一种高回弹耐磨包覆型tpe材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种高回弹耐磨包覆型tpe材料及其制备方法。
背景技术：
2.热塑性弹性体tpe是一种具有橡胶的高弹性，硬度范围广，优良的着色性，又具有可注塑加工特征的材料。tpe的微观结构决定了其性能，tpe材料结构中不含不饱和键，性质比较稳定；tpe材料结构中含有常温为玻璃态的乙烯苯乙烯刚性链段，赋予材料固定的形状，保证使用性能；tpe材料结构中还含有常温为高弹态的丁二烯柔性链段，赋予材料舒适的柔软触感及弹性。tpe材料在生产过程中不引入重金属，不添加有毒的邻苯二甲酸盐增塑剂，符合rohs、reach、en71、pahs及fda环保检测标准。目前世界苯乙烯类tpe的产量约占全部tpe一半左右。
3.但是目前tpe或者以tpe作为基础的材料，存在回弹性差、表面耐刮性较差、机械性能与柔软性匹配不良等缺点，而这些缺点对其在各个领域的推广应用造成极大的制约。
技术实现要素：
4.针对上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种高回弹耐磨包覆型tpe材料及其制备方法，制得的tpe热塑性弹性体材料具有极佳的回弹性，机械性能非常优秀，手感柔软性好，无毒环保，耐候性强，耐磨性、防刮性能优良，加工性能好，包覆能力强，加工工艺简单且具有可重复回收利用的优点，可以广泛适用于各种生活用品、工业用品及户外用品的制造，同时也适用于各种内饰物、内衬的制造。
5.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 60-80份，胺改性sebs15-20份，聚酯型聚氨酯10-15份，茂金属烯烃聚合物8-10份，有机硅酮粉6-8份，重质碳酸钙8-10份，相容剂5-10份，超高分子量聚乙烯3-5份，润滑剂1.0-1.5份，抗氧剂1-2份，填充油60-90份，增粘树脂3-6份。
6.进一步的，所述茂金属烯烃聚合物为茂金属乙烯-辛烯聚合物、茂金属乙烯-丙烯聚合物的一种。
7.进一步的，所述胺改性sebs由sebs中的苯环对位引入硝基、再通过还原反应将硝基转化成氨基而制得。
8.进一步的，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、芥酸酰胺、低分子量聚α-甲基苯乙烯树脂中至少一种。
9.进一步的，所述相容剂为马来酸酐(mah)接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐(mah)接枝sebs的一种。
10.进一步的，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为100万-1000万。
11.进一步的，所述填充油为石蜡油、环烷油的一种，所述填充油的闪点≥220℃，倾点≤-15℃。
12.进一步的，所述抗氧剂为1010与168的复配物，1010与168比例为1:1.2。
13.进一步的，所述增粘树脂为c9石油树脂、萜烯树脂的一种。
14.上述高回弹耐磨包覆型tpe材料的制备方法，包括以下步骤：
15.步骤1)：将sebs和填充油投入转速1000rpm、温度为50℃的高速搅拌器中混合均匀5min，静止20min；
16.步骤2)：按比例将聚酯型聚氨酯、茂金属烯烃聚合物、有机硅酮粉、重质碳酸钙、相容剂、胺改性sebs、超高分子量聚乙烯、润滑剂、抗氧剂和增粘树脂依次投入高速搅拌器中高速混合，转速500rpm；
17.步骤3)：于200-230℃双螺杆挤出机挤出造粒、冷却得到tpe材料。
18.由于采用上述技术方案，与现有技术相比本发明的有益效果包括：
19.1)本发明的聚氨酯弹性纤维，具有柔性的长链段(软性链段)和刚性的短链段(刚性链段)交替组成的结构特殊性，通过其高回弹性、优异的抗张强度和抗撕裂强度、良好的耐候和耐紫外线照射能力，提高了制得的tpe材料的高回弹性。
20.2)本发明超高分子量聚乙烯具有非常高的相对分子质量，在耐磨损性能上，超高分子量聚乙烯管耐磨性高于不锈钢27.3倍，同时其摩擦系数低，能自动润滑，在环境恶劣的情况下，本发明tpe材料制成的工件，耐磨损性能高，能够有效防止工件被磨损拉伤。
21.3)本发明茂金属烯烃聚合物中的乙烯可以结晶，这部分结晶能够作为物理交联点而赋予材料强度，非晶态的乙烯链和辛烯长链(丙烯链)则增强材料的弹性，茂金属烯烃聚合物与sebs、聚酯型聚氨酯相互作用物理交联，改善茂金属烯烃聚合物的耐温等级，不仅大幅度提高生产效率，制得的材料还能够重复使用。
22.4)本发明在加入相容剂，能很好地改善tpe材料的极性，无需硫化，可以循环使用，既可以二次注塑成型，能很好地与pp、pe、pc、ps、abs、pa等基体材料包覆粘合，提高基体材料的手持感。
