一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料及其制法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域,具體公開了一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按照重量百分?jǐn)?shù)計,包括苯乙烯類嵌段共聚物20?45%、填充油5?18%、聚丙烯8?30%、增韌劑2?15%、阻燃劑19?40%、助劑0.5?2%。本發(fā)明還公開了前述高流動增韌型熱塑性彈性體材料的制備方法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,通過合理的組分及配比,賦予了產(chǎn)品優(yōu)異的綜合性能,而且具有高韌性、高流動性等特點(diǎn),在USB插頭、SR等低頻電線使用時加工溫度可降低至180?190℃,顯著節(jié)約了能源,易于成型,應(yīng)用前景好。
【專利說明】
一種高流動増韌型熱塑性彈性體材料及其制法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種高流動增韌型熱塑性彈性體 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性材料在電線電纜中的應(yīng)用符合環(huán)保高效節(jié)能等潮流,對于促進(jìn)電線電纜行 業(yè)發(fā)展有積極意義。聚烯烴熱塑性彈性體、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚氨酯熱塑性彈性體及 聚酯類熱塑性彈性體等彈性體被廣泛用于電線電纜絕緣料中。苯乙烯類熱塑性彈性體TPES 用作導(dǎo)線和電纜的絕緣和護(hù)套材料,具有很好的回彈性和低溫屈撓性,可與交聯(lián)的PE、硫化 橡膠和PVC媲美,在強(qiáng)度、耐磨性能、耐碾壓、抗沖擊、防火、熱穩(wěn)定性、介電性能等方面均具 有較大優(yōu)勢。
[0003] 然而,現(xiàn)有彈性體材料應(yīng)用于如USB插頭及其SR等低頻電線中加工溫度往往要達(dá) 至|J220°C以上,流動性及韌性相對較差等問題,不良品率較高,加工成型過程中存在開裂、瑕 疵等缺陷,迫切需要進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品性能以提升良品率,降低能耗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于,針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,提供一種高流動增韌型熱塑性彈 性體材料,具有高韌性、高流動性、加工溫度低、節(jié)約能源、易于成型等特點(diǎn),綜合性能優(yōu)異。
[0005] 本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006] -種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包括: 苯乙烯類嵌段共聚物 20-45% 填充油 5-18% 聚丙烯 8-30%
[0007] 增韌劑 2-15% 阻燃劑 19-40% 助劑 0.5-2%。
[0008] 優(yōu)選地,所述的苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均 分子量為12-18萬;具體可以選用如臺橡的6154、岳化的503T。
[0009] 優(yōu)選地,所述的填充油為石蠟油、環(huán)烷油中的至少一種;具體可以選用克拉瑪依的 KNH4006、250N。
[0010] 優(yōu)選地,所述的聚丙烯為均聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯中的至少一種;具體可以選 用泰國石化的1100NK、臺塑的5090T。
[0011] 優(yōu)選地,所述的增韌劑為乙烯-辛烯原位聚合物、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚 合物中的至少一種;具體可以選用陶氏化學(xué)的8480、三井的MD715。
[0012] 優(yōu)選地,所述的阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑,具體可以選用日本艾迪科的FP-2000;
[0013] 優(yōu)選地,所述的助劑按重量百分?jǐn)?shù)計包括包括滑劑0.2-1.5%、抗氧劑0.1-0.3%、 抗 UV劑0.2-0.3%。
