CN1970604A - 一种改善sebs/pp弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，方法步骤为：1.将SEBS弹性体充油，即将SEBS与白油以1∶0.8～1∶2.0的质量比，在高速混合机中搅拌混合3分钟，取出后静置24小时以上，使SEBS充分溶胀；2.将充油好的SEBS与改性剂PP以1∶0.3～1∶2的质量比，配合质量比为3～10％的填料、配合质量比为0.1～0.5％的抗氧剂，在高速混合机中搅拌3分钟，充分混合均匀后，将其加入到密炼机熔融混炼，混炼温度190～220℃，混炼时间15～60分钟；将共混料在密炼腔中冷却、出料；用粉碎机粉粹，得到直径为3－5mm的粒料。本发明使SEBS/PP/填料弹性体材料的永久形变得到较明显改善。
Description
技术领域
本发明涉及不同形态结构的多种填料对SEBS/PP弹性体材料力学松弛性能的影响。确切地说，涉及采用天然层状硅酸盐蒙脱土(MMT)、亲有机的层状硅酸盐蒙脱土(OMMT)、空心玻璃微珠以及重质碳酸钙等粉末状填料作为抗压缩永久形变改性剂改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，属于化学材料制备技术领域。
背景技术
热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)是结构为聚苯乙烯(S)-聚乙烯(E)/聚丁烯(B)-聚苯乙烯(S)的三嵌段共聚物。三嵌段构型的SEBS的基本性能特征为：在常温下聚苯乙烯嵌段硬而强，与中间的弹性体嵌段不相容，呈相分离状态；聚苯乙烯嵌段通过范德华引力作用形成相区，分散于弹性基体相中，并与弹性体嵌段形成物理交联的网络，这种以弹性链段为连续相，聚苯乙烯嵌段为分散相的网络结构赋予了SEBS与传统硫化橡胶相似的弹性体性能。SEBS中弹性体嵌段已经完全氢化，使其具有①优异的耐候性，对臭氧、紫外线、电弧有良好的耐受性；②耐低温性，在-60℃条件下仍保持良好的柔韧性等特点。
由于SEBS优良的橡胶弹性、优异的耐候性、耐低温性、环保性能等，使得SEBS作为主体材料在许多领域得以应用。从整个弹性体应用市场的调研情况来看，在国际市场上，它们已成功地应用于如家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器材、建筑业、制鞋业等。
以SEBS作为弹性体材料单独使用存在一些问题，如SEBS的价格昂贵；SEBS与传统的硫化橡胶相比，存在着刚性过大、压缩变形大、密度高等缺点；其使用温度上限及耐溶剂性、耐油性等方面通常都不及传统硫化橡胶等。
采用在弹性体中添加其他组分对弹性体进行改性，是开发具有综合性能的新型高分子弹性体材料的最佳途径之一。本发明中使用热塑性塑料聚丙烯(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。此外，PP价格低廉，可降低SEBS弹性体材料的成本。
填料在聚合物中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，同时，填料的加入也大大降低了材料的成本，变的更经济、实用。
发明内容
本发明的技术问题是需要改善SEBS/PP弹性体材料的抗压缩永久形变性能，而提出一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法。
本发明的技术方案是：一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，特点是方法步骤为：
1、将SEBS弹性体充油，即将SEBS与白油以1∶0.8～1∶2.0的质量比，在高速混合机中搅拌混合3分钟，取出后静置24小时以上，使SEBS充分溶胀；
2、将充好油的SEBS与改性剂PP以1∶0.3～1∶2的质量比，配合质量比为3～10％的填料、配合质量比为0.1～0.5％的抗氧剂，在高速混合机中搅拌3分钟，充分混合均匀后，将其加入到密炼机熔融混炼，混炼温度190～220℃，混炼时间15～60分钟；
3、共混料在密炼腔中冷却、出料；用粉碎机粉粹，得到直径为3-5mm的粒料。
所述填料为天然层状钠基硅酸盐蒙脱土(MMT)、亲有机的层状硅酸盐有机化蒙脱土(OMMT)、空心玻璃微珠以及重质碳酸钙四种粉末状物质。
OMMT是钙基MMT经有机插层剂处理制得，制备方法参照专利《由钙基蒙脱土制备高分子复合材料用的有机化蒙脱土方法》(申请号02155460.9，公开号CN 1424364A)。有机插层剂选自十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵。
其余三种填料经干燥处理后直接取用。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括抗氧剂1010、抗氧剂168。
本发明的有益效果是：采用天然层状硅酸盐蒙脱土(MMT)、亲有机的层状硅酸盐蒙脱土(OMMT)、空心玻璃微珠以及重质碳酸钙等粉末状填料作为抗压缩永久形变改性剂，使用熔融共混复合法制备SEBS/PP/填料弹性体材料，使SEBS/PP/填料弹性体材料的永久形变得到较明显改善，填料在聚合物中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，同时，填料的加入也大大降低了材料的成本，变的更经济、实用。
