CN116120701B - 一种基于改性sebs的汽车防静电专用橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，包括以下重量份的原料：改性SEBS树脂50‑60份、PPO树脂10‑20份、基础油5‑15份和抗氧剂1份。制备方法，具体包括以下步骤：(1)称取各原料；(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、基础油和抗氧剂进行搅拌混合，得到混合料；(3)将混合料进行熔融造粒挤出，即得。本发明汽车防静电专用橡胶不仅老化性能优良、VOC含量低，更可将车辆内部静电导出，消除汽车内部静电，提升驾驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体的说是涉及一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶及其制备方法。
背景技术
汽车在干燥的环境中与尘埃摩擦易产生静电，同时，秋冬季身上穿的皮毛衣物与车内的化纤织品也很容易相互摩擦产生静电。在车辆行驶过程中，在驾驶人员没有防备的情况下遭遇静电袭击，可能会造成惊吓过度，从而引起意外交通事故。尤其是在加油站加油时，静电的产生还可能引发意外事故。
目前，接地式的静电释放器为消除汽车静电的主要方式，释放器的一端需固定在汽车上，另外一端则跟地面接触，这样可有效消除静电，但此方式只能消除车辆表面静电。因此，需要采用导电物质将车辆内部静电导出，从而实现将全车静电消除。
但是，目前的汽车橡胶多为EPDM(三元乙丙橡胶)、改性ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，均无法满足导电性能要求。
因此，如何开发一种汽车防静电专用橡胶是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶及其制备方法。该汽车防静电专用橡胶不仅老化性能优良、VOC含量低，更可将车辆内部静电导出，消除汽车内部静电，提升驾驶安全。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，包括以下重量份的原料：改性SEBS树脂50-60份、PPO树脂10-20份、基础油5-15份和抗氧剂1份。
优选为：改性SEBS树脂55份、PPO树脂12份、基础油8份和抗氧剂1份。
本发明中，
SEBS树脂，添加后使得改性橡胶具有更好的耐老化性、抗裂性和耐高温性，且做软胶材料时不易破碎，表面手感优。同时，使得改性橡胶的综合性能得到了大大提升，可塑性增强，应用面也会更加广泛。
PPO树脂，具有优良的力学性能、耐热性、电气绝缘性以及在高温下蠕变较小的优点，同时，PPO树脂的密度及吸湿性较低、强度较高、尺寸稳定性较好。添加PPO树脂后可以大幅度提高改性橡胶的耐热温度和力学性能。
抗氧剂，可有效地抑制改性橡胶的热降解和氧化降解。
进一步，上述改性SEBS树脂的制备方法为：
(1)以产生等离子体的介质气体，对石墨烯和多壁碳纳米管进行表面功能化，得到表面羟基化的多壁碳纳米管；
(2)将SEBS树脂加入第一份有机溶剂中进行溶胀，将表面羟基化的多壁碳纳米管加入第二份有机溶剂中进行分散，混合，加入塑料着色剂，加热反应，过滤，洗涤，干燥，即得改性SEBS树脂。
进一步，上述步骤(1)中，介质气体为Ar、O2和N2中的至少一种。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，制得具有导电性能的填充材料。此外，不同的气体处理产生的效果不同，采用合适的气体或者采用不同的气体组合起来处理是进行碳纳米管表面修饰的重要因素。其次，等离子体处理工艺参数也与处理效果直接相关，不同的装置其工艺参数(包括处理功率、处理时间、真空度、气体流速等)的选择也不尽相同。
进一步，上述步骤(2)中，SEBS树脂、第一份有机溶剂、表面羟基化的多壁碳纳米管、第二份有机溶剂和塑料着色剂的质量体积比为50g:(50-100)mL:(15-20)g:(20-30)mL:2g；有机溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、正戊烷、环戊烷和苯中的至少一种；溶胀时间为20-30h；加热反应的温度为90-120℃，时间为3-5h。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过加热反应，有利于反应的加速进行。
进一步，上述基础油为环烷油或白油。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，白油主要起加强流动性，增强塑化和调节硬度的作用。本发明加入环烷油或白油可使得改性橡胶更为柔软，表面触感优良。
一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的重量份数称取各原料；
(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、基础油和抗氧剂进行搅拌混合，得到混合料；
(3)将混合料进行熔融造粒挤出，即得基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶。
进一步，上述步骤(1)中，搅拌混合的转速为3000-6000r/min，时间为3-5min。