[0014] 優(yōu)選地,所述的滑劑為硅酮類、PE蠟類、酰胺類中的至少一種;具體可以選用北京 星貝達(dá)的ST-LS100、霍尼韋爾的AC629A。所述的抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、受阻胺類 中的至少一種;具體可以選用巴斯夫的1010、1098或168;所述的抗UV劑為紫外線吸收劑、受 阻胺類中的至少一種,具體可以選用巴斯夫的234、329、770。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明通過將填充油擴(kuò)散分布于苯乙烯類嵌段共聚物的分子鏈 中,分子鏈之間的作用減弱,流動性增加,同時將相容性非常好的聚丙烯加入以調(diào)節(jié)產(chǎn)品硬 度和力學(xué)性能,利用增韌劑改善產(chǎn)品整體的韌性及提升組分之間的相容性,利于加工,增強(qiáng) 產(chǎn)品的強(qiáng)度,還配以無鹵阻燃劑保證了產(chǎn)品的阻燃效果,提高了阻燃級別,抗氧劑和抗UV劑 增強(qiáng)產(chǎn)品的耐候性、耐黃變、抗UV等性能,而滑劑硅樹脂的加入則有助于減弱物料與螺桿、 機(jī)筒之間的摩擦,降低能耗,還賦予產(chǎn)品優(yōu)異的耐刮性能,最終產(chǎn)品易于加工,具有高流動 性、高強(qiáng)韌性等特點(diǎn),生產(chǎn)加工簡便,易于成型,主要應(yīng)用在USB插頭、SR等低頻電線等小家 電電線電纜料中。
[0016] 而且,本發(fā)明的彈性體材料用于小家電特別是USB插頭及其SR等低頻電線上,加工 溫度可降低至180_190°C,而現(xiàn)有彈性體加工溫度要達(dá)到220°C以上,采用本發(fā)明的彈性體 材料顯著節(jié)約了能源,且無鹵環(huán)保,節(jié)能減排,無廢氣廢料產(chǎn)生,邊角料可以重復(fù)利用,耐侯 性好,良品率可提高至99%以上;原料來源廣,成本低,方便易得,最終產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種前述高流動增韌型熱塑性彈性體材料的制備方法,其包括以 下步驟:
[0018] S1:將苯乙烯類嵌段共聚物、填充油置于高速混合機(jī)中高速攪拌,使苯乙烯類嵌段 共聚物完全吸收填充油;
[0019] S2:將聚丙烯、增韌劑和助劑等置于混合機(jī)內(nèi),高速攪拌,混合分散均勻,得到混 合物料;
[0020] S3:將混合物料倒入擠出機(jī)中,混煉擠出,得到高流動增韌型熱塑性彈性體材料。
[0021] 優(yōu)選地,步驟S1中高速攪拌速度為1800-2000r/min,攪拌過程中升溫至40-50°C; 步驟S2中高速攪拌速度為1800-2000r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比> 40,主機(jī)轉(zhuǎn)速為300-500r/min,加工溫度為190-220°C,喂料轉(zhuǎn)速為20-40r/min,濾網(wǎng)的目數(shù) 為80目-100目。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):工藝精準(zhǔn),可操作性強(qiáng),產(chǎn)品性能穩(wěn)定,原料來源 豐富,成本低,獲得的產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異,產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中易于加工,提升了產(chǎn)品的價值。
[0023] 上述是發(fā)明技術(shù)方案的概述,以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】,對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】:
[0024]為了使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說 明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1:本實(shí)施例提供的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包 括: 苯乙烯類嵌段共聚物 45% 填充油 18%
[0026] 聚丙烯 8% 增靭劑 8% 阻燃劑 19%
[0027] 助劑 2%.
