Figure FDA0003538081900000011
所述热塑性弹性体为SEBS、SEPS、SEEPS中的一种或几种；其中热塑性弹性体为数均分子量大于或等于12万。
2.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述热塑性弹性体的数均分子量为15-35万。
3.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述增粘树脂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝烯烃类共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝乙丙橡胶中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述交联剂为过氧化物、酚醛树脂、硅烷偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述酰胺类化合物为油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑硬脂酰胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述增塑剂为石蜡油、石油树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述通用塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种；所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、高岭土、二氧化硅中的一种或几种；所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、抗水解剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
Figure FDA0003538081900000012
Figure FDA0003538081900000021
9.一种权利要求1所述热塑性弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取各组分，将热塑性弹性体、增塑剂混匀；
(2)将增粘树脂、通用塑料加入混料机中，搅拌并加入交联剂，使得交联剂黏附在增粘树脂和通用塑料的表面；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的混合料、酰胺类化合物、填料、助剂混匀，然后喂入双螺杆挤出机中，在160-210℃挤出后，经造粒、烘干后得到热塑性弹性体复合材料；其中双螺杆挤出机的主机转速为350-500r/min。
10.一种权利要求1所述热塑性弹性体复合材料在PA材料包胶中的应用。
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