具体实施方式
实施例1：蒙脱土改性的SEBS/PP弹性体材料
首先将SEBS弹性体充油，即将SEBS与白油以1∶1.5的质量比，在高速混合机中搅拌混合3分钟，取出后静置24小时以上，使SEBS充分溶胀。
将上述充油好的SEBS与改性剂PP以1∶0.6的质量比以及5％质量百分含量的蒙脱土原土(MMT)，0.2％质量百分含量的抗氧剂1010，在高速混合机中搅拌3分钟，充分混合均匀；然后将混合物加入密炼机中熔融混炼，混炼温度200℃，混炼时间30分钟。最后将共混料在密炼腔中冷却，出料，粉碎得直径为3～5mm的粒料。
实施例2：有机化蒙脱土改性的SEBS/PP弹性体材料
首先将MMT有机化。处理过程如下：按质量比为2∶1称取蒙脱土和有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵，加入适量蒸馏水，放在烧杯中，在80℃下搅拌反应12小时。反应完成后，反应液冷却至室温，减压抽滤，将所得乳白色沉淀物滤饼放入烘箱中，80℃下干燥，直至恒重。研磨粉碎过120目筛，得到的白色有机化蒙脱土粉末。
将充油好的SEBS与改性剂PP以1∶0.6的质量比以及5％质量百分含量的有机化蒙脱土(OMMT)，0.2％质量百分含量的抗氧剂1010，在高速混合机中搅拌3分钟，充分混合均匀；然后将混合物加入密炼机中熔融混炼，混炼温度200℃，混炼时间30分钟。最后将共混料在密炼腔中冷却，出料，粉碎得直径为3～5mm的粒料。
用同样的加工方法制备不加填料的弹性体材料，并以同样的方法对加填料和不加填料制备成的弹性体材料进行压缩永久形变的测量，以作比较。用注塑机将上述共混物颗粒注塑成直径为(29±0.5)mm，高度为(12.5±0.3)mm的圆柱体。从注射样品中选取三个肉眼观察无气泡、杂质和损伤的样品，参照国标GB/T7759-1996进行压缩永久形变的测量。
测试结果
加填料和不加填料制备成的弹性体材料置于一压缩装置内，材料经72小时压缩后，撤载，自由放置0.5小时后，SEBS/PP弹性体材料的压缩永久形变测试结果如下表1所示。
表1填料加入量为5％时弹性体压缩72小时后的压缩永久形变
| 填料名称 | ------- | OMMT | MMT | 重质碳酸钙 | 空心玻璃微珠 |
| 压缩永久形变/％ | 55.7 | 37.8 | 40.4 | 42.6 | 52.3 |
注：-------表示没有添加任何填料的SEBS/PP弹性体材料
表1的数据显示出，本发明所列出的四种填料均对SEBS/PP弹性体材料的抗压缩永久形变性能有改善。撤去压力后，材料的形变恢复情况均比不加填料的材料好。通过比较发现，作为材料抗压缩永久形变改性剂，OMMT的改性效果最佳。即加入OMMT后，SEBS/PP弹性体材料的永久形变得到较明显改善。
Claims (5)
1.一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，其特征在于方法步骤为：
1)将SEBS弹性体充油，即将SEBS与白油以1∶0.8～1∶2.0的质量比，在高速混合机中搅拌混合3分钟，取出后静置24小时以上，使SEBS充分溶胀；
2)将充油好的SEBS与改性剂PP以1∶0.3～1∶2的质量比，配合质量比为3～10％的填料、配合质量比为0.1～0.5％的抗氧剂，在高速混合机中搅拌3分钟，充分混合均匀后，将其加入到密炼机熔融混炼，混炼温度190～220℃，混炼时间15～60分钟；
3)将共混料在密炼腔中冷却、出料；用粉碎机粉粹，得到直径为3-5mm的粒料。
2.根据权利要求1所述的一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，其特征在于，步骤2)中所述填料选自天然层状钠基硅酸盐蒙脱土(MMT)、亲有机的层状硅酸盐有机化蒙脱土(OMMT)、空心玻璃微珠以及重质碳酸钙四种粉末状物质之一种。
3.根据权利要求2所述的一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，其特征在于，所述的亲有机的层状硅酸盐有机化蒙脱土(OMMT)是钙基MMT经有机插层剂处理制得，所述的有机插层剂选自十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵四种之一种。
4.根据权利要求2所述的一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，其特征在于，天然层状钠基硅酸盐蒙脱土(MMT)、空心玻璃微珠以及重质碳酸钙三种填料经干燥处理后直接取用。
5.根据权利要求1所述的一种改善SEBS/PP弹性体材料抗压缩永久形变性能的方法，其特征在于，步骤2)中所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括抗氧剂1010、抗氧剂168。
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