一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体及制备方法与流程

1.本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体及制备方法。


背景技术：

2.热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。热塑性弹性体可以采用类似热塑性树脂的加工工艺来反复加工和回收再利用。
3.现有的热塑性弹性体为了改进低压缩永久变形性能，但是强度、断裂伸长率性能下降，基于此，本发明对其协调改进处理，提高一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体及制备方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：
7.氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-55份、聚苯乙烯25-30份、硫化剂2-6份、羟基硅油3-6份、助剂油2-5份、填料5-7份和抗氧化剂1-2份。
8.优选地，所述氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
9.优选地，所述热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂5-10重量份、1-3份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
10.优选地，所述纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：
11.s01：将4-7份纳米氧化硅先送入到10-15的的海藻酸钠水溶液中静置处理15-25min，静置温度为55-65℃，静置结束，水洗、干燥；
12.s02：然后于210-220℃下热处理10-20min，处理结束，以1-3℃/min的速率降至室温；
13.s03：最后送入到球磨机中球磨10-20min，球磨转速为1000-1500r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。
14.优选地，所述海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15％。
15.优选地，所述壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：
16.s101：将膨润土送入到5-10倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为500-1000w，超声时间为5-10min，得到分散型膨润土；
17.s102：5-10份的分散型膨润土加入到20-30份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份十二烷基硫酸钠、2-4份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；
18.s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；
19.s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
20.优选地，所述壳聚糖水溶液的质量分数为10-20％。
21.优选地，所述混酸溶液为质量分数2-5％的双氧水溶液、质量分数1-3％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。
22.优选地，所述填料为滑石粉、碳酸钙、粘土中的一种或多种组合物，助剂油为大豆油、棉油、棕榈油、烃基生物柴油中的一种或多种；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过氧化二异丙苯。
23.本发明还提供了一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为210-220℃，挤出机的转速为350r/min。
24.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
25.本发明热塑性弹性体通过氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯配比作为基体料，加入硫化剂、羟基硅油、助剂油等助剂增强产品的功能性效果，提高产品的低压缩永久变形特性性能，通过纳米二氧化硅改性剂、壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体二者的协调加入，硫酸钙晶须作为晶须状结构布局到基体中，通过经过优化改性，配合纳米二氧化硅改性剂能够协调式的改进优化低压缩永久变形性能，同时增进产品的强度、断裂伸长率性能，此外产品在酸腐蚀条件下仍具有优异的性能稳定性。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：
28.氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-55份、聚苯乙烯25-30份、硫化剂2-6份、羟基硅油3-6份、助剂油2-5份、填料5-7份和抗氧化剂1-2份。
29.本实施例的氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
30.本实施例的热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂5-10重量份、1-3份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
31.本实施例的纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：
32.s01：将4-7份纳米氧化硅先送入到10-15的的海藻酸钠水溶液中静置处理15-25min，静置温度为55-65℃，静置结束，水洗、干燥；
33.s02：然后于210-220℃下热处理10-20min，处理结束，以1-3℃/min的速率降至室温；
34.s03：最后送入到球磨机中球磨10-20min，球磨转速为1000-1500r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。
35.本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15％。
36.本实施例的壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：
37.s101：将膨润土送入到5-10倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为500-1000w，超声时间为5-10min，得到分散型膨润土；
38.s102：5-10份的分散型膨润土加入到20-30份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份十二烷基硫酸钠、2-4份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；
39.s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；
40.s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
41.本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为10-20％。
42.本实施例的混酸溶液为质量分数2-5％的双氧水溶液、质量分数1-3％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。
43.本实施例的填料为滑石粉、碳酸钙、粘土中的一种或多种组合物，助剂油为大豆油、棉油、棕榈油、烃基生物柴油中的一种或多种；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过氧化二异丙苯。
44.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为210-220℃，挤出机的转速为350r/min。
