CN1197914C - 一种热塑性弹性体及生产方法 - Google Patents

一种热塑性弹性体及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热塑性弹性体及生产方法，作为电缆护套材料的环保型替代产品。这种热塑性弹性体的组成至少包括：聚氨酯热塑性弹性体(TPU)与苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)，改性剂，增塑剂、填充剂组成。本发明所提供的技术方案，耐酸、碱，耐低温，比重轻。用本发明的弹性体物料生产的线缆不仅压缩变形低，抗曲绕性强，而且耐油，回弹力佳。本发明弹性体还可生产汽车、拖拉机、铝塑门窗密封条，各种中、高、低压软管，通过吹塑或挤塑等不同生产工艺，制造汽车、摩托车及多种机械不同性能要求的机械部件。

Description

一种热塑性弹性体及生产方法
技术领域
本发明涉及到一种热塑性弹性体及生产方法，尤其适用于电缆的绝缘和护套材料，属于塑料或橡胶材料技术领域。
技术背景
目前，我国线缆行业绝缘和护套材料用量最多的是聚氯乙烯塑料和天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、乙丙胶等硫化弹性体，聚氯乙烯中含Cl-1，所用的稳定剂中有Sn+2.Pb+2.Cb+2.Cr+2等有害离子，线缆产品在使用过程中会缓慢反应，释放出HCL有害气体，污染环境。橡胶的硫化助剂有硫磺、噻唑、秋兰姆、硫脲等有毒性物质，反应生成的副产品多数残留有毒害物质，生产线缆过程中采用蒸汽硫化工艺，锅炉燃料燃烧产生烟道气和废渣排放，对环境造成严重污染，并且是高温、高压操作，操作工序复杂和危险。硫化工艺的另一缺陷是硫磺对铜导线的侵蚀作用而使导线变污、变黑，影响质量，减少使用寿命。随着社会的发展，人们的环境意识逐渐增强，开发无污染，免硫化的热塑性弹性体环保型护套材料是电缆行业的当务之急。
发明内容
本发明根据一些高分子材料性质相似相容，性质互补，相互改性的机理，提供一种耐油并且免硫化的热塑性弹性体及生产方法，作为电缆绝缘和护套材料的环保型替代产品。
本发明的技术方案是这样实现的：这种热塑性弹性体的组成至少包括：聚氨酯热塑性弹性体(TPU)，苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)，改性剂、增塑剂、填充剂。
所述热塑性弹性体重量份的应用比例包括：聚氨酯热塑性弹性体(TPU)100、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸共聚物(MBS)20-80，改性剂30-70，增塑剂20-100，其它填充剂160-440。
所述的热塑性弹性体的改性剂包括乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物(E-VA-CO)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯或二丁酯。
所述热塑性弹性体的填充剂中包括：软化点增高剂、增塑剂、骨架增强剂、稳定剂、润滑剂、颜料其中一种或几种。
所述热塑性弹性体的填充剂中软化点增高剂是：α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)、α-甲基苯乙烯低聚物(M80)、聚苯乙烯666D(PS666D)、煅烧高岭土、轻质氧化镁、氢氧化镁、轻质碳酸镁、氢氧化铝其中一种或几种。
所述热塑性弹性体的软化点增高剂重量份应用比例包括：α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)8-20，α-甲基苯乙烯低聚物(M80)8-20，聚苯乙烯666D(PS666D)30-60，煅烧高岭土5-15，轻质氧化镁5-15，氢氧化镁5-15，轻质碳酸镁5-15，氢氧化铝5-15，轻质碳酸钙50-150其中一种或几种。
所述热塑性弹性体的填充剂中包括的稳定剂是：硬脂酸钡，钙-锌复合稳定剂其中一种或几种。
所述的热塑性弹性体稳定剂重量份应用比例是：硬脂酸钡0.5-0.8、钙-锌复合稳定剂1-3。
所述热塑性弹性体的填充剂中包括的润滑剂是：硬脂酸、石蜡其中一种或几种。
所述的热塑性弹性体润滑剂重量份应用比例是：硬脂酸1-3、石蜡1-2。
热塑性弹性体的生产方法包括：
(1)、按照上述重量份比例备料：
(2)、将定量的苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)，E-VA-CO三元共聚物或EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物，α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物或α-甲基苯乙烯低聚物，聚苯乙烯666D，煅烧高岭土、轻质氧化镁、氢氧化镁、轻质碳酸镁、氢氧化铝、轻质碳酸钙总量的50％--80％，颜料、邻苯二辛酯或二丁酯总量的60％--80％放在混料器中于90-100℃充分搅拌15-20分钟均匀后，在高温塑炼机上或密炼机中，于130-155℃充分塑炼，将塑炼的胶料和定量的聚氨酯热塑性弹性体(TPU)、硬脂酸钡、钙-锌复合稳定剂、硬脂酸、石蜡和应加入剩余的轻钙、二辛酯或二丁酯在炼胶机上80-105℃温度下合成混炼均匀后，压延成4mm或3mm厚度的胶片，冷却后用切片机或切粒机切成4mm×4mm×3mm的胶粒，包装即为成品。
本发明所提供的技术方案，耐酸、碱，耐低温，耐油，比重轻。用本发明的弹性体物料生产的线缆不仅压缩变形低，抗曲绕性强，而且回弹力佳。本发明弹性体还可生产汽车、拖拉机、铝塑门窗密封条，各种中、高、低压软管，通过吹塑或挤塑等不同生产工艺，制造汽车、摩托车及多种机械不同性能要求的机械部件。用本发明弹性体物料生产上述产品时，免去硫化过程，设备简单，工艺简便，用普通塑料挤出机或橡胶硫化机均可挤出成型，边角余料可反复再利用，节约原材料和生产费用。生产过程中不产生任何“三废”和环境污染；产品在使用过程中也不会产生任何有害气体和有毒物质，造成环境污染。
具体实施方式
实施例1
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                  100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                  20
E-VA-CO三元共聚物(741改性剂)                             30
α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)         8
聚苯乙烯666D(PS666D)                                     30
煅烧高岭土                                               10
轻质氧化镁                                               5
氢氧化镁                                                 5
轻质碳酸镁                                               5
氢氧化铝                                                 5
轻质碳酸钙                                               50
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                               40
颜料                                                     1
硬脂酸钡                                    1
钙-锌复合稳定剂                             2
硬脂酸                                      2
石蜡                                        2
