一种热塑性弹性体材料及其制备方法和应用与流程
本发明涉及高分子材料，更具体地，涉及一种热塑性弹性体材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、热塑性弹性体(简称tpe)材料，是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料，不仅可以取代部分橡胶，还能使塑料得到改性，在汽车工业、电子电器、电线电缆等领域得到了越来越多的应用。
2、苯乙烯类热塑性弹性体因其原料易于获得，配方可设计范围广，硬度调整区间大而获得越来越多的重视。但苯乙烯类热塑性弹性体材料本身强度不高、耐热性差，因而大大限制了它在其他领域的应用。加入玻璃纤维等填料一般能够显著提高聚合物的强度和刚性。然而，由于苯乙烯类热塑性弹性体的极性较弱，与玻璃纤维的相容性很差，玻璃纤维在苯乙烯类热塑性弹性体中难以分散均匀，因此，即便加入了大量的玻璃纤维，尤其是玻璃纤维的重量比为原料的30％以上时，也无法显著提高苯乙烯类热塑性弹性体的力学性能。
3、电动工具台式钻床底座由于工况比较复杂，承重较大，容易受到各种冲击和撞击，电机发热较大，工作温度较高，且震动较大容易产生噪音，为减低安全风险及环境噪声，新一代工具台钻底座材料需要具有更强的拉伸强度、冲击强度、耐热性能和较好的减震效果。
4、现有技术公开了一种tpe，包括100重量份sebs、20-40重量份pp、50-80重量份白油、20-80重量份lldpe、1-10重量份磺化苯基甲基硅油、0.1-1重量份抗氧剂、0.1-0.3重量份爽滑剂、10-40重量份填料，填料为纳米氢氧化镁或玻璃纤维。然而，其是通过磺化苯基甲基硅油提高了tpe的抗穿破能力，并未针对材料的冲击强度和耐热性能做出改善。而且，该材料的拉伸强度也无法满足电动工具台式钻床底座的要求。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有苯乙烯类热塑性弹性体的拉伸强度较低的缺陷和不足，提供一种热塑性弹性体材料，通过相容剂与环氧树脂的协同作用，有效提高了浸润玻璃纤维在体系中的分散效果，使热塑性弹性体与浸润玻璃纤维形成较好的相容效果，从而能够显著提高材料的拉伸强度、冲击强度和耐热性能。
2、本发明的又一目的在于提供一种热塑性弹性体材料的制备方法。
3、本发明的另一目的在于提供一种热塑性弹性体材料在制备台钻底座中的应用。
4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：
5、一种热塑性弹性体材料，按重量份数计，包括以下组分：
6、
7、其中，所述相容剂为氢化苯乙烯-聚氨酯嵌段共聚物；
8、所述浸润玻璃纤维的浸润剂为水性聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、酯基硅烷偶联剂或聚酯乳液中的一种或几种。
9、本发明利用相容剂与环氧树脂协同作用，环氧基团分别与聚氨酯的端氨基与浸润玻璃纤维表面的酯基发生反应，提高了浸润玻璃纤维在体系中的分散效果，使热塑性弹性体与浸润玻璃纤维形成较好的相容效果，从而能够显著提高材料的拉伸强度和冲击强度，且热塑性弹性体分子链与浸润玻璃纤维之间的界面为柔性连接，材料能保持较好的柔性，减少硬度提高的幅度。
10、并且，由于浸润玻璃纤维在分子链中可以限制热塑性弹性体中苯乙烯链段的自由运动体积，需要吸收更多的热量才能使分子链发生运动，还显著提高了热塑性弹性体材料的耐热性能。
11、优选地，所述通用塑料为非极性塑料。
12、更进一步优选地，所述通用塑料主要为聚乙烯、聚丙烯或poe中的一种或几种。
13、优选地，
14、按重量份数计，包括以下组分：
15、
16、优选地，所述环氧树脂为环氧当量0.1～0.5(100g/g)，测试标准为gb/t1677-2008盐酸丙酮法。
17、进一步优选地，所述环氧树脂为环氧当量为0.18～0.4(100g/g)。
18、优选地，所述浸润玻璃纤维的浸润剂为水性聚氨酯乳液和/或酯基硅烷偶联剂。
19、优选地，所述浸润玻璃纤维中，玻璃纤维与浸润剂的质量比为1：(0.05～0.1)。
20、优选地，所述浸润玻璃纤维的平均直径为7～40μm。
21、进一步优选地，所述浸润玻璃纤维的平均直径为10～20μm。
22、优选地，所述热塑性弹性体为氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物sebs、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物seps或苯乙烯-[乙烯-(乙烯/丙烯)]-苯乙烯嵌段共聚物seeps中的一种或几种。
