CN114773767A - 一种哑光干爽高弹tpe拉力片材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种哑光干爽高弹TPE拉力片材料及其制备方法，涉及热塑性弹性体技术领域，所述哑光干爽高弹TPE拉力片材料由以下重量份的原料制备而成：SEBS 100份、苯乙烯弹性体10～30份、石蜡油80～120份、滑石粉5～10份、抗氧剂0.1～0.5份、光稳定剂0.1～0.5份；本发明制备的TPE拉力片具有高弹性的特点，拉伸永久变形性能好；同时所制拉力片的表面干爽，无需上粉，克服了传统拉力片表面手感粘的缺陷，并且拉力片的表面光泽度为15～25％，使拉力片表面呈现哑光效果。
Description
技术领域：
本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种哑光干爽高弹TPE拉力片材料及其制备方法。
背景技术：
随着人们的生活水平的提高，健身活动越来越得到重视，走进人们的生活，健身器材越来越微型化、小型化。拉力片可以在室外、室内进行使用，方便携带，有效改善身体活动能力，塑造完美身体曲线，因此，成为人们最喜爱的体育运动器材之一。当前市场所出售的拉力片的材质主要是天然乳胶或者合成乳胶。但乳胶拉力片，成本高，成型加工工艺复杂，生产期间对环境污染大，产品后期不可回收。
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可塑加工特征的材料。TPE具有环保无毒安全，硬度范围广，有着优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无需硫化等诸多优点，因此，作为一种新型的多功能环保材料，具有非常广阔的应用市场，如家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器械、建筑业和制鞋业等。
TPE作为拉力片使用时，要求具有良好的弹性、强度、耐候性以及环保性能。在现有技术中，TPE拉力片料一般以热塑性塑料聚丙烯(PP)、热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)充油以及合适的填料为原料制备得到。其中，SEBS具有优良的橡胶弹性、优异的耐候性、耐低温性、环保性能、可回收等，非常适合用于制备拉力皮。使用PP改性SEBS，一方面可降低SEBS熔融粘度，使SEBS易于加工；另一方面可有效地改善SEBS弹性体体系的力学性能。填料在聚合物中的应用在一定程度上可对材料的力学性能和热力学性能进行了改善。但目前市面上以SEBS作为弹性体材料的拉力片单独使用存在一些问题，如SEBS与传统的乳胶相比，存在弹性差、表面手感粘，强度低，生产时需表面处理(上粉)等缺点。
发明内容：
针对现有TPE拉力片产品的手感差、弹性差、加工环境污染性强的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种TPE材料及其制备方法，利用该TPE材料加工制成的拉力片具有高弹性、表面哑光、手感干爽的特性。
本发明的目的之一在于提供一种哑光干爽高弹TPE拉力片材料，由以下重量份的原料制备而成：
所述苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为15-18重量％。
所述SEBS为高分子量SEBS和低分子量SEBS组成的混合物。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，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具有优异的耐老化性能，既具有可塑性，又具有高弹性，无需硫化即可加工使用，也可重复使用。
本发明制备的苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物属于新型结构的苯乙烯弹性体，在本发明中作为橡胶相通过增加材料表面的漫反射能力以及减弱反射光线的强度来降低光泽度，使拉力片表面呈现哑光效果，同时改善拉力片的拉伸永久变形性能。
在本发明中滑石粉所起的作用是使拉力片形成微观粗糙表面，降低拉力片的光泽度，从而达到消光的效果。
所述抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1010的混合物。在聚合物体系中添加少量的抗氧剂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。也可以采用本领域已知的其他抗氧剂，抗氧剂种类为一种或一种以上。
所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。光稳定剂能够屏蔽或吸收紫外线的能量，具有猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的。也可以采用本领域已知的其他光稳定剂，包括邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类等紫外线吸收剂，或者碳黑、氧化钛、酞菁蓝、酞菁绿等光屏蔽剂。
本发明的目的之二在于提供一种所述哑光干爽高弹TPE拉力片材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
本发明采用熔体流变控制技术，让材料在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，使生产出的拉力片表面有磨砂/喷砂的效果，让拉力片表面有哑光干爽的手感，无需再进一步上粉处理。
本发明打破传统以SEBS+PP+OIL为主的配方体系，采用以SEBS+特殊苯乙烯弹性体+OIL为主的配方体系，减少了因PP塑性相加入导致的材料弹性较低，最大限度的体现出SEBS的弹性特点，显著提高产品的整体弹性。
本发明的有益效果是：
1)本发明制备的TPE拉力片具有高弹性的特点，拉伸永久变形性能好。
2)本发明制备的TPE拉力片表面干爽，克服了传统拉力片表面手感粘的缺陷，并且拉力片的表面光泽度为15～25％，使拉力片表面呈现哑光效果。
3)本发明所采用的制备方法能够提高生产效率，无需上粉，简化生产工序，降低生产成本，有利于实现生产线自动化。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对比例中使用的SEBS为美国科腾的G1650和G1651型SEBS混合物，三者质量比为1:1；石蜡油为韩国双龙的150N型石蜡油；滑石粉为河北光辉实业有限公司的800目白色滑石粉。
实施例1
| 原料 | 质量份数 |
| SEBS | 100份 |
| 苯乙烯弹性体 | 25份 |
| 石蜡油 | 100份 |
| 滑石粉 | 5份 |
| 抗氧剂168 | 0.3份 |
| 抗氧剂1010 | 0.2份 |
| 光稳定剂770 | 0.3份 |