45.实施例1
46.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：
47.氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45份、聚苯乙烯25份、硫化剂2份、羟基硅油3份、助剂油2份、填料5份和抗氧化剂1份。
48.本实施例的氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
49.本实施例的热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂5重量份、1份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
50.本实施例的纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：
51.s01：将4份纳米氧化硅先送入到10的的海藻酸钠水溶液中静置处理15min，静置温度为55℃，静置结束，水洗、干燥；
52.s02：然后于210℃下热处理10min，处理结束，以1℃/min的速率降至室温；
53.s03：最后送入到球磨机中球磨10min，球磨转速为1000r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。
54.本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为10％。
55.本实施例的壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：
56.s101：将膨润土送入到5倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为500w，超声时间为5min，得到分散型膨润土；
57.s102：5份的分散型膨润土加入到20份壳聚糖水溶液中，然后加入1份十二烷基硫酸钠、2份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；
58.s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；
59.s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
60.本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为10％。
61.本实施例的混酸溶液为质量分数2％的双氧水溶液、质量分数1％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。
62.本实施例的填料为滑石粉，助剂油为大豆油；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过氧化二异丙苯。
63.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为210℃，挤出机的转速为350r/min。
64.实施例2
65.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：
66.氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物55份、聚苯乙烯30份、硫化剂6份、羟基硅油6份、助剂油5份、填料7份和抗氧化剂2份。
67.本实施例的氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
68.本实施例的热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂10重量份、3份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
69.本实施例的纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：
70.s01：将7份纳米氧化硅先送入到15的的海藻酸钠水溶液中静置处理25min，静置温度为65℃，静置结束，水洗、干燥；
71.s02：然后于220℃下热处理20min，处理结束，以3℃/min的速率降至室温；
72.s03：最后送入到球磨机中球磨20min，球磨转速为1500r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。
73.本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为15％。
74.本实施例的壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：
75.s101：将膨润土送入到10倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为1000w，超声时间为5-10min，得到分散型膨润土；
76.s102：10份的分散型膨润土加入到30份壳聚糖水溶液中，然后加入3份十二烷基硫酸钠、4份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；
77.s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；
78.s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
79.本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为20％。
80.本实施例的混酸溶液为质量分数5％的双氧水溶液、质量分数3％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。
81.本实施例的填料为滑石粉，助剂油为大豆油；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过
氧化二异丙苯。
82.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为220℃，挤出机的转速为350r/min。
83.实施例3
84.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：
85.氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物50份、聚苯乙烯27份、硫化剂4份、羟基硅油4.5份、助剂油3.5份、填料6份和抗氧化剂1.5份。
86.本实施例的氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
87.本实施例的热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂7.5重量份、1-3份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
88.本实施例的纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：
89.s01：将5份纳米氧化硅先送入到12的的海藻酸钠水溶液中静置处理20min，静置温度为60℃，静置结束，水洗、干燥；
90.s02：然后于215℃下热处理15min，处理结束，以2℃/min的速率降至室温；
91.s03：最后送入到球磨机中球磨15min，球磨转速为1250r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。
92.本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为12％。
93.本实施例的壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：
94.s101：将膨润土送入到7.5倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为750w，超声时间为7.5min，得到分散型膨润土；
95.s102：7.5份的分散型膨润土加入到25份壳聚糖水溶液中，然后加入2份十二烷基硫酸钠、3份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；