流程简述：将定量的改性剂、MBS、MS-90、PS666D、煅烧高岭土、轻质氧化镁、氢氧化镁、轻质碳酸镁、氢氧化铝、轻质碳酸钙总量的50％-80％。颜料、邻苯二辛酯(或二丁酯)总量的60％-80％放在混料器中于90-100℃充分搅拌15-20分钟均匀后，在高温塑炼机上或密炼机中，于130-155℃充分塑炼，将塑炼的胶料和定量的TPU、助剂(硬脂酸钡、钙-锌复合稳定剂、硬脂酸、石蜡)和应加入剩余的轻钙、二辛酯(或二丁酯)在炼胶机上80-105℃温度下合成混炼均匀后，压延成4mm或3mm厚度的胶片，冷却后用切片机或切粒机切成4mm×4mm×3mm的胶粒，包装即为成品。
实施例2：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 30
E-VA-CO三元共聚物(741改性剂)                            40
α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)        12
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    40
煅烧高岭土                                              15
轻质氧化镁                                              10
氢氧化镁                                               10
轻质碳酸镁                                             10
氢氧化铝                                               10
轻质碳酸钙                                             70
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                             60
颜料                                                   1
硬脂酸钡                                               1
钙-锌复合稳定剂                                        2
硬脂酸                                                 2
石蜡                                                   2
流程简述：同实施例1。
实施例3：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                40
E-VA-CO三元共聚物(741改性剂)                           50
α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)       16
聚苯乙烯666D(PS666D)                                   50
煅烧高岭土                                             20
轻质氧化镁                                             15
氢氧化镁                                               15
轻质碳酸镁                                             15
氢氧化铝                                              15
轻质碳酸钙                                            90
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                            85
颜料                                                  1
硬脂酸钡                                              1
钙-锌复合稳定剂                                       2
硬脂酸                                                2
石蜡                                                  2
流程简述：同实施例1。
实施例4：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                               100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)               50
E-VA-CO三元共聚物(741改性剂)                          60
α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)      18
聚苯乙烯666D(PS666D)                                  60
煅烧高岭土                                            20
轻质氧化镁                                            15
氢氧化镁                                              15
轻质碳酸镁                                            15
氢氧化铝                                              15
轻质碳酸钙                                            100
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                              90
颜料                                                    2
硬脂酸钡                                                1.5
钙-锌复合稳定剂                                         2
硬脂酸                                                  2
石蜡                                                    2
流程简述：同实施例1。
实施例5：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 70
E-VA-CO三元共聚物(741改性剂)                            60
α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)        10
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    40
煅烧高岭土                                              20
轻质氧化镁                                              15
氢氧化镁                                                15
轻质碳酸镁                                              15
氢氧化铝                                                15
轻质碳酸钙                                              100
