專利名稱：一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法
一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域.本發(fā)明涉及功能高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer,簡稱TPE),是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性，常溫下表現(xiàn)為橡膠高彈態(tài)、高溫下又能塑化成型的高分子材料。這種結(jié)構(gòu)賦予它類似于橡膠的力學(xué)性能與使用性能，以及熱塑性塑料的加工性能，因而可在塑料和橡膠之間架起一座橋梁。就加工 而言，它是一種塑料；就性質(zhì)而言，它又是一種橡膠。聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)和苯乙烯類熱塑性彈性體(SBC)因耐低溫性能欠佳、耐磨性不夠和耐溶劑性能差等原因只能部分取代熱固性橡膠，制約了其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w材料。本發(fā)明的另一個目的是提供上述耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，按重量份數(shù)計(jì)，由下列組分制成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)為45-80份、聚丁烯(PB)為20-55份、相容劑5_10份、無機(jī)填料5_20份、耐磨劑1-2.5份、潤滑劑0.5-2.5份、抗氧劑0.6-1.5份、加工助劑0.5-4份。上述方案的優(yōu)選方案是，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與聚丁烯共為100份，相容劑5-10份、無機(jī)填料5-20份、耐磨劑1-2.5份、潤滑劑0.5-2.5份、抗氧劑0.6-1.5份、力口工助劑0.5-4份。所述EVA的熔融流動速率為2_40g/10min，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯(VA)的含量為18-45%。所述聚丁烯為全同聚丁烯(1-PB)，其熔融流動速率(MFR)為5_40g/10min。所述的相容劑包括氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐接枝物(SEBS-MAH)、乙烯-辛烯接枝馬來酸酐接枝物(POE-MAH)和乙烯-乙酸乙烯酯接枝馬來酸酐接枝物(EVA-MAH)中的至少一種；
所述的耐磨劑選自所述的耐磨劑選自聚四氟乙烯微粉、有機(jī)改性硅酮母粒、超高分子量聚乙烯(簡稱UHMWPE:其黏均相對分子量在200萬以上、重均相對分子量在350萬以上的線型聚乙烯)中的一種或至少兩種；所述有機(jī)改性硅酮母粒可以為市售牌號KS500系列如 KS500H、KS500M、KS500S 等或牌號 KS800 系列如 KS800M 等。所述的無機(jī)填料為炭黑、實(shí)心玻璃微珠中的一種或兩種混合物；
所述的加工助劑為超高分子量聚硅氧烷、聚乙烯蠟和芥酸酰胺中的至少一種。所述抗氧劑為包括β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)和硫代二丙酸雙十八醇酯(抗DSTDP)的至少一種。所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸和N，N’ -亞乙基雙硬脂酰胺(EBS)中的至少一種或。一種制備上述的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w的方法，包括以下步驟:
(1)按重量份數(shù)配比稱取EVA、PB、相容劑、耐磨劑、潤滑劑、抗氧劑及加工助劑加入到高速混合機(jī)中一起進(jìn)行混合，使其分散均勻；
(2)將(I)中混合好的原料投入雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，同時將無機(jī)填料從擠出機(jī)的塑化段處側(cè)喂料加入擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，得耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w；所述雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度為17(T220°C，壓力為10-35MP，雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為25 40，擠出速度為150-350轉(zhuǎn)/分鐘，喂料速度為2 15轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明首次將耐低溫性能都較好的EVA與PB組合在一起，并選擇性的加入一些與之配合性好的助劑，制備出了具有優(yōu)異的耐低溫性能的熱塑性彈性體。2.本發(fā)明的所涉及的熱塑性彈性體不僅在耐低溫方面優(yōu)異，其耐磨及耐溶劑性能也很好，可滿足耐低溫性要求較高的產(chǎn)品部件上。3.本發(fā)明采用EVA等作為基體樹脂，通過對配方和工藝的改進(jìn)解決了傳統(tǒng)非硫化型熱塑性彈性體耐低溫性能較差的問題，且整個材料改性生產(chǎn)過程中對環(huán)境影響小，該熱塑性彈性體的邊角料可重復(fù)使用。4.本發(fā)明的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w具有優(yōu)異的耐低溫、耐磨和耐溶劑性能，該熱塑性彈性體可通過擠塑、注塑、吹塑等不同工藝，制造出不同機(jī)械性能要求的部件和產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于耐低溫較高要求的產(chǎn)品部件上。
具體實(shí)施例方式下面給出實(shí)施例以對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的實(shí)施例中所用的所有原料均是市售產(chǎn)品，其中:炭黑選用炭黑N330或炭黑234 ;玻璃微珠為實(shí)心玻璃微珠，其粒徑為1250-5000目；聚四氟乙烯微粉的粒徑為700-3500目；超高分子量聚硅氧烷選用牌號為E525。下面舉例具體說明如下:
實(shí)施例1