96.s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；
97.s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
98.本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为15％。
99.本实施例的混酸溶液为质量分数3.5％的双氧水溶液、质量分数2％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。
100.本实施例的填料为滑石粉，助剂油为大豆油；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过氧化二异丙苯。
101.本实施例的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为215℃，挤出机的转速为350r/min。
102.对比例1.
103.与优化例3不同是未添加纳米二氧化硅改性剂。
104.对比例2.
105.与优化例3不同是纳米二氧化硅改性剂采用纳米二氧化硅代替。
106.对比例3.
107.与优化例3不同是纳米二氧化硅改性剂制备方法不同；未采用s02步骤处理。
108.对比例4.
109.与优化例3不同是未添加壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。
110.对比例5.
111.与优化例3不同是壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中未加入分散型膨润土。
112.对比例6.
113.与优化例3不同是壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中硫酸钙晶须采用硼酸铝晶须代替。
114.对比例7.
115.与优化例3不同是壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中未添加壳聚糖复配液。
116.对比例8.
117.与优化例3不同是壳聚糖复配液中未加入偶联剂kh560。
118.对比例9.
119.与优化例3不同是硫酸钙晶须未采用混酸溶液处理。
120.实施例1-3及对比例1-9性能测量结果如下
121.[0122][0123]
从实施例1-3及对比例1-9中得出，本发明产品拉伸强度、断裂伸长率具有协调改进效果，同时压缩永久变形70℃，22h下具有优异的性能，此外在酸腐条件下，产品的性能稳定性显著；
[0124]
而未添加纳米二氧化硅改性剂、壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体中的一种，产品的性能均有显著变差趋势，采用二者协配，协同增效，增强产品的性能之间的协调性，同时优化产品酸腐条件下的稳定性；
[0125]
壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中未加入分散型膨润土、未添加壳聚糖复配液以及壳聚糖复配液的组成不同，同时硫酸钙晶须未采用混酸溶液处理，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体，产品的
性能效果最为显著；
[0126]
同时壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中采用的硫酸钙晶须通过其他晶须代替，从数据中看出，产品在酸腐条件下，产品的性能变差更显著，因而壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备中采用的原料具有专有性，同时产品的配比、工艺具有特有性，只有采用本发明的工艺制备的产品，性能效果最为显著。
[0127]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0128]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，包括以下重量份原料：氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-55份、聚苯乙烯25-30份、硫化剂2-6份、羟基硅油3-6份、助剂油2-5份、填料5-7份和抗氧化剂1-2份。2.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。3.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述热塑性弹性体还添加有纳米二氧化硅改性剂5-10重量份、1-3份壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。4.根据权利要求3所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述纳米二氧化硅改性剂的制备方法为：s01：将4-7份纳米氧化硅先送入到10-15的的海藻酸钠水溶液中静置处理15-25min，静置温度为55-65℃，静置结束，水洗、干燥；s02：然后于210-220℃下热处理10-20min，处理结束，以1-3℃/min的速率降至室温；s03：最后送入到球磨机中球磨10-20min，球磨转速为1000-1500r/min，球磨结束，得到纳米二氧化硅改性剂。5.根据权利要求4所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15％。6.根据权利要求3所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体的制备方法为：s101：将膨润土送入到5-10倍的去离子水中超声分散充分，超声功率为500-1000w，超声时间为5-10min，得到分散型膨润土；s102：5-10份的分散型膨润土加入到20-30份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份十二烷基硫酸钠、2-4份偶联剂kh560，搅拌均匀得到壳聚糖复配液；s103：将硫酸钙晶须先置于混酸溶液中预搅拌改性，搅拌充分，再水洗、干燥；s104：将s103产物按照重量比1:5加入到s102产物中，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到壳聚糖液改性的硫酸钙晶须复合体。7.根据权利要求6所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述壳聚糖水溶液的质量分数为10-20％。8.根据权利要求6所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述混酸溶液为质量分数2-5％的双氧水溶液、质量分数1-3％的盐酸溶液按照重量比1:3搅拌混合而成。9.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，其特征在于，所述填料为滑石粉、碳酸钙、粘土中的一种或多种组合物，助剂油为大豆油、棉油、棕榈油、烃基生物柴油中的一种或多种；抗氧化剂为抗氧剂dltp；硫化剂为过氧化二异丙苯。10.一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料依次搅拌混合均匀，然后送入到挤出机中，经过挤出机的熔融、挤出、造粒，得到热塑性弹性体材料；其中双螺杆挤出机的长径比大于56，熔融共混挤出温度为210-220℃，挤出机的转速为350r/min。

技术总结
本发明公开了一种低压缩永久变形特性的热塑性弹性体，包括以下重量份原料：氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-55份、聚苯乙烯25-30份、硫化剂2-6份、羟基硅油3-6份、助剂油2-5份、填料5-7份和抗氧化剂1-2份。本发明热塑性弹性体通过氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯配比作为基体料，加入硫化剂、羟基硅油、助剂油等助剂增强产品的功能性效果，提高产品的低压缩永久变形特性性能。性能。


技术研发人员：施剑锋 周世奎
受保护的技术使用者：福建海润致远高分子有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/21