CN106221110A - 一种包覆木材的热塑性弹性体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包覆木材的热塑性弹性体，包括下列重量份组成：SEPS:50~70份；SEBS:100~120份；聚醚：20~50份；马来酸酐‑苯乙烯磺酸共聚物：10~20份；2,3‑联苯基马来酸酐：10~20份；苯甲醛二甲缩醛：3~6份；N,N‑二乙基‑4‑氨基苯甲醛：3~6份；偶联剂：5~10份；抗氧剂：2~8份；润滑剂：1~5份；分散剂：5~10份；防霉剂：1~5份。本发明制备的热塑性弹性体具有包覆木材剥离强度大的特点，同时在长时间使用后，仍然具有较好的剥离强度。

Description

一种包覆木材的热塑性弹性体
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，更具体的说是涉及一种包覆木材的热塑性弹性体。
背景技术
热塑性弹性体TPE/TPR，又称人造橡胶或合成橡胶。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，水口边角粉碎后100%直接二次使用。既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体TPE/TPR材料已成为取代传统橡胶的最新材料，其环保、无毒、手感舒适、外观精美，使产品更具创意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料，也是世界化标准性环保材料
同时，现阶段中，热塑性弹性体作为一种常用的包覆材料，用于包覆塑料等高分子材料，但是现有现阶段过程中，热塑性弹性体包覆木材的产品也日益增加，但是由于木材本身的特殊性，因此普通的热塑性弹性体包覆效果不佳，很容易脱落。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供：
一种包覆木材的热塑性弹性体，包括下列重量份组成：
SEPS:50~70份；
SEBS:100~120份；
聚醚：20~50份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：10~20份；
2,3-联苯基马来酸酐：10~20份；
苯甲醛二甲缩醛：3~6份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：3~6份；
偶联剂：5~10份；
抗氧剂：2~8份；
润滑剂：1~5份；
分散剂：5~10份；
防霉剂：1~5份。
作为本发