Tpe材料及其制备方法
【专利摘要】一种TPE材料，其特征在于：由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体30－40份，增塑剂20－30份，聚烯烃类弹性体15－25份，聚丙烯10－30份，无机填料5-10份，抗菌剂0.06－0.2份，助剂1-4份。上述TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤：按比例配备原料；将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂混合；加入其它原料混合，获得混合物料；共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。本发明的TPE材料回弹性好，手感舒服，比重硬度可任意调节，硬度范围广，为产品设计者提供了更大选择空间，并且产品加工时不会产生有害气体，符合欧盟出口标准，因此与PVC材料相比具有更好的出口竞争优势，可用于耳机线材，也可以用于二次注塑加工；用于挤出加工时还可用于密封条的生产。
【专利说明】TPE材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高分子化合物的组合物，具体涉及一种ΤΡΕ材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性弹性体(英文全称为Thermoplastic Elastomer,简称为ΤΡΕ，本文中统一米 用简称描述）是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。 它同时具有热塑性塑料的加工性能和硫化橡胶的物理性能。
[0003] 由于TPE材料环保、无毒安全，拥有优良的着色性，触感柔软，它具有较佳的耐候 性、抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，并且可以循环使用，能够有效降低使用成本。此外， 由于在它的生产过程中不需硫化，因此大大简化了生产流程并有效降低了耗能。TPE材料既 可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。TPE材料 由于具有优异的性能，近年来在日用品、电子电器、通讯、汽车行业等领域得到越来越广泛 的应用。
[0004] 但是目前TPE或者以TPE为基础的材料，还存在比重较大、表面耐刮性较差、不具 有抗菌功能等缺点，而这些缺点对其在某些领域的推广应用造成极大的制约。
[0005]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺点，提供一种TPE材料，这种TPE 材料回弹性好、手感舒服、比重硬度可任意调节、硬度范围广。采用的技术方案如下： 一种TPE材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体30 - 40份，增塑剂20 - 30份，聚烯烃类弹性体15 - 25份，聚丙烯10 - 30份，无机填料5 - 10份，抗菌剂〇· 06 - 0· 2份，助剂1-4份。
[0006] 所述苯乙烯类热塑性弹性体是基础材料。较优的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性 体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS)与苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚 物（SBS)中的一种或两者的组合。
[0007] 所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS)为苯乙烯-丁烯-苯乙烯 嵌段共聚物（SBS)加氢制得，在耐老化性能上有明显的优势。因此，优选的方案，所述苯乙 烯类热塑性弹性体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS)。
[0008] 优选的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为30%-35%(重量百分 比），分子量为20-25万。更优的方案，所述苯乙烯类热塑性弹性体的分子结构为线型结构。 该苯乙烯类热塑性弹性体硬度为73 - 75 (shore A)，300%拉伸应力彡5. OMPa。
[0009] 优选的方案，所述增塑剂为环烷油。
[0010] 优选的方案，所述聚烯烃类弹性体为聚乙烯辛稀共弹性体（Ρ0Ε)。加入聚乙烯辛稀 共弹性体可以改善TPE材料的韧性及弹性。
[0011] 优选的方案，所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、白烟和透明粉中的一种或者两种。 无机填料主要作用在于减小材料的收缩率、调节材料密度降低成本；非透明材料选用滑石 粉、碳酸钙及白烟，透明材料选用透明粉。
[0012] 优选的方案，所述抗菌剂为纳米银抗菌剂。通过加入纳米银抗菌剂使其具有具有 抗菌抑霉功能。
[0013] 优选的方案，所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种或两者的组合；所述抗氧剂为 受阻酚类抗氧剂，所述润滑剂为硬脂酸盐或油酸酰胺。
[0014] 本发明的另一个目的，是提供一种上述TPE材料的制备方法，其特征在于：依次包 括下述步骤： (1) 按比例配备苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂、聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、 抗菌剂、助剂； (2) 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400 - 500转/分钟的速 度下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； (3) 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中， 在300 - 450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； (4) 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。
[0015] 较优的方案，所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350-420rpm，加工温度 范围为 185-235°C。
[0016] 本发明对照现有技术的有益效果是，由于本发明的TPE材料回弹性好，手感舒服， 比重硬度可任意调节，硬度范围广，为产品设计者提供了更大选择空间，并且产品加工时不 会产生有害气体，符合欧盟出口标准，因此与PVC材料相比具有更好的出口竞争优势，可用 于耳机线材，也可以用于二次注塑加工(如牙刷、工具手柄等）；用于挤出加工时还可用于密 封条的生产。
[0017]
【具体实施方式】 实施例1 本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤： (1) 按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体34. 1份(均为苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为35%(重 量）、分子量为25万、分子结构为线型结构)，增塑剂20. 5份(均为环烷油)，聚烯烃类弹性 体18. 8份(均为聚乙烯辛稀共弹性体)，聚丙烯16份，无机填料8. 5份(滑石粉5份、碳酸钙 3. 5份)，抗菌剂0. 1份(纳米银抗菌剂)，助剂2份(抗氧剂0. 6份、润滑剂0. 4份）； (2) 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400转/分钟的速度下混 合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； (3) 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中， 在300转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； (4) 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。
[0018] 所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的螺杆转速为420rpm，加工温度范围为185°C。
[0019] 得到的 TPE 材料米用 ASTM(American Society for Testing and Materials.美 国试验与材料协会）标准测试，其结果如下： 表观硬度（Shore A，ASTM D2240) : 83 ； 熔融指数（g/l〇min，ASTM D1238，220°C 10kg) : 5 ； 拉伸强度（MPa，ASTM D638，15mm/min) 20 ； 断裂伸长率（％，ASTM D638，15mm/min) 600。