[0028] 本實(shí)施例還提供了前述高流動增韌型熱塑性彈性體材料的制備方法,其包括以下 步驟:
[0029] S1:將苯乙烯類嵌段共聚物、填充油置于高速混合機(jī)中高速攪拌,使苯乙烯類嵌段 共聚物完全吸收填充油;
[0030] S2:將聚丙烯、增韌劑和助劑等置于混合機(jī)內(nèi),高速攪拌,混合分散均勻,得到混合 物料;
[0031 ] S3:將混合物料倒入擠出機(jī)中,混煉擠出,得到高流動增韌型熱塑性彈性體材料。
[0032]其中,苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為 12-18萬;填充油為石蠟油;聚丙烯為均聚聚丙烯;增韌劑為乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃劑 為磷氮系無鹵阻燃劑;助劑按重量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑1.5%、抗氧劑0.3%、抗UV劑0.2% ;滑 劑為硅酮類;抗氧劑為受阻酚類;抗UV劑為紫外線吸收劑。
[0033] 在制備過程中,步驟S1中高速攪拌速度為1800r/min,攪拌過程中升溫至50°C;步 驟S2中高速攪拌速度為2000r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn) 速為500r/min,加工溫度為220°C,喂料轉(zhuǎn)速為20r/min,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
[0034]實(shí)施例2:本實(shí)施例提供的高流動增韌型熱塑性彈性體材料及其制備方法,與實(shí)施 例1基本相同,不同之處在于:一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包 括:
[0035] 苯乙烯類嵌段共聚物 30% 填充油 13% 聚丙烯 30%
[0036] 增靭劑 2%: 阻燃劑 24.5% 助劑 0.5%。
[0037]其中,苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為 12-18萬;填充油為環(huán)烷油;聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯;增韌劑為馬來酸酐接枝乙烯-辛烯原 位聚合物;阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑;助劑按重量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑0.2%、抗氧劑 0.1 %、抗UV劑0.2% ;滑劑為PE蠟類;抗氧劑為亞磷酸酯類;抗UV劑為受阻胺類。
[0038] 在制備過程中,步驟S1中高速攪拌速度為2000r/min,攪拌過程中升溫至40°C;步 驟S2中高速攪拌速度為1800r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn) 速為300r/min,加工溫度為190°C,喂料轉(zhuǎn)速為40r/min,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
[0039] 其他與實(shí)施例i相同,在此不再累贅。
[0040] 實(shí)施例3:本實(shí)施例提供的高流動增韌型熱塑性彈性體材料及其制備方法,與實(shí)施 例1基本相同,不同之處在于:一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包 括: 苯乙烯類嵌段共聚物 20% 填充油 15%
[0041] 聚內(nèi)烯 28% 增靭劑 15% 阻燃劑 20.5%
[0042] 助劑 1.5%。
[0043] 其中,苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為 12-18萬;填充油為5%石蠟油、10%環(huán)烷油;聚丙烯為10%均聚聚丙烯、18%無規(guī)共聚聚丙 烯;增韌劑為馬來酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑;助劑按重 量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑1 %、抗氧劑〇 . 3 %、抗UV劑0.2 % ;滑劑為酰胺類;抗氧劑為受阻胺類; 抗UV劑為0.1 %紫外線吸收劑、0.1 %受阻胺類。
[0044] 在制備過程中,步驟S1中高速攪拌速度為1900r/min,攪拌過程中升溫至45°C;步 驟S2中高速攪拌速度為1900r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn) 速為400r/min,加工溫度為200°C,喂料轉(zhuǎn)速為30r/min,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
[0045] 其他與實(shí)施例1相同,在此不再累贅。
[0046] 實(shí)施例4:本實(shí)施例提供的高流動增韌型熱塑性彈性體材料及其制備方法,與實(shí)施 例1基本相同,不同之處在于:一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包 括: 苯乙烯類嵌段共聚物 32% 填充油 Μ 聚丙烯 8%
[0047] 增韌劑 11% 阻燃劑 40% 助劑 1%。
[0048]其中,苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為 12-18萬;填充油為4%石蠟油、4%環(huán)烷油;聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯;增韌劑為6%乙烯-辛 烯原位聚合物、5 %馬來酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑;助劑 按重量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑〇. 5 %、抗氧劑0.3 %、抗UV劑0.2 % ;滑劑為0.3 %硅酮類、0.2 %酰 胺類;抗氧劑為0.1%受阻酚類、0.2%受阻胺類;抗UV劑為0.1%紫外線吸收劑、0.1%受阻 胺類。