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                              90
颜料                                                    2
硬脂酸钡                                                1.5
钙-锌复合稳定剂                                         2
硬脂酸                                                  2
石蜡                                                    2
流程简述：同实施例1。
实施例6：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 80
EVA乙烯醋酸乙烯共聚物                                   50
α-甲基苯乙烯低聚物(MS-80)                              10
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    50
煅烧高岭土                                              20
轻质氧化镁                                              15
氢氧化镁                                                15
轻质碳酸镁                                              15
氢氧化铝                                                15
轻质碳酸钙                                              100
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                              90
颜料                                                    2
硬脂酸钡                                                1.5
钙-锌复合稳定剂                                         2
硬脂酸                                        2
石蜡                                          2
本发明的实施例中改性剂采用EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物时，可选择的型号包括EVA28-25、EVA18-3、EVA14-2。
流程简述：将定量的改性剂、MBS、MS-80、PS666D、煅烧高岭土、轻质氧化镁、氢氧化镁、轻质碳酸镁、氢氧化铝、轻质碳酸钙总量的50％--80％。颜料、邻苯二辛酯(或二丁酯)总量的60％--80％放在混料器中于90-100℃充分搅拌15-20分钟均匀后，在高温塑炼机上或密炼机中，于130-155℃充分塑炼，将塑炼的胶料和定量的TPU、助剂(硬脂酸钡、钙-锌复合稳定剂、硬脂酸、石蜡)和应加入剩余的轻钙、二辛酯(或二丁酯)在炼胶机上80-105℃温度下合成混炼均匀后，压延成4mm或3mm厚度的胶片，冷却后用切片机或切粒机切成4mm×4mm×3mm的胶粒，包装即为成品。
实施例7：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 60
EVA乙烯醋酸乙烯共聚物                                   60
α-甲基苯乙烯低聚物(MS-80)                              20
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    50
煅烧高岭土                                              20
轻质氧化镁                                              15
氢氧化镁                                                15
轻质碳酸镁                                              15
氢氧化铝                                                15
轻质碳酸钙                                              120
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                              100
颜料                                                    2
硬脂酸钡                                                1.5
钙-锌复合稳定剂                                         3
硬脂酸                                                  3
石蜡                                                    3
流程简述：同实施例6。
实施例8：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 70
EVA乙烯醋酸乙烯共聚物                                   65
α-甲基苯乙烯低聚物(MS-80)                              15
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    55
煅烧高岭土                                              20
轻质氧化镁                                              15
氢氧化镁                                                15
轻质碳酸镁                                              15
氢氧化铝                                               15
轻质碳酸钙                                             130
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                             105
颜料                                                   2
硬脂酸钡                                               2
钙-锌复合稳定剂                                        3
硬脂酸                                                 3
石蜡                                                   3
流程简述：同实施例6。
实施例9：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                 100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                 70
EVA乙烯醋酸乙烯共聚物                                   65