[0020] 实施例2 本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤： (1) 按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体30份(其中苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物24份、苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物6份，苯乙烯类热塑性弹 性体的苯乙烯含量为32%(重量）、分子量为24万、分子结构为线型结构)，增塑剂20份(均 为环烷油)，聚烯烃类弹性体15份(均为聚乙烯辛稀共弹性体)，聚丙烯10份，无机填料5份 (均为滑石粉)，抗菌剂〇. 06份(纳米银抗菌剂)，助剂1份(抗氧剂0. 2份、润滑剂0. 8份）； (2) 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在500转/分钟的速度下混 合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； (3) 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中， 在450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； (4) 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到ΤΡΕ材料。
[0021] 所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350rpm，加工温度范围为235°C。
[0022] 得到的 TPE 材料米用 ASTM (American Society for Testing and Materials.美 国试验与材料协会）标准测试，其结果如下： 表观硬度（Shore A，ASTM D2240) : 75 ； 熔融指数（g/l〇min，ASTM D1238，220°C 10kg) : 3 ； 拉伸强度（MPa，ASTM D638，15mm/min) 17; 断裂伸长率（％，ASTM D638，15mm/min) 620。
[0023] 实施例3 本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤： (1) 按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体40份(均为苯乙烯-丁烯-苯乙 烯嵌段共聚物，苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯含量为30%(重量）、分子量为20万、分子结 构为线型结构)，增塑剂30份(均为环烷油)，聚烯烃类弹性体25份(均为聚乙烯辛稀共弹性 体)，聚丙烯30份，无机填料10份(均为碳酸钙)，抗菌剂0. 2份(纳米银抗菌剂)，助剂4份 (润滑剂4份）； (2) 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在450转/分钟的速度下混 合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； (3) 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中， 在350转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； (4) 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到TPE材料。
[0024] 所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的螺杆转速为380rpm，加工温度范围为205°C。
[0025] 得到的 TPE 材料米用 ASTM (American Society for Testing and Materials.美 国试验与材料协会）标准测试，其结果如下： 表观硬度（Shore A，ASTM D2240) : 92 ； 熔融指数（g/l〇min，ASTM D1238，220°C 10kg) : 15; 拉伸强度（MPa，ASTM D638，15mm/min) 24 ； 断裂伸长率（％，ASTM D638，15mm/min) 660。
[0026] 实施例4 本实施例中的TPE材料的制备方法，依次包括下述步骤： (1) 按重量计，配备下述原料：苯乙烯类热塑性弹性体36份(其中苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物26份，苯乙烯类热塑性弹 性体的苯乙烯含量为33%(重量）、分子量为21万、分子结构为线型结构)，增塑剂26份(均 为环烷油)，聚烯烃类弹性体18份(均为聚乙烯辛稀共弹性体)，聚丙烯27份，无机填料9份 (滑石粉3份、碳酸钙6份)，抗菌剂0. 16份(纳米银抗菌剂)，助剂3份(抗氧剂3份）； (2) 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在430转/分钟的速度下混 合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； (3) 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中， 在380转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； (4) 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到ΤΡΕ材料。
[0027] 所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的螺杆转速为310rpm，加工温度范围为195°C。
[0028] 得到的 TPE 材料米用 ASTM(American Society for Testing and Materials.美 国试验与材料协会）标准测试，其结果如下： 表观硬度（Shore A，ASTM D2240) : 88 ； 熔融指数（g/l〇min，ASTM D1238，220°C 10kg) : 11; 拉伸强度（MPa，ASTM D638，15mm/min) 19; 断裂伸长率（％，ASTM D638，15mm/min) 590。
【权利要求】
1. 一种TPE材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：苯乙烯类热塑性弹性体 30 - 40份，增塑剂20 - 30份，聚烯烃类弹性体15 - 25份，聚丙烯10 - 30份，无机填料 5 - 10份，抗菌剂0· 06 - 0· 2份，助剂1-4份。
2. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙 烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物与苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两者 的组合。
3. 如权利要求2所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯 含量为30%-35%，分子量为20-25万。
4. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述增塑剂为环烷油。
5. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述聚烯烃类弹性体为聚乙烯辛稀共 弹性体。
6. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述无机填料为滑石粉、碳酸钙中的一 种或者两种。
7. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述抗菌剂为纳米银抗菌剂。
8. 如权利要求1所述的ΤΡΕ材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种 或两者的组合；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述润滑剂为硬脂酸盐或油酸酰胺。
9. 一种如权利要求1所述的ΤΡΕ材料的制备方法，其特征在于：依次包括下述步骤： 按比例配备苯乙烯类热塑性弹性体、增塑剂、聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌 剂、助剂； 将苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂加入高速混合机中，在400 - 500转/分钟的速度 下混合，使增塑剂被苯乙烯类热塑性弹性体充分吸收； 将聚烯烃类弹性体、聚丙烯、无机填料、抗菌剂、助剂加入步骤（2)的高速混合机中，在 300 - 450转/分钟的速度下混合均匀，获得混合物料； 将混合物料加入双螺杆挤出机，共混、挤出并进行造粒，得到ΤΡΕ材料。
10. 如权利要求9所述的ΤΡΕ材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4)中，双螺杆挤 出机的螺杆转速为350-420rpm，加工温度范围为185-235°C。
【文档编号】C08K5/01GK104151766SQ201410369171
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】周荣智, 丁亮 申请人:广东金源科技股份有限公司