进一步，上述步骤(2)中，熔融造粒挤出的进料口各区段温度为：1段180-200℃，2段190-220℃，3段200-240℃，4段210-240℃，5段220-240℃，6段220-240℃；熔融造粒挤出的出料口机头温度为220-240℃；螺杆转速为280r/min。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明将多壁碳纳米管与氧化石墨烯复合物填充共混，在等离子体处理气体条件下表面完成羟基化，然后完成对SEBS树脂的改性，由此制得的改性SEBS树脂不仅具有较好的拉伸强度、耐老化性能和优良的表面触感，更能够将静电进行消除，是一种优良的汽车防静电专用橡胶。
2、本发明由改性SEBS树脂、PPO树脂、基础油和抗氧剂注塑制备成一种热塑性弹性体材料，进一步制成汽车防静电专用橡胶，在保证材质耐老化性能的前提下，能很好的将车辆静电导出，最大程度保证驾驶安全及驾驶体验感。
具体实施方式
下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，所用的主要原料如下：
SEBS树脂(牌号TH2315)，埃尼公司；石墨烯，江苏先丰纳米材料科技有限公司；氢氧化钠/氢氧化钙/氢氧化钾，济南清海化工有限公司；PPO树脂，沙比克公司；工业白油，山东清源石化有限公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，巴斯夫公司；塑料着色剂，广东斯维特精细化工有限公司。
以下实施例中，所用的测试仪器如下：
MT36型同向双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司；TK1600型挥发性物质检测仪，山东新泽仪器有限公司。
实施例1
基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，包括以下重量的原料：改性SEBS树脂50kg、PPO树脂15kg、白油5kg和抗氧剂1kg；
上述改性SEBS树脂的制备方法为：
(1)以产生等离子体的介质气体Ar，对石墨烯和多壁碳纳米管进行表面功能化，得到表面羟基化的多壁碳纳米管；
(2)将50g SEBS树脂加入50mL环己烷中溶胀24h，将20g表面羟基化的多壁碳纳米管加入20mL环己烷中进行分散，混合，加入2g塑料着色剂，加热至90℃反应3h，过滤，洗涤，干燥，即得改性SEBS树脂；
上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的重量称取各原料；
(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、白油和抗氧剂加入高速搅拌混合机中，以4000r/min的转速搅拌混合3min，得到混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融造粒挤出，即得基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶；
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区：1段190℃，2段210℃，3段230℃，4段240℃，5段240℃，6段240℃，出料口机头温度为240℃，螺杆转速为280r/min。
实施例2
基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，包括以下重量的原料：改性SEBS树脂60kg、PPO树脂10kg、白油5kg和抗氧剂1kg；
上述改性SEBS树脂的制备方法为：
(1)以产生等离子体的介质气体O2，对石墨烯和多壁碳纳米管进行表面功能化，得到表面羟基化的多壁碳纳米管；
(2)将50g SEBS树脂加入100mL二甲苯中溶胀20h，将17g表面羟基化的多壁碳纳米管加入30mL二甲苯中进行分散，混合，加入2g塑料着色剂，加热至120℃反应5h，过滤，洗涤，干燥，即得改性SEBS树脂；
上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的重量称取各原料；
(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、白油和抗氧剂加入高速搅拌混合机中，以6000r/min的转速搅拌混合5min，得到混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融造粒挤出，即得基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶；
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区：1段190℃，2段210℃，3段230℃，4段230℃，5段230℃，6段230℃，出料口机头温度为230℃，螺杆转速为280r/min。
实施例3
基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，包括以下重量的原料：改性SEBS树脂50kg、PPO树脂20kg、环烷油10kg和抗氧剂1kg；
上述改性SEBS树脂的制备方法为：
(1)以产生等离子体的介质气体N2，对石墨烯和多壁碳纳米管进行表面功能化，得到表面羟基化的多壁碳纳米管；
