一种低硬度高强度tpe材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及ΤΡΕ材料，特别是一种低硬度高强度ΤΡΕ材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性弹性体TPE(ThermoplasticElastomer)是一种具有橡胶的高弹性，高强 度，高回弹性，又具有可注塑加工等特征的材料。其环保、无毒、安全，硬度范围广，着色性优 良，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性优异，同时加工性能优越，无须硫化，既可以与PP、 PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。
[0003] 传统的TPE材料硬度范围从邵氏35A到邵氏55D，由于一般的低硬度材料相对力学 性能也较弱，市面上硬度低于60A的材料一般拉伸强度不大于8MPA，这对于一些需要低硬 度、高强度的材料还得选择传统硫化橡胶。然而，考虑到TPE材料作为弹性体，其本身固有 的优良物理力学性能，且可回收重复利用的优点使其在加工、制造行业具有着不可替代的 作用。因此，开发一种低硬度高强度的TPE材料是很有必要的。
【发明内容】
[0004] 本发明提出了一种低硬度高强度TPE材料及其制备方法，所述TPE材料具有较低 硬度的同时，具有强度高、弹性变形性好的优点。
[0005] 本发明提出的一种低硬度高强度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0008] 在【具体实施方式】中，SEBS的重量份可以为31、33、35、37、42、46、48、52、56、57、59 ; 聚丙烯的重量份可以为5. 9、6. 3、6. 8、7. 1、8. 7、9. 3、9. 8 ;线性低密度聚乙烯的重量份可 以为31、33、35、37、42、46、48、52、56、57、59 ;聚烯烃弹性体的重量份可以为2· 8、3· 6、4· 5、 5. 9、7. 1、8. 6、9 ;增塑剂的重量份可以为53、55、65、67、75、78、85、82、95 ;抗氧剂的重量份 可以为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;光稳定剂的重量份可以为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、 2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;内润滑剂的重量份可以为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8 ;加工助 剂的重量份可以为 1. 2、1. 5、1. 7、1. 9、2. 1、2. 3、2. 5、2. 8。
[0009] 优选地，所述SEBS为改性SEBS，制备所述改性SEBS的方法包括：将马来酸酐加入 SEBS中进行接枝反应，得到SEBS-g-MAH;再将尼龙6、三乙胺加入苯酚中，加热使固体溶解 完全，向里加入溶有所述SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保温反应；冷却后将所得反应物料倒 入二甲基甲酰胺中静置沉淀，过滤得到沉淀物，所述沉淀物经干燥后得到所述改性SEBS。
[0010] 优选地，制备所述改性SEBS的方法包括：将马来酸酐加入SEBS中进行接枝反应， 得到接枝率为1-3 %的SEBS-g-MAH;再将尼龙6、以尼龙6为基准的0. 3-0. 5wt%的三乙胺 加入苯酚中，加热至140-160°C使固体溶解完全，向里加入溶有所述SEBS-g-MAH的二甲苯 溶液，保温反应9-12h;冷却至常温后将所得反应物料倒入二甲基甲酰胺中静置沉淀l-2h， 过滤得到沉淀物，所述沉淀物在85-90°C下真空干燥至恒重，得到所述改性SEBS;其中SEBS 与尼龙6的重量配比为5-8:1。
[0011] 优选地，制备所述SEBS-g-MAH的接枝反应是通过将SEBS、自由基引发剂和添加剂 预先混合后加入到密炼机中，当SEBS完全塑化后，分两次加入以SEBS为基准的6-8wt%的 MAH，在160-180°C下密炼10_15min，洗涤、过滤得到所述SEBS-g-MAH。
[0012] 优选地，所述聚丙烯的重均分子量为20000-900000、数均分子量为10000-500000、 分子量分布宽度为2. 5-4。
[0013] 优选地，所述TPE材料中还包括5-10重量份的PP-g-MAH。
[0014] 优选地，所述聚烯烃弹性体为三元乙丙橡胶或乙烯-辛烯共聚物；
[0015] 优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸类抗氧剂；
[0016] 优选地，所述增塑剂为芳香烃油、石蜡烃油、环烷烃油中的一种或者多种；
