一种sebs接枝共聚物及其制备方法与其用途
【专利摘要】本发明公开了一种SEBS接枝共聚物及其制备方法。SEBS接枝共聚物由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙二胺四乙酸二酐、助反应剂、引发剂、引发助剂、抗氧剂、润滑剂按重量份组成。本发明的SEBS接枝共聚物可以作为非极性材料聚烯烃等与极性材料的界面改性剂，可明显改善两者的相容性，并能提高复合材料的韧性，能显著提高复合材料的综合性能。本发明还提供SEBS接枝共聚物作为聚烯烃类改性材料的相容剂的用途。
【专利说明】一种SEBS接枝共聚物及其制备方法与其用途
[0001]
【技术领域】： 本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及一种SEBS接枝共聚物及其制备方法，以及 作为聚烯烃类改性材料的新型相容剂用途。
[0002]
【背景技术】： 氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS)属于热塑性弹性体领域，由于其中不含不 饱和基团，因而具有比苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)更好的抗紫外线性能。SEBS 具有低温韧性突出、弹性好等特性，一般用做聚烯烃类改性材料的增韧剂。但SEBS属非极 性材料，在聚烯烃与极性材料(如聚酰胺、滑石粉等)进行共混改性时，SEBS只能充当增韧剂 而不能充当相容剂，这样一来，其改性效果较差。
[0003] 目前即可作为聚烯烃与极性材料共混时的增韧剂又可作为相容剂的主要有苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（SBS-g-MAH)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚 物接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH)。本发明通过 加入助反应剂制得这种新型聚烯烃相容剂及增韧剂，即氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚 物接枝共聚物，迄今为止未见报道。
[0004]
【发明内容】
： 本发明的目的在于克服了现有技术的单一性，提供了一种SEBS接枝共聚物及其制备 及方法，本发明的第三个目的是SEBS接枝共聚物作为聚烯烃类改性材料的相容剂的用途。
[0005] 为了实现以上目的，本发明方案的技术是：一种SEBS接枝共聚物，由下列组份按 重量份制备而成： 氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS) 100份 乙二胺四乙酸二酐 1 一 10份 助反应剂 1 一 6份 引发剂 0.05 - 0.8份 引发助剂 2 - 20份 抗氧剂 0. 01 - 0. 6份 润滑剂 0· 01 - 0· 6份。
[0006] 优选方案是，一种聚烯烃的相容剂由下列组份按重量份制备而成： 氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS) 100份 乙二胺四乙酸二酐 1一6份、 助反应剂 1 一 3份 引发剂 0.05 - 0.4份 引发助剂 2 - 12份 抗氧剂 0. 01 - 0. 2份 润滑剂 0· 01 - 0· 2份。
[0007] 其中，所述助反应剂为乙二胺四乙酸、丁二烯、苯乙烯、α -甲基苯乙烯中的至少一 种。
[0008] 所述引发剂为过氧化二异丙苯。
[0009] 所述引发助剂丙酮。
[0010] 所述抗氧剂为四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2， 4_二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
[0011] 所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
[0012] 本发明的另一个目的是提供上述SEBS接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤： (1) 按配比，先将乙二胺四乙酸二酐、助反应剂、引发剂、引发助剂加入温度为70 - 80°C恒温水浴锅内进行搅拌8 - IOmin得混合液； (2) 将氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS)置于高速混合机中，接着从高速混 合机的顶端入口处缓慢加入步骤（1)的混合液，最后加入抗氧剂、润滑剂进行混合； (3) 将步骤（2)混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融接枝共混挤出，最终制得氢化苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物(简称SEBS接枝共聚物）；其中，挤出机从喂料口到 机头的温度依次为 145°C、150°C、155°C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、175°C ; 螺杆转速为200r/min?300r/min。
[0013] 进一步，所述步骤（2)中氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的加入时间为 3-6min，高速混合机的温度为70 - 80°C、转度为150 - 200r/min。
