CN115260725B - 一种环保型热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，提出了一种环保型热塑性弹性体材料及其制备方法。所述的一种环保型热塑性弹性体材料，包括以下重量份数的原料：SEBS 5~10份、SBS 20~25份、增塑剂20~30份、聚乳酸25~35份、相容剂3~6份、抗氧剂0.1~0.3份、加工助剂6~15份。通过上述技术方案，解决了现有技术中热塑性弹性体材料环保性差、力学性能差的问题。

Description

一种环保型热塑性弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，具体的，涉及一种环保型热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，比如：沙漠化、森林破坏，也会给人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题，具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化，环境污染也日益呈现国际化趋势，出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。垃圾的清理成了各大城市的重要问题，每天超过千万吨的垃圾中，很多是不能焚化或腐化的，如塑料、橡胶、玻璃等人类的第一号敌人。
随着塑料行业的快速发展，热塑性弹性体如TPE、TPU、TPV等的用量日益增大，这些热塑性弹性体大多是不可降解的材料，将其废弃后会对环境造成严重的污染。
随着环境污染问题越来越严峻，如今人们越来越注重环保。解决塑料制品造成的环境问题比较有效的方法就是使用生物可降解材料代替传统材料。聚乳酸（PLA）可以生物降解，有着很好的生物相容性，是理想的绿色高分子材料，在各个行业中的应用前景脱颖而出，是目前生物降解塑料研究的热点之一。
发明内容
本发明提出一种环保型热塑性弹性体材料及其制备方法，解决了相关技术中热塑性弹性体材料环保性差、力学性能差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种环保型热塑性弹性体材料，包括以下重量份数的原料：SEBS 5~10份、SBS 20~25份、增塑剂20~30份、聚乳酸25~35份、相容剂3~6份、抗氧剂0.1~0.3份、加工助剂6~15份。
作为进一步的技术方案，所述SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
作为进一步的技术方案，所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
作为进一步的技术方案，所述的增塑剂为聚己内酯。
作为进一步的技术方案，所述的相容剂包括SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷。
作为进一步的技术方案，所述SBS-g-GMA为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
2-(2-羟基苯基)环氧乙烷的CAS号250597-24-1。
作为进一步的技术方案，所述SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷的质量比为1:0.5~1。
作为进一步的技术方案，所述的抗氧剂为抗氧剂168。
作为进一步的技术方案，所述的加工助剂包括碳酸钙、滑石粉、硅藻土、二氧化硅的一种或者多种的组合。
本发明还提出了一种环保型热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所述重量份数原料备料；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、加工助剂一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料用双螺杆挤出机，挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
作为进一步的技术方案，所述S3中双螺杆挤出机的温度为180~200℃。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明使用SEBS、SBS、聚乳酸作为原料，聚己内酯作为增塑剂，制备出的热塑性弹性体，具有优异的拉伸强度、断裂伸长率，同时聚乳酸、聚己内酯属于可降解材料，提高了热塑性弹性体材料的可降解性，符合当今社会提倡的环保材料。
2、本发明将SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷作为体系的相容剂，增强体系的相容性，使制备的热塑性弹性体具有良好的拉伸强度、断裂伸长率。同时，SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合使用，存在协同效果，提高了制备的热塑性弹性体材料的力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
以下实施例及对比例中SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，SBS-g-GMA为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
实施例1
S1、备料：SEBS 5份、SBS 20份、聚己内酯20份、聚乳酸25份、相容剂3份、抗氧剂1680.1份、碳酸钙6份，所述相容剂由质量比为1:0.5的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、碳酸钙一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
实施例2
S1、备料：SEBS 7份、SBS 22份、聚己内酯23份、聚乳酸28份、相容剂4份、抗氧剂1680.1份、滑石粉8份，所述相容剂由质量比为1:0.7的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、滑石粉一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
实施例3
S1、备料：SEBS 9份、SBS 24份、聚己内酯27份、聚乳酸30份、相容剂5份、抗氧剂1680.2份、硅藻土12份，所述相容剂由质量比为1:0.8的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、硅藻土一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
实施例4
S1、备料：SEBS 10份、SBS 25份、聚己内酯30份、聚乳酸35份、相容剂6份、抗氧剂168 0.3份、二氧化硅15份，所述相容剂由质量比为1:1的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、二氧化硅一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
实施例5
S1、备料：SEBS 7份、SBS 22份、聚己内酯23份、聚乳酸28份、相容剂4份、抗氧剂1680.1份、滑石粉8份，所述相容剂由质量比为1:0.2的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、滑石粉一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
实施例6
S1、备料：SEBS 7份、SBS 22份、聚己内酯23份、聚乳酸28份、相容剂4份、抗氧剂1680.1份、滑石粉8份，所述相容剂由质量比为1:1.2的SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷混合而成；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、滑石粉一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料转移到双螺杆挤出机中，机筒温度设定为180℃/190℃/200℃/190℃，熔融挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
对比例1
与实施例2的区别仅在于不添加相容剂。
对比例2
与实施例2的区别仅在于相容剂为SBS-g-GMA。
对比例3
与实施例2的区别仅在于相容剂为2-(2-羟基苯基)环氧乙烷。
性能测试：GB/T 32129-2015的标准测试实施例1~6和对比例1~3所得的热塑性弹性体材料的拉伸强度和断裂伸长率，测试结果如表1所示。
表1 热塑性弹性体材料的拉伸强度、断裂伸长率
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可以看出，实施例1~4采用无卤素绿色环保型原料，并以SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷作为整个体系的相容剂，制备得到的热塑性弹性体材料具有优异的力学性能。
对比例1与实施例2的区别仅在于不添加相容剂；对比例2与实施例2的区别仅在于，对比例2使用的相容剂为SBS-g-GMA；对比例3使用的相容剂为2-(2-羟基苯基)环氧乙烷，导致对比例1~3制备的热塑性弹性体的拉伸强度、断裂伸长率均不如实施例2。将实施例2和对比例1~3得到的热塑性弹性体材料的力学性能数据对比后发现，本发明使用的相容剂SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷之间存在一定的协同效果，提高了热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率。
实施例5~6使用的相容剂的比例超出了SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷的质量比为1:0.5~1的范围，导致制备的热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率均不如实施例。因此，只有当相容剂SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷的质量比在1:0.5~1的范围内，制备的热塑性弹性体材料的力学性能最好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种环保型热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：SEBS 5~10份、SBS 20~25份、增塑剂20~30份、聚乳酸25~35份、相容剂3~6份、抗氧剂0.1~0.3份、加工助剂6~15份；
所述的增塑剂为聚己内酯；
所述的相容剂为SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷；
所述的加工助剂为碳酸钙、滑石粉、硅藻土、二氧化硅的一种或者多种的组合。
2.根据权利要求1所述的一种环保型热塑性弹性体材料，其特征在于，所述SBS-g-GMA和2-(2-羟基苯基)环氧乙烷的质量比为1:0.5~1。
3.根据权利要求1所述的一种环保型热塑性弹性体材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂168。
4.根据权利要求1所述的一种环保型热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按所述重量份数原料备料；
S2、将SEBS、SBS、增塑剂、聚乳酸、相容剂、抗氧剂、加工助剂一起加入高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S3、将混合料用双螺杆挤出机，挤出，造粒，得到热塑性弹性体材料。
5.根据权利要求4所述的一种环保型热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述S3中双螺杆挤出机的温度为180~200℃。
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