专利名称：热塑性弹性体、其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于工程塑料领域，尤其涉及一种热塑性弹性体、其制备方法和应用。
背景技术：
随着国内外电子工业的快速发展和人们对电磁波干扰产生的严重危害认识的加深，政府制定了 EMC标准强制实施与认证，导电材料的应用获得了更广泛的应用，特别是在汽车零部件、电线电缆和电器产品上，应用越来越广泛。对于柔韧性和较高粘弹性要求的导电复合材料，目前大多数采用导电橡胶，其具有良好的导电、导磁性能和优异的屏蔽效能，且具有优良的气密性和抗腐蚀性，但是导电橡胶成本高，加工成型技术要求苛刻且不能回收利用，不利于环保。导电热塑性弹性体具有良 好的拉伸强度、耐磨、耐疲劳、柔软顺滑且具有导电性，特别适合于成本较低、要求较高粘弹性的ESD和EDM类产品。但是现有的导电热塑性弹性体柔软性、导电率及粘结效果不佳，影响了导电热塑性弹性体的应用。目前市面上的导电热塑性弹性体大都为进口，价格高昂，因此开发一种价格便宜且性能优异的导电热塑性弹性体具有广阔的市场前景。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种热塑性弹性体，解决现有技术中导电热塑性弹性体柔软性、导电率及粘结效果不佳的技术问题；及该热塑性弹性体的制备方法和应用。本发明是这样实现的，一种热塑性弹性体，包括如下重量百分含量的组分
SEBS15~ ^O0U 橡胶填充油10-30%
聚氨酯20 ~ 45%
竹炭纤维5 ~ 15%
无机填料5 ~ 25%
相容剂5 ~ 15%该相容剂选自氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物、热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-热塑性聚氨酯共聚物或热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的中的一种或以上，该无机填料选自碳酸钙粉，滑石粉和硅灰石粉中的一种或以上。本发明进一步提供上述热塑性弹性体制备方法，包括如下步骤
提供该SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、竹炭纤维、无机填料及相容剂；将该SEBS、橡胶填充油、聚氨酯及相容剂混合，得到第一混合物，将竹炭纤维及无机填料混合，得到第二混合物；将所述第一混合物加入主进料口中，所述第二混合物加入侧进料口中进行熔融挤出，得到热塑性弹性体。本发明还提供上述热塑性弹性体在汽车、电线电缆或电器产品中的应用。本发明热塑性弹性体，通过使用SEBS作为基体材料，使得热塑性弹性体的柔软性能得到大大提升；通过SEBS、聚氨酯及上述相容剂的相互作用，实现热塑性弹性体的粘结性能显著增加；通过使用竹炭纤维使得热塑性弹性体的导电性能优异。本发明热塑性弹性体制备方法，采用侧进料的方式将各组分熔融挤出，使得各组分在高速剪切作用下，降低了 粘度，增强了各组分的分散性，使得制备的PET复合材料性能稳定。同时该方法只需将按配方将各组分混合挤出，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供一种热塑性弹性体，该热塑性弹性体具体包括如下重量百分含量的组分
SEBS15~30%
橡胶填充油10-30%
聚氨酯20 ~ 45%
竹炭纤维5 ~ 15%
无机填料5 ~ 25%
相容剂5 ~ 15%该相容剂选自氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物、热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-热塑性聚氨酯共聚物或热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的中的一种或以上，该无机填料选自碳酸钙粉，滑石粉和硅灰石粉中的一种或以上。本发明实施例热塑性弹性体的各个组分相互配合，构成一个整体的技术方案，在热塑性弹性体的导电性、粘结性及柔性方面得到的较大的改善。其中，SEBS为基体树脂，起到载体的作用；竹炭纤维、无机填料及聚氨酯是改性剂，使SEBS的导电性能、韧性及粘结性得到提升；在使用上述重量百分含量的基体树脂、竹炭纤维、聚氨酯及无机填料(碳酸钙粉，滑石粉和硅灰石粉中的一种或以上)的情况下，特别选用上述相容剂(氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物、热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-热塑性聚氨酯共聚物或热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的中的一种或以上)及其用量，改善各个组分之间的相容性，防止在SEBS中加入上述改性剂后出现的起皮、分层、掉尘等现象。该SEBS是指以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。该SEBS的重量百分含量为15 30%、20%、25%、30%等。该橡胶填充油为市售产品，要求运动粘度适中，粘度最佳为30-60cSt(40°C)，其它无特别要求，例如，环氧基橡胶油或石蜡基橡胶油。该聚氨酯是指聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。该热塑性弹性体中聚氨酯以进口原料为佳，例如，该热塑性聚氨酯为S60AW，S70W中的一种。本发明实施例热塑性弹性体中，该SEBS、聚氨酯及上述相容剂三者之间相互配合，相互促进，使得该 热塑性弹性体的粘结性能得到显著提升，在不需要任何粘结剂的能够和ABS、PC及铝等材质紧密结合。该竹炭纤维平均直径10-20nm，长度5_20um优选改性竹炭直径为15_20nm，长度为10-20um，该竹炭纤维的长径比在500以上，通过使用上述长径比的竹炭纤维，能够增强热塑性弹性体的导电性能。该竹炭纤维为纳米级，起到导电添加剂的作用，添加量较少就能使制品表面电阻为IO4-IO12欧姆/平方，满足制品消散静电的效果。