[0049] 在制備過程中,步驟S1中高速攪拌速度為2000r/min,攪拌過程中升溫至48°C;步 驟S2中高速攪拌速度為1800r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn) 速為480r/min,加工溫度為210°C,喂料轉(zhuǎn)速為25r/min,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
[0050]其他與實(shí)施例1相同,在此不再累贅。
[0051]實(shí)施例5:本實(shí)施例提供的高流動增韌型熱塑性彈性體材料及其制備方法,與實(shí)施 例1基本相同,不同之處在于:一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,按重量百分?jǐn)?shù)計,包 括: 苯乙烯類嵌段共聚物 32% 填充油 5% 聚丙烯 20%
[0052] 增韌劑 6% 阻燃劑 35.5% 助劑 1.5:%。
[0053]其中,苯乙烯類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為 12-18萬;填充油為環(huán)烷油;聚丙烯為均聚聚丙烯;增韌劑為乙烯-辛烯原位聚合物;阻燃劑 為磷氮系無鹵阻燃劑;助劑按重量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑〇.9%、抗氧劑0.3%、抗UV劑0.3% ;滑 劑為0.4%硅酮類、0.5%PE蠟類;抗氧劑為受阻胺類;抗UV劑為紫外線吸收劑。
[0054] 在制備過程中,步驟S1中高速攪拌速度為2000r/min,攪拌過程中升溫至46°C;步 驟S2中高速攪拌速度為1800r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn) 速為460r/min,加工溫度為220°C,喂料轉(zhuǎn)速為30r/min,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
[0055] 其他與實(shí)施例1相同,在此不再累贅。
[0056] 上述實(shí)施例的測試結(jié)果詳見表1:本發(fā)明獲得產(chǎn)品的綜合性能優(yōu)異,特別是通過低 分子量的彈性體基材,配以填充油擴(kuò)散至分子鏈之間,配以增韌劑、聚丙烯增加了彈性體之 間的相容性,提高了產(chǎn)品的流動性,最終產(chǎn)品應(yīng)用于小家電電線電纜等時易于加工,易于成 型,降低了能耗,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
[0057]表1為實(shí)施例1-5的性能測試結(jié)果
[0058]
[0059] 本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,采用與本發(fā)明上述實(shí)施例相同或近似的材料、結(jié) 構(gòu)、方法,而得到的材料或方法,均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,按重量百分?jǐn)?shù)計,包括: 苯乙烯類嵌段共聚物 20-45% 填充油 5-18% 聚丙烯 8-30% 增韌劑 2-15% 阻燃劑 19-40% 助劑 0. 5-2%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的苯乙烯 類嵌段共聚物為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物,數(shù)均分子量為12-18萬。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的填充油 為石蠟油、環(huán)烷油中的至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的聚丙烯 為均聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的增韌劑 為乙烯-辛烯原位聚合物、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯原位聚合物中的至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的阻燃劑 為磷氮系無鹵阻燃劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的助劑按 重量百分?jǐn)?shù)計包括滑劑〇. 2-1.5 %、抗氧劑0.1-0.3 %、抗UV劑0.2-0.3 %。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高流動增韌型熱塑性彈性體材料,其特征在于,所述的滑劑為 硅酮類、PE蠟類、酰胺類中的至少一種;所述的抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、受阻胺類中 的至少一種;所述的抗UV劑為紫外線吸收劑、受阻胺類中的至少一種。9. 一種權(quán)利要求1-8之一所述高流動增韌型熱塑性彈性體材料的制備方法,其特征在 于,包括以下步驟: SI:將苯乙烯類嵌段共聚物、填充油置于高速混合機(jī)中高速攪拌,使苯乙烯類嵌段共聚 物完全吸收填充油; S2:將聚丙烯、增韌劑和助劑等置于混合機(jī)內(nèi),高速攪拌,混合分散均勻,得到混合物 料; S3:將混合物料倒入擠出機(jī)中,混煉擠出,得到高流動增韌型熱塑性彈性體材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述高流動增韌型熱塑性彈性體材料的制備方法,其特征在于,步 驟Sl中高速攪拌速度為1800-2000r/min,攪拌過程中升溫至40-50 °C ;步驟S2中高速攪拌速 度為1800-2000r/min;步驟S3中擠出機(jī)的直徑為40-50mm、長徑比>40,主機(jī)轉(zhuǎn)速為300-500以1^11,加工溫度為190-220°(:,喂料轉(zhuǎn)速為20-4(^/1^11,濾網(wǎng)的目數(shù)為80目-100目。
【文檔編號】C08L51/06GK106009465SQ201610511272
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】伍春平
【申請人】中廣核高新核材集團(tuán)(東莞)祈富新材料有限公司