23、优选地，所述增塑剂为石蜡油和/或环烷油。
24、优选地，所述加工助剂为抗氧剂、光稳定剂或润滑剂中的一种或几种，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/亚磷酸酯类抗氧剂，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂或二苯甲酮类光稳定剂中的一种或几种，所述润滑剂为有机硅类润滑剂、酰胺类润滑剂或硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。
25、本发明还保护上述热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机在160～210℃下熔融挤出、造粒，干燥后即得所述热塑性弹性体材料。
26、本发明制备得到的热塑性弹性体材料具有很好的拉伸强度、冲击强度、耐热性和较低的硬度，可以广泛应用于塑料制品的制备，本发明尤其保护所述热塑性弹性体材料在制备台钻底座中的应用。
27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28、本发明公开了一种热塑性弹性体材料，利用相容剂与环氧树脂协同作用，环氧基团分别与聚氨酯的端氨基与浸润玻璃纤维表面的酯基发生反应，提高了浸润玻璃纤维在体系中的分散效果，使热塑性弹性体与浸润玻璃纤维形成较好的相容效果，从而能够显著提高材料的拉伸强度和冲击强度，且热塑性弹性体分子链与浸润玻璃纤维之间的界面为柔性连接，材料能保持较好的柔性，减少硬度提高的幅度。
29、并且，由于浸润玻璃纤维在分子链中可以限制热塑性弹性体中苯乙烯链段的自由运动体积，需要吸收更多的热量才能使分子链发生运动，还显著提高了热塑性弹性体材料的耐热性能。
技术特征：
1.一种热塑性弹性体材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
2.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
3.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述环氧树脂为环氧当量为0.1-0.5(100g/g)，测试标准为gb/t 1677-2008盐酸丙酮法。
4.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述浸润玻璃纤维的浸润剂为水性聚氨酯乳液和/或酯基硅烷偶联剂。
5.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述浸润玻璃纤维中，玻璃纤维与浸润剂的质量比为1：(0.05～0.1)。
6.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述浸润玻璃纤维的平均直径为10～20μm。
7.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述热塑性弹性体为氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物seps或苯乙烯-[乙烯-(乙烯/丙烯)]-苯乙烯嵌段共聚物seeps中的一种或几种。
8.如权利要求1所述热塑性弹性体材料，其特征在于，所述增塑剂为石蜡油和/或环烷油。
9.如权利要求1～8任一项所述热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.一种权利要求1～8任意一项所述热塑性弹性体材料在制备台钻底座中的应用。
技术总结
本发明公开了一种热塑性弹性体材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。热塑性弹性体材料按重量份数计，包括以下组分：热塑性弹性体5‑30份；增塑剂5‑40份；相容剂1‑10份；环氧树脂0.1‑10份；通用塑料0‑20份；浸润玻璃纤维10‑50份；加工助剂0‑5份。其中，所述相容剂为氢化苯乙烯‑聚氨酯嵌段共聚物；所述浸润玻璃纤维的浸润剂为水性聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、酯基硅烷偶联剂或聚酯乳液中的一种或几种。本发明利用相容剂与环氧树脂协同作用，热塑性弹性体与浸润玻璃纤维形成较好的相容效果，从而能够显著提高材料的拉伸强度和冲击强度。
技术研发人员：王刚,陈平绪,叶南飚,李晟,陈炜鑫,叶林铭
受保护的技术使用者：金发科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23