[0014] 对于上述SEBS接枝共聚物的制备方法，需重点说明以下几点： (1)恒温水浴锅的温度为70 - 80°C很重要，因为温度过低则不利于乙二胺四乙酸二 酐、助反应剂、引发剂、引发助剂四者的混合反应；温度过高则其四者反应过于激烈，而容易 发生爆炸。
[0015] (2)将乙二胺四乙酸二酐、助反应剂、引发剂、引发助剂的混合液缓慢加入高混机 中控制关键点为：加入时间约为5min，高混机的转速为150 - 200r/min。如果时间过短，则 混合液加入的太快而使它们与SEBS混合不均；而时间过长，则反应效率下降。高混机的转 速过慢，不利于混合均匀；转速过快，很可能会破坏氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的 链结构。
[0016] (3)挤出机的温度控制在145°C - 175°C之间，温度过低，塑化不均使得接枝率下 降；温度过高，可能导致材料的炭化、分解。
[0017] 本发明的第三个目的是提供SEBS接枝共聚物作为聚烯烃类改性材料的相容剂的 用途。
[0018] 将SEBS接枝共聚物加入到聚酰胺或滑石粉等极性材料改性的聚烯烃材料中进行 混合，再经挤出机共混挤出后，可制得复合材料。SEBS接枝共聚物在其中既作增韧剂又作为 相容剂，提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度与悬臂梁缺口冲击。
[0019] 本发明与现有技术相比，具有如下优点： (1)本发明主要采用乙二胺四乙酸二酐接枝SEBS，以及在助反应剂存在的条件下，所得 SEBS接枝共聚物可明显改善非极性聚烯烃与极性物质之间的相容性。另外，助反应剂的存 在使得乙二胺四乙酸二酐接枝SEBS的效率及接枝率都有所提高，并且提高了其改性复合 材料的机械性能，如拉伸强度与弯曲强度。
[0020] (2)克服了市场品种的单一性，制得了一种用于聚烯烃的新型增韧剂、相容剂为一 体的SEBS接枝共聚物。
[0021] (3)本发明制得的SEBS接枝共聚物，作为增韧剂及相容剂比普通的接枝物 增韧剂及相容剂(如：SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH)、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 (EPDM-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH))效果好。
[0022] (4)本发明新型相容剂的制备工艺简单，生产效率较高。
[0023] 具体实施例： 下面结合一些实施例以及对比实施例对本发明作进一步说明。以下所有实施例及对 比例中，测试标准执行国家标准，拉伸性能执行GB/T 1040且拉伸速度5mm/min，弯曲性能 执行GB/T 9341且弯曲测试速度2mm/min，冲击性能执行GB/T 1843。实施例中PP为聚 丙烯、PE为聚乙烯、PA6为聚酰胺6、Talc为滑石粉、DCP为过氧化二异丙苯、抗1010为四 [β- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗168为三[2,4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯、EBS为乙撑双硬脂酰胺。普通的接枝物增韧剂及相容剂为SEBS接枝马来酸酐 (SEBS-g-MAH)、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸 酐（POE-g-MAH) 实施例1 (1)先将6份乙二胺四乙酸二酐、2份乙二胺四乙酸、1份苯乙烯、0.4份DCP、12份丙酮 加入温度为80°C的恒温水浴锅内进行搅拌大约IOmin得混合液； (2)将100份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合机中，接着从高混 机的顶端入口处缓慢加入步骤（1)所得的混合液，耗时5min，最后加入0. 1份抗1010、0. 1 份抗168、0. 2份EBS混合约5min。其中，高混机的温度为80°C、高混机的转度为200r/min。
[0024] (3)将上述步骤（2)混合好的料子加入双螺杆挤出机进行熔融接枝共混挤出，最终 制得氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物（SEBS接枝共聚物)。其中，挤出机从喂 料口 到机头的温度依次为 145 °C、150°C、155 °C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、 175°C ;螺杆转速为300r/min。
[0025] (4)制备PP/SEBS接枝共聚物/PA6复合材料。取上述SEBS接枝共聚物20份加 入到40份PP和40份PA6中，经高混机混合均匀，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出。 最终制得了 PP/SEBS接枝共聚物/PA6复合材料。具体性能见表1。
[0026] 对比例1 取SEBS-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，经高混机混合均匀，接着加入双 螺杆挤出机中进行共混挤出。最终制得了 PP/SEBS-g-MAH/PA6复合材料。具体性能见表1。
[0027] 对比例2 取EPDM-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，经高混机混合均匀，接着加入双 螺杆挤出机中进行共混挤出。最终制得了 PP/EPDM-g-MAH/PA6复合材料。具体性能见表1。