將45份VA含量為45%的EVA、55份i_PB、5份POE-g-MAH、1.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.2份抗氧劑1010,0.3份抗氧劑168,0.3份抗氧劑DSTDP、0.5份潤滑劑EBSU.0份加工助劑超高分子量聚硅氧烷E525加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將5份炭黑N330加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘， 主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速2.5轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例2將 55 份 VA 含量為 28% 的 EVA、45 份 i_PB、6 份 SEBS_g_MAH、2 份耐磨劑 UHMWPE、0.4 份抗氧劑1010、0.5份抗氧劑168、0.3份硬脂酸鈣、0.3份潤滑劑EBS、1.0份加工助劑超高分子量聚硅氧烷E525加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將10份炭黑N234加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速2.5轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例3
將70份VA含量為45%的EVA、30份i_PB、5份POE-g-MAH、2份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.2份抗氧劑1010,0.6份抗氧劑168,0.2份抗氧劑DSTDP、0.3份潤滑劑EBSU.2份硬脂酸、2.0份加工助劑芥酸酰胺加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將10份實(shí)心玻璃微珠加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速3.2轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例4
將80份VA含量為28%的EVA、20份i_PB、10份EVA-g-MAH、1.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.5份耐磨劑有機(jī)改性硅酮母粒KS500H、0.1份抗氧劑1076、0.3份抗氧劑168、0.2份抗氧劑DSTDP、0.3份潤滑劑EBS、0.7份硬脂酸鈣、4.0份加工助劑聚乙烯蠟加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將10份炭黑N234加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速3.2轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例5
將75份VA含量為18%的 EVA、25份i_PB、5份POE-g-MAH、1.5份耐磨劑有機(jī)改性硅酮母粒KS500H、0.4份抗氧劑1010、0.6份抗氧劑168、0.5份抗氧劑DSTDP、2.5份潤滑劑EBS、0.5份硬脂酸鈣、3份聚乙烯蠟、0.5份加工助劑超高分子量聚硅氧烷E525加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將15份炭黑N234加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速4.2轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例6
將70份VA含量為18%的EVA、30份i_PB、5份SEBS_g_MAH、2.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.4份抗氧劑1076、0.6份抗氧劑DSTDP、0.3份潤滑劑EBS、1.2份硬脂酸鈣、3.0份加工助劑超高分子量聚硅氧烷E525加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將20份實(shí)心玻璃微珠加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速4.8轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例7
將 60 份 VA 含量為 28% 的 EVA、40 份 i_PB、10 份 P0E_g_MAH、2 份耐磨劑 UHMWPE、0.6 份抗氧劑1010、0.6份抗氧劑168、0.3份抗氧劑DSTDP、1份潤滑劑EBS、4.0份加工助劑超高分子量聚硅氧烷E525加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將5份炭黑N234和10份實(shí)心玻璃微珠預(yù)先混合均勻后加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185 °C、205 °C、215 °C、220 °C、220°C、215 °C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速4.2轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例8
將50份VA含量為45%的EVA、50份i_PB、2份EVA-g-MAH、2.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.3份抗氧劑1010,0.4份抗氧劑168,0.3份抗氧劑DSTDP、0.8份潤滑劑EBS,0.5份硬脂酸鈣、3.0份加工助劑芥酸酰胺加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將15份實(shí)心玻璃微珠加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速4.2轉(zhuǎn)/分鐘。為了更好的 說明本發(fā)明的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w的性能特點(diǎn)，分別以實(shí)施例4和實(shí)施例8做了相應(yīng)的對比例I和對比例2試驗(yàn):
對比例I