在选用上述用量的其他组分的前体下，该竹炭纤维的重量百分含量为5 15%，若低于5%重量，则难以提供导电性；若超过10%重量，表面电阻将低于IO4欧姆平方，不符合本发明的应用范围，且成本增加。进一步，该竹炭纤维经过表面改性处理，该改性处理是指在竹炭纤维中加入硅烷偶联剂，搅拌混合，具体没有限制。该无机填料包括超细碳酸钙，超细滑石粉和针状硅灰石中的一种或几种，该无机填料的直径< 15um，优选小于10微米；该无机填料的长径比至少为15，进一步，该无机填料经过表面改性处理，该改性处理是指在竹炭纤维中加入硅烷偶联剂，搅拌混合，具体没有限制。改性无机填料在本发明热塑性弹性体中起到增强力学性能，如强度的作用，还可以提高制品耐热性、尺寸稳定性和降低陈本的作用。该无机填料的重量百分含量为5 25%，其用量由其他各个组分的含量决定，若添加过高，则会影响材料的韧性。该相容剂选自氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物、热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-热塑性聚氨酯共聚物、热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的至少一种，其用量为5-10%。该相容剂改善了配方各组份之间的相容性，提高了配方的多样性以及材料性能的多样性，添加量过少，则材料出现起皮分层现象，过多则增加成本，同时相容剂的添加也可以进一步提闻了材料的粘结性能。本发明实施例的热塑性弹性体除了有上述SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、纳米竹炭和相容剂等必须成分之外，还包括抗氧剂、分散剂。该抗氧剂选自IrganoxlOlO,瑞士汽巴精化公司生产的四[β _ (3，5_ 二叔丁基_4轻苯基)丙酸]季戍四醇酯；Irganox 168,瑞士汽巴精化公司生产的三(2，4 一二叔丁基酚)亚磷酸醋，本发明的抗氧剂为两种复配。分散剂选自本领域常用的分散剂，例如乙二醇。本发明的导电热塑性弹性体，采用SEBS、改性纳米级竹炭、改性无机填料、相容剂和填充油作为主要原料，其中改性纳米级竹炭粉作为导电填料，改性无机填料为增强剂。本发明所使用的改性纳米级竹炭粉在树脂基体中有良好的分散性，因此只需很少的添加量，就可以赋予制品优异的静电消散能力，且手感柔和，外观清洁不掉尘，不需要任何粘合剂就可以和热塑性塑料ABS、PC以及铝等金属粘合，并可采用传统热塑性树脂的加工方法进行注塑或挤出加工成型，所得的制品具有良好的拉伸强度和弹性、耐磨、耐疲劳和各种不同的硬度。本发明实施例进一步提供上述热塑性弹性体制备方法，包括如下步骤步骤SOl，提供原料提供上述SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、竹炭纤维、无机填料及相容剂；
步骤S02，混合将该SEBS、橡胶填充油、聚氨酯及相容剂混合，得到第一混合物，将竹炭纤维及无机填料混合，得到第二混合物；S03，挤出处理所述第一混合物加入主进料口中，所述第二混合物加入侧进料口中进行熔融挤出，得到热塑性弹性体。步骤SOl中，该SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、竹炭纤维、无机填料及相容剂和前述的相同，在此不重复阐述。进一步，步骤SOl中所提供的原料还包括分散剂及抗氧剂，该分散剂或抗氧剂和前述的相同，在此不重复阐述。进一步，步骤SOl中，还包括将所述竹炭纤维及无机填料分别干燥的步骤，干燥条件为在90 110°C条件下干燥I 4小时，干燥设备没有限制，例如烘箱。步骤S02中，将步骤SOl提供的各组分分别混合，具体为，将SEBS、橡胶填充油、聚氨酯及相容剂加入至混炼机中混合5分钟以上，得到第一混合物，将所述竹炭纤维及无机填料混合，得到第二混合物。进一步，将该分散剂、抗氧剂和SEBS、橡胶填充油、聚氨酯及相容剂混合，得到第一混合物；步骤S03中，将第一混合加入至单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的主加料斗中，同时，将第二混合物加入至单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的侧喂料口中，使第一混合物和第二混合物同时被挤出机混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理步骤，得到热塑性弹性体。挤出处理中，挤出机内部温度范围在165°C _195°C之间，挤出机模头和口模温度在195°C _205°C之间。本发明进一步提供上述热塑性弹性体在汽车、电线电缆或电器产品中的应用。以下结合具体实施例对上述热塑性弹性体及制备方法进行详细阐述。实施例I按表I中实施例I数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速220RPM.将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例2按表I中实施例2数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速 220RPM.将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例3按表I中实施例3数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速220RPM.将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例4按表I中实施例4数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速220RPM.将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例5按表I中实施例5数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速220RPM.