α-甲基苯乙烯低聚物(MS-80)                              18
聚苯乙烯666D(PS666D)                                    55
煅烧高岭土                                              20
轻质氧化镁                                              15
氢氧化镁                                                15
轻质碳酸镁                                              15
氢氧化铝                                                15
轻质碳酸钙                                              140
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                               110
颜料                                                     3
硬脂酸钡                                                 2
钙-锌复合稳定剂                                          3
硬脂酸                                                   3
石蜡                                                     3
流程简述：同实施例6。
实施例10：
组分：(重量份)
聚氨酯热塑性弹性体(TPU)                                  100
苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)                  80
EVA乙烯醋酸乙烯共聚物                                    70
α-甲基苯乙烯低聚物(MS-80)                               20
聚苯乙烯666D(PS666D)                                     60
煅烧高岭土                                               20
轻质氧化镁                                               15
氢氧化镁                                                 15
轻质碳酸镁                                               15
氢氧化铝                                                 15
轻质碳酸钙                                               150
邻苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)                               120
颜料                                                     3
硬脂酸钡                                     2
钙-锌复合稳定剂                              4
硬脂酸                                       4
石蜡                                         4
流程简述：同实施例6。

Claims (9)

1、一种热塑性弹性体，其特征在于弹性体是由如下重量份的原料组成的：聚氨酯热塑性弹性体100、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸共聚物20-80，改性剂乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物30-70，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯或二丁酯20-100，其它填充剂160-440。
2、根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于所述的弹性体的填充剂包括：软化点增高剂、骨架增强剂、稳定剂、润滑剂、颜料其中一种或几种。
3、根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于所述的弹性体的填充剂中包括的软化点增高剂是：α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物，α-甲基苯乙烯低聚物，聚苯乙烯666D，煅烧高岭土，轻质氧化镁，氢氧化镁，轻质碳酸镁，氢氧化铝其中一种或几种。
4、根据权利要求3所述的热塑性弹性体，其特征在于所述的软化点增高剂重量份应用比例包括：α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物(MS-90)8-20或α-甲基苯乙烯低聚物(M80)8-20，聚苯乙烯666D(PS666D)30-60，煅烧高岭土5-15，轻质氧化镁5-15，氢氧化镁5-15，轻质碳酸镁5-15，氢氧化铝5-15，轻质碳酸钙50-150。
5、根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于所述弹性体的填充剂中包括的稳定剂是：硬脂酸钡、钙-锌复合稳定剂其中一种或几种。
6、根据权利要求5所述的热塑性弹性体，其特征在于所述弹性体稳定剂重量份应用比例是：硬脂酸钡0.5-0.8、钙-锌复合稳定剂1-3。
7、根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于所述弹性体填充剂中包括的润滑剂是：硬脂酸、石蜡其中一种或几种。
8、根据权利要求7所述的热塑性弹性体，其特征在于所述弹性体润滑剂重量份应用比例是：硬脂酸1-3、石蜡1-2。
9、根据权利要求1所述热塑性弹性体的生产方法包括：
(1)、按照重量份比例备料：聚氨酯热塑性弹性体100、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20-80，乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物30-70，α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物或α-甲基苯乙烯低聚物8-20，聚苯乙烯30-60，煅烧高岭土10-20，轻质氧化镁5-15，氢氧化镁5-15，轻质碳酸镁5-15，氢氧化铝5-15，轻质碳酸钙50-150，邻苯二甲酸二辛酯或二丁酯20-100，颜料0.5-1，硬脂酸钡1-2，钙-锌复合稳定剂2-4，硬脂酸2-4，石蜡2-4；
(2)、将定量的苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物，α-甲基苯乙烯低聚物和丙烯酸苯乙烯酯共聚物或α-甲基苯乙烯低聚物，聚苯乙烯666D，煅烧高岭土、轻质氧化镁、氢氧化镁、轻质碳酸镁、氢氧化铝、轻质碳酸钙总量的50％--80％，颜料、邻苯二辛酯或二丁酯总量的60％--80％放在混料器中于90-100℃充分搅拌15-20分钟均匀后，在高温塑炼机上或密炼机中，于130-155℃充分塑炼，将塑炼的胶料和定量的聚氨酯热塑性弹性体(TPU)、硬脂酸钡、钙-锌复合稳定剂、硬脂酸、石蜡和应加入剩余的轻钙、二辛酯或二丁酯在炼胶机上80-105℃温度下合成混炼均匀后，压延成4mm或3mm厚度的胶片，冷却后用切片机或切粒机切成4mm×4mm×3mm的胶粒，包装即为成品。
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