(2)将50g SEBS树脂加入100mL甲苯中溶胀20h，将15g表面羟基化的多壁碳纳米管加入20mL甲苯中进行分散，混合，加入2g塑料着色剂，加热至105℃反应4h，过滤，洗涤，干燥，即得改性SEBS树脂；
上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的重量称取各原料；
(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、环烷油和抗氧剂加入高速搅拌混合机中，以5000r/min的转速搅拌混合4min，得到混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融造粒挤出，即得基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶；
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区：1段180℃，2段190℃，3段200℃，4段210℃，5段230℃，6段230℃，出料口机头温度为230℃，螺杆转速为280r/min。
性能测试
各取实施例1-3制得的基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，分别测试其电阻率、拉伸强度、断裂伸长率、300％定伸模量、Voc(挥发性有机化合物)和表面触感。
结果如表1所示。
表1 实施例1-3基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶性能测试结果
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 电阻率(Ω·cm) | 3.5×10-3 | 3.5×10-3 | 3.5×10-3 |
| 拉伸强度(Mpa) | 6.2 | 6.3 | 6.0 |
| 断裂伸长率(％) | 855 | 1050 | 820 |
| 300％定伸模量 | 1.55 | 1.45 | 1.50 |
| Voc | 3.5 | 3.5 | 3.6 |
| 表面触感 | 优良 | 优良 | 优良 |
由表1可知，本发明实施例1-3制得的基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶均具有良好的导电性和优异的物理性能。
以上试验说明，本发明汽车防静电专用橡胶不仅老化性能优良、VOC含量低，更可将车辆内部静电导出，消除汽车内部静电，提升驾驶安全。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性SEBS树脂55份、PPO树脂12份、基础油8份和抗氧剂1份；
所述改性SEBS树脂的制备方法为：
(1)以产生等离子体的介质气体，对石墨烯和多壁碳纳米管进行表面功能化，得到表面羟基化的多壁碳纳米管；
所述介质气体为Ar、O2和N2中的至少一种；
(2)将SEBS树脂加入第一份有机溶剂中进行溶胀，将表面羟基化的多壁碳纳米管加入第二份有机溶剂中进行分散，混合，加入塑料着色剂，加热反应，过滤，洗涤，干燥，即得所述改性SEBS树脂；
所述SEBS树脂、第一份有机溶剂、表面羟基化的多壁碳纳米管、第二份有机溶剂和塑料着色剂的质量体积比为50g:(50-100)mL:(15-20)g:(20-30)mL:2g；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、正戊烷、环戊烷和苯中的至少一种；所述溶胀时间为20-30h；所述加热反应的温度为90-120℃，时间为3-5h；
所述基础油为环烷油或白油。
2.一种基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶的重量份数称取各原料；
(2)将改性SEBS树脂、PPO树脂、基础油和抗氧剂进行搅拌混合，得到混合料；
所述搅拌混合的转速为3000-6000r/min，时间为3-5min；
(3)将混合料进行熔融造粒挤出，即得所述基于改性SEBS的汽车防静电专用橡胶；
所述熔融造粒挤出的进料口各区段温度为：1段180-200℃，2段190-220℃，3段200-240℃，4段210-240℃，5段220-240℃，6段220-240℃；
所述熔融造粒挤出的出料口机头温度为220-240℃，螺杆转速为280r/min。
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| CN101100593A (zh) * | 2007-05-22 | 2008-01-09 | 深圳职业技术学院 | 一种环保型sebs热塑性弹性体密封条材料及其制备方法 |
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| KR20130078859A (ko) * | 2011-12-31 | 2013-07-10 | 제일모직주식회사 | 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물 |
| CN115044159A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-13 | 山东亿科化学有限责任公司 | 一种改性sebs的乒乓球拍专用橡胶及其制备方法 |
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