將80份EPDM、20份PP、10份PP-g-MAH、1.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.5份耐磨劑有機(jī)改性硅酮母粒KS500H、0.6份抗氧劑1076、0.3份抗氧劑168、0.2份抗氧劑DSTDP、0.3份潤滑劑EBS、0.7份硬脂酸鈣加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將10份炭黑N234加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速3.2轉(zhuǎn)/分鐘。對比例2
將50份EPDM、50份PP、2份EVA-g_MAH、2.5份耐磨劑聚四氟乙烯微粉、0.3份抗氧劑1010,0.4份抗氧劑168,0.3份抗氧劑DSTDP、0.8份潤滑劑EBS,0.5份硬脂酸鈣、2.0份加工助劑芥酸酰胺加到高混機(jī)中，混合均勻后加入到擠出機(jī)料斗中，同時將15份實(shí)心玻璃微珠加入到側(cè)喂料中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為170°C、185°C、205°C、215°C、220°C、220°C、215°C，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，主喂料速度為12轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速4.2轉(zhuǎn)/分鐘。表I耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w性能表
權(quán)利要求
1.一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:按重量份數(shù)計(jì)，由下列組分制備而成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物45-80份、聚丁烯20-55份、相容劑5_10份、無機(jī)填料5_20份、耐磨劑1-2.5份、潤滑劑0.5-2.5份、抗氧劑0.6-1.5份、加工助劑0.5-4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述各組分的重量配比為:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與聚丁烯共100份，相容劑5-10份、無機(jī)填料5-20份、耐磨劑1-2.5份、潤滑劑0.5-2.5份、抗氧劑0.6-1.5份、加工助劑0.5-4份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融流動速率為2-40g/10min，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的質(zhì)量含量為18-45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述聚丁烯為全同聚丁烯，其熔融流動速率為5-40g/10min。
5.如權(quán)利要求1所述的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述的相容劑包括氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐接枝物、乙烯-辛烯接枝馬來酸酐接枝物和乙烯-乙酸乙烯酯接枝馬來酸酐接枝物中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述的無機(jī)填料為炭黑和實(shí)心玻璃微珠中的一種或兩種混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于:所述的耐磨劑選自聚四氟乙烯微粉、有機(jī)改性硅酮母粒和超高分子量聚乙烯中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫塑性彈性體，其特征在于:所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸和N，N’ - 亞乙基雙硬脂酰胺中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫塑性彈性體，其特征在于:所述抗氧劑為β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和硫代二丙酸雙十八醇酯中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的耐低溫塑性彈性體，其特征在于:所述的加工助劑包括超高分子量聚硅氧烷、聚乙烯蠟和芥酸酰胺中的至少一種。
11.權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的耐低溫塑性彈性體的制備方法，包括步驟: (1)按重量份數(shù)配比稱取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚丁烯、相容劑、耐磨劑、潤滑劑、抗氧劑及加工助劑加入到高速混合機(jī)中一起進(jìn)行混合，使其分散均勻； (2)將(I)中混合好的原料投入雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，同時將無機(jī)填料從擠出機(jī)的塑化段處側(cè)喂料加入擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，得耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w，由如下重量份的原料制成乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)為45-80份、全同聚丁烯(i-PB)為20-55份、相容劑5-10份、無機(jī)填料5-20份、耐磨劑1-2.5份、潤滑劑0.5-2.5份、抗氧劑0.6-1.5份、加工助劑0.5-4份。本發(fā)明還公開了該耐低溫?zé)崴苄詮椥泽w的制備方法。本發(fā)明采用EVA等作為基體樹脂，通過對配方和工藝的改進(jìn)解決了傳統(tǒng)非硫化型熱塑性彈性體耐低溫性能較差的問題，且整個材料改性生產(chǎn)過程中對環(huán)境影響小，該熱塑性彈性體的邊角料可重復(fù)使用。該熱塑性彈性體可通過擠塑、注塑、吹塑等不同工藝，制造出不同機(jī)械性能要求的部件和產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于耐低溫較高要求的產(chǎn)品部件上。
文檔編號C08L23/20GK103102578SQ20131005377
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者楊桂生, 楊軍明 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司