将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例6按表6中实施例6数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合后加入侧喂料口，挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35 0VD=35)双螺杆挤出机，挤出温度165-205°C，螺杆转速220RPM。将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。实施例7按表I中实施例7数据，取SEBS和橡胶填充油在高速搅拌机中混合5分钟，在依次加入除竹炭纤维和无机填料外的各个组分均匀混合10分钟，得到第一混合物，再加入到双螺杆挤出机的主料口 ；将竹炭纤维和无机填料经高速混合机按配比混合得到第二混合物，加入侧喂料口 ；挤出，造粒，干燥即制得本发明的组合物的颗粒产品。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D=35)双螺杆挤出机，挤出温度165_205°C，螺杆转速220RPM。将所得到的颗粒状热塑性弹性体产品在100°C下干燥2小时，然后注塑ASTM样条，测定性能。结果见表2。表I
权利要求
1.一种热塑性弹性体，包括如下重量百分含量的组分SEBS15~30%橡肢填充油丨0~30%聚氨酯20~45%竹炭纤维5 ~ 15%无机填料5 ~ 25%相容剂5 ~ 15% 所述相容剂选自氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物、热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-热塑性聚氨酯共聚物或热塑性丁苯橡胶-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的中的一种或以上，所述无机填料选自碳酸钙粉，滑石粉和硅灰石粉中的一种或以上。
2.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述竹炭纤维的直径10 20纳米，长度5 20微米。
3.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述竹炭纤维的直径15 20纳米，长度10 20微米。
4.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述无机填料的长度小于10微米。
5.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述无机填料的长径比不小于15。
6.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述橡胶填充油选自环氧基橡胶油或石蜡基橡胶油。
7.如权利要求I所述的热塑性弹性体，其特征在于，还包括重量百分含量为O.05 I.5%的抗氧剂，重量百分含量为O. 05 I. 5%的分散剂。
8.如权利要求I 7任一项所述的热塑性弹性的体制备方法，包括如下步骤 提供所述SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、竹炭纤维、无机填料及相容剂； 将所述SEBS、橡胶填充油、聚氨酯及相容剂混合，得到第一混合物，将所述竹炭纤维与无机填料混合，得到第二混合物； 将所述第一混合物加入主进料口中，所述第二混合物加入侧进料口中进行熔融挤出，得到热塑性弹性体。
9.如权利要求8所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出是采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机挤出，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机内部温度为165 195°C，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机模头及口模温度为195 205°C。
10.如权利要求I 7任一项所述的热塑性弹性体在汽车、电线电缆或电器产品中的应用。
全文摘要
本发明适用于工程塑料领域，提供了一种热塑性弹性体、其制备方法和应用。该热塑性弹性体包括SEBS、橡胶填充油、聚氨酯、竹炭纤维、无机填料及相容剂。本发明热塑性弹性体，通过使用SEBS作为基体材料，使得热塑性弹性体的柔软性能得到大大提升；通过SEBS、聚氨酯及上述相容剂的相互作用，实现热塑性弹性体的粘结性能显著增加；通过使用竹炭纤维使得热塑性弹性体的导电性能优异。本发明热塑性弹性体制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。
文档编号C08L53/02GK102924900SQ201210257438
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者梁胜, 何征, 张尊昌, 刘则安, 管静 申请人:深圳市沃特新材料股份有限公司