[0028] 对比例3 取POE-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，经高混机混合均匀，接着加入双螺 杆挤出机中进行共混挤出。最终制得了 PP/P〇E-g-MAH/PA6复合材料。具体性能见表1。
[0029] 对比例4 (1)先将9份乙二胺四乙酸二酐、0. 4份DCP、12份丙酮加入恒温水浴锅内进行搅拌均 匀，搅拌大约l〇min，待用。其中，恒温水浴锅的温度为80°C。
[0030] (2)将100份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合机中，接着从高混 机的顶端入口处缓慢加入步骤（1)所得的混合液，耗时5min，最后加入0. 1份抗1010、0. I 份抗168、0. 2份EBS混合约5min。其中，高混机的温度为80°C、高混机的转度为200r/min。
[0031] (3)将上述步骤（2)混合好的料子加入双螺杆挤出机进行熔融接枝共混挤出，最 终制得SEBS接枝共聚物。其中，挤出机从喂料到机头的温度依次为145°C、150°C、155°C、 16(TC、16(TC、17(rC、17(rC、17(rC、17(rC、175t：;螺杆转速为 300r/min。
[0032] (4)制备PP/SEBS接枝共聚物/PA6复合材料。取上述SEBS接枝共聚物20份加 入到40份PP和40份PA6中，经高混机混合均匀，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出。 最终制得了 PP/SEBS接枝共聚物/PA6复合材料。具体性能见表1。
[0033] 表1实施例1与对比例1 一 4制备的复合材料的基本性能
【权利要求】
1. 一种SEBS接枝共聚物，其特征在于：由下列组份按重量份制备而成： 氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 100份 乙二胺四乙酸二酐 1 一 10份 助反应剂 1 一 6份 引发剂 0.05 - 0.8份 引发助剂 2 - 20份 抗氧剂 0. 01 - 0. 6份 润滑剂 0? 01 - 0? 6份。
2. 根据权利要求1所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：由下列组份按重量份制备而 成： 氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 100份 乙二胺四乙酸二酐 1一6份、 助反应剂 1 一 3份 引发剂 0.05 - 0.4份 引发助剂 2 - 12份 抗氧剂 0. 01 - 0. 2份 润滑剂 0? 01 - 0? 2份。
3. 根据权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述助反应剂为乙二胺四 乙酸、丁二烯、苯乙烯、a -甲基苯乙烯中的至少一种。
4. 根据权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述引发剂为过氧化二异 丙苯。
5. 根据权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述引发助剂丙酮。
6. 根据权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述抗氧剂为四[￠-(3, 5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合 物。
7. 根据权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂 酰胺。
8. -种制备如权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物方法，其特征在于：包括以下步 骤： (1)按配比，先将乙二胺四乙酸二酐、助反应剂、引发剂、引发助剂加入温度为70 - 80°C恒温水浴锅内进行搅拌8 - lOmin得混合液； (2 )将氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合机中，接着从高速混合机的顶 端入口处缓慢加入步骤（1)的混合液，最后加入抗氧剂、润滑剂进行混合； (3)将步骤（2)混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融接枝共混挤出，最终制得氢化 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物；其中，挤出机从喂料口到机头的温度依次为 145°C、150°C、155°C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、175°C ;螺杆转速为 200r/ min~300r/min〇
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤（2)中氢化苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯共聚物的加入时间为3 - 6min，高速混合机的温度为70 - 80°C、转度为150 - 200r/ min〇
10. -种如权利要求1或2所述SEBS接枝共聚物的用途，其特征在于：所述SEBS接枝 共聚物用做聚烯烃类改性材料的相容剂。
【文档编号】C08L87/00GK104419009SQ201310383269
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】杨桂生, 俞飞 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司