按照上述原料配比进行TPE拉力片材料的制备，具体步骤如下：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
其中，苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为15重量％。
实施例2
按照上述原料配比进行TPE拉力片材料的制备，具体步骤如下：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
其中，苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为18重量％。
实施例3
| 原料 | 质量份数 |
| SEBS | 100份 |
| 苯乙烯弹性体 | 20份 |
| 石蜡油 | 80份 |
| 滑石粉 | 8份 |
| 抗氧剂168 | 0.2份 |
| 抗氧剂1010 | 0.2份 |
| 光稳定剂770 | 0.3份 |
按照上述原料配比进行TPE拉力片材料的制备，具体步骤如下：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
其中，苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为18重量％。
实施例4
| 原料 | 质量份数 |
| SEBS | 100份 |
| 苯乙烯弹性体 | 15份 |
| 石蜡油 | 80份 |
| 滑石粉 | 10份 |
| 抗氧剂168 | 0.25份 |
| 抗氧剂1010 | 0.25份 |
| 光稳定剂622 | 0.5份 |
按照上述原料配比进行TPE拉力片材料的制备，具体步骤如下：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
其中，苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为15重量％。
上述实施例中的苯乙烯弹性体的制备方法为：向高压釜中加入苯乙烯、烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷、过氧化二异丙苯和溶剂DMF，通氮气置换釜内空气，然后将反应釜放入150℃烘箱中反应5h，取出反应液，冷却至室温，水洗，抽滤，真空干燥，得到苯乙烯弹性体。其中，过氧化二异丙苯的用量为苯乙烯和烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷总质量的0.5％。
对比例1
本对比例是将实施例1中制备苯乙烯弹性体的单体烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷替换为乙烯基三甲氧基硅烷，其余制备步骤同实施例1。
对比例2
本对比例是将实施例1中制备苯乙烯弹性体的单体烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷替换为乙烯基三丁酮肟基硅烷，其余制备步骤同实施例1。
对比例3
本对比例是将实施例1中制备苯乙烯弹性体的单体烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷删除，只采用苯乙烯作为单体，其余制备步骤同实施例1。
对比例4
本对比例是将实施例1中的苯乙烯弹性体删除，其余制备步骤同实施例1。
对制备的TPE拉力片材料进行性能测试，测试结果见表1。
拉伸永久变形测试按照ISO 2285-2013，测试条件：100℃×24h，应变100％。
光泽度测试按照ASTM D2457，测试角度为60°。
表1 TPE拉力片材料的性能测试结果
| 拉伸永久变形/％ | 光泽度/％ | |
| 实施例1 | 5.14 | 15 |
| 实施例2 | 6.02 | 20 |
| 实施例3 | 5.63 | 18 |
| 实施例4 | 6.57 | 22 |
| 对比例1 | 13.49 | 30 |
| 对比例2 | 10.28 | 28 |
| 对比例3 | 25.37 | 45 |
| 对比例4 | 22.46 | 42 |
从表1可以看出，本发明实施例通过向SEBS中加入苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物能够实质性改善拉力片材料的拉伸永久变形性能以及光泽度。而光泽度越小，说明哑光效果越好。
并且，相对于采用苯乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷作为聚合单体，或者采用苯乙烯和乙烯基三丁酮肟基硅烷作为聚合单体，或者只采用苯乙烯作为聚合单体来说，本发明采用苯乙烯和烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷作为聚合单体制备的苯乙烯弹性体更有利于提高拉力片材料的拉伸永久变形性能和降低拉力片材料的光泽度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种哑光干爽高弹TPE拉力片材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
2.根据权利要求1所述的哑光干爽高弹TPE拉力片材料，其特征在于：所述苯乙烯弹性体为苯乙烯-烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷共聚物，烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在该共聚物中的含量为15-18重量％。
3.根据权利要求1所述的哑光干爽高弹TPE拉力片材料，其特征在于：所述SEBS为高分子量SEBS和低分子量SEBS组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的哑光干爽高弹TPE拉力片材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1010的混合物。
5.根据权利要求1所述的哑光干爽高弹TPE拉力片材料，其特征在于：所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
6.权利要求1-5任意一项所述的哑光干爽高弹TPE拉力片材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将SEBS与石蜡油混合，充分吸油；
(2)将步骤(1)所得的物料、苯乙烯弹性体、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂于170～220℃过双螺杆挤出造粒机挤出造粒；
(3)将步骤(2)所得的物料于150～190℃经单螺杆挤出机挤出成型，在挤出过程中可控地发生细微均匀的熔体破裂，冷却，得到哑光干爽高弹TPE拉力片材料。
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