[0017] 优选地，所述内润滑剂为硅酮粉、硅酮母粒、硅油、乙烯基双硬脂酰胺、羟基脂肪酸 类润滑剂中的一种或多种。
[0018] 有限的所述加工助剂为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅中的一种或多种。
[0019] 本发明还提出了一种低硬度高强度TPE材料的制备方法，包括：将SEBS、聚丙烯、 线性低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、增塑剂、抗氧剂、光稳定剂、内润滑剂和加工助剂加入捏 合机中混合，得到预混料；将所述预混料送入双螺杆挤出机中进行塑炼，切粒后得到所述低 硬度高强度TPE材料。
[0020] 优选地，捏合机中捏合温度为100-130°c，捏合时间为10_15min;优选地，双螺杆 挤出机的塑炼加工温度为200-250°C，螺杆转速300-350r/min。
[0021] 本发明中，所述TPE材料限定加入的线性低密度聚乙烯有着较低的硬度和相对较 高的强度，加入线性低密度聚乙烯可以为SEBS基材在制备低硬度、高强度的TPE材料中 有着很好的应用；非极性的SEBS通过采用马来酸酐接枝后与尼龙6进行反应得到的改性 SEBS，克服了SEBS作为非极性物质与强极性尼龙6共混相容性差的缺点的同时，由于尼龙 6的高强度性能，赋予SEBS优良的机械性能，大大改善了SEBS的强度性能，因此通过高强 度的改性SEBS代替一般的SEBS，可以在低硬度的TPE材料基础上获得高强度的TPE材料。 本发明中同时还限定加入特定分子量的聚丙烯和聚烯烃弹性体，二者本身具有良好的耐溶 剂性、耐热性以及加工流动性，可以大大改善TPE材料本身的加工性能；在加入特定含量的 增塑剂基础上，抗氧剂和光稳定剂以及内润滑剂的加入也使得所述制备得到的TPE材料具 有良好的加工性能和力学性能。
[0022] 本发明中，按照上述配方与制备方法制成的低硬度高强度TPE材料，可满足现代 加工、制造行业中对低硬度高强度TPE材料的需求，同时所述TPE材料使用寿命长，且生产 效率高，成本低。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] -种低硬度高强度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0028] 其中，所述SEBS为改性SEBS，制备所述改性SEBS的方法包括：将马来酸酐加 入SEBS中进行接枝反应，得到接枝率为1 %的SEBS-g-MAH;再将尼龙6、以尼龙6为基 准的0. 5wt%的三乙胺加入苯酚中，加热至140°C使固体溶解完全，向里加入溶有所述 SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保温反应12h;冷却至常温后将所得反应物料倒入二甲基甲酰 胺中静置沉淀lh，过滤得到沉淀物，所述沉淀物在90°C下真空干燥至恒重，得到所述改性 SEBS;其中SEBS与尼龙6的重量配比为5:1 ;所述SEBS-g-MAH的接枝反应包括：将SEBS、自 由基引发剂和添加剂预先混合后加入到密炼机中，当SEBS完全塑化后，分两次加入以SEBS 为基准的8wt%的MAH，在160°C下密炼15min，洗涤、过滤得到所述SEBS-g-MAH;
[0029] 所述聚丙稀的重均分子量为20000、数均分子量为500000、分子量分布宽度为 2. 5 ;所述聚烯烃弹性体为三元乙丙橡胶；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述增塑剂为芳 香烃油；所述内润滑剂为硅酮粉；所述加工助剂为碳酸钙。
[0030]实施例2
[0031] -种低硬度高强度TPE材料，其原料按重量份包括：
[0034] 其中，所述SEBS为改性SEBS，制备所述改性SEBS的方法包括：将马来酸酐加 入SEBS中进行接枝反应，得到接枝率为3 %的SEBS-g-MAH;再将尼龙6、以尼龙6为基 准的0. 3wt%的三乙胺加入苯酚中，加热至160°C使固体溶解完全，向里加入溶有所述 SEBS-g-MAH的二甲苯溶液，保温反应9h;冷却至常温后将所得反应物料倒入二甲基甲酰 胺中静置沉淀2h，过滤得到沉淀物，所述沉淀物在85°C下真空干燥至恒重，得到所述改性 SEBS;其中SEBS与尼龙6的重量配比为8:1 ;所述SEBS-g-MAH的接枝反应包括：将SEBS、自 由基引发剂和添加剂预先混合后加入到密炼机中，当SEBS完全塑化后，分两次加入以SEBS 为基准的6wt%的MAH，在180°C下密炼lOmin，洗涤、过滤得到所述SEBS-g-MAH;
[0035] 所述聚丙稀的重均分子量为900000、数均分子量为10000、分子量分布宽度为4 ; 所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物；所述抗氧剂为亚磷酸类抗氧剂；所述增塑剂为石 蜡烃油；所述内润滑剂为硅酮母粒；所述加工