23.5)本发明加入了胺改性sebs，并且由于聚苯乙烯链段的存在，空间位阻效应降低了茂金属烯烃聚合物分子链排列的规整度，使得制成的tpe材料具有高回弹性能的同时还提高了力学性能，本发明制得的tpe材料shore硬度为60-63a，拉伸强度均≥24mpa，断裂伸长率≥40％，撕裂强度≥70n/m。
24.6)本发明采用密闭式混炼机高速混合和双螺杆挤出机进行二次挤出造粒得到高回弹耐磨tpe材料，产品均匀性好，制备方法简单易操作，无需硫化，制得的tpe材料性能优良。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下说获得的其他实施方式或等同替换，都在本发明的保护范围内。
26.实施例1
27.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 60份，胺改性sebs 15份，聚酯型聚氨酯10份，茂金属乙烯-辛烯聚合物8份，有机硅酮粉6份，重质碳酸钙8份，相
容剂5份，超高分子量聚乙烯3份，润滑剂硬脂酸1.0份，抗氧剂1份，石蜡油60份，c9石油树脂3份。
28.该高回弹耐磨包覆型tpe材料的制备方法包括以下步骤：
29.步骤1)：将60份的sebs与60份的填充油石蜡油投入转速1000rpm、温度为50℃的高速搅拌器中混合均匀5min，静止20min；
30.步骤2)：将10份聚酯型聚氨酯、8份茂金属乙烯-辛烯聚合物、6份有机硅酮粉、8份重质碳酸钙、5份相容剂、15份胺改性sebs、3份超高分子量聚乙烯、1.0份硬脂酸、1份抗氧剂和3份c9石油树脂依次投入高速搅拌器中高速混合，转速500rpm。其中，抗氧剂为1010与168的复配物，1010与168比例为1:1.2；相容剂为马来酸酐(mah)接枝聚烯烃弹性体；胺改性sebs由sebs中的苯环对位引入硝基、再通过还原反应将硝基转化成氨基而制得。
31.步骤3)：于200℃双螺杆挤出机挤出造粒、冷却得到tpe材料。
32.实施例2
33.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 80份，胺改性sebs 20份，聚酯型聚氨酯15份，茂金属乙烯-辛烯聚合物10份，有机硅酮粉8份，重质碳酸钙10份，相容剂10份，超高分子量聚乙烯5份，润滑剂硬脂酸1.5份，抗氧剂2份，石蜡油90份，c9石油树脂6份。制备时，双螺杆挤出机挤出造粒的温度为230℃。
34.实施例3
35.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 60份，胺改性sebs 20份，聚酯型聚氨酯15份，茂金属乙烯-丙烯聚合物10份，有机硅酮粉8份，重质碳酸钙10份，相容剂10份，超高分子量聚乙烯5份，润滑剂芥酸酰胺1.5份，抗氧剂2份，环烷油90份，c9石油树脂6份。制备时，双螺杆挤出机挤出造粒的温度为220℃。
36.实施例4
37.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 80份，胺改性sebs 15份，聚酯型聚氨酯10份，茂金属乙烯-辛烯聚合物8份，有机硅酮粉6份，重质碳酸钙8份，相容剂5份，超高分子量聚乙烯3份，润滑剂低分子量聚α-甲基苯乙烯树脂1.0份，抗氧剂1份，环烷油60份，c9石油树脂3份。制备时，双螺杆挤出机挤出造粒的温度为210℃。
38.实施例5
39.一种高回弹耐磨包覆型tpe材料，包括以下重量份的原料：sebs 70份，胺改性sebs 18份，聚酯型聚氨酯12份，茂金属乙烯-丙烯聚合物8份，有机硅酮粉7份，重质碳酸钙8份，相容剂8份，超高分子量聚乙烯3份，润滑剂硬脂酸锌1.5份，抗氧剂1.5份，石蜡油70份，萜烯树脂5份。制备时，相容剂为马来酸酐(mah)接枝sebs，双螺杆挤出机挤出造粒的温度为230℃。
40.表1实施例1-5的性能测试指数
41.测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5shore硬度(a)6062636162拉伸强度(mpa)2527252426断裂伸长率(％)4240414143撕裂强度(n/m)7073717271回弹性(％)8283818185熔融指数(g/10min)1112111311
42.通过表1可以看出，本发明实施例1-5制得的高回弹耐磨包覆型tpe材料的shore硬度为60-63a，拉伸强度均≥24mpa，断裂伸长率≥40％，撕裂强度≥70n/m，回弹性》80％，熔融指数》10g/10min。
43.选取市面上购买的3种tpe材料作为对比例1-3，其测试效果均不及本发明的实施例1-5，本发明制得的tpe热塑性弹性体材料具有极佳的回弹性，机械性能非常优秀，手感柔软性好，无毒环保，耐候性强，耐磨性、防刮性能优良，加工性能好，包覆能力强，无须硫化，加工工艺简单且具有可重复回收利用的优点，可以广泛适用于各种生活用品、工业用品及户外用品的制造，同时也适用于各种内饰物、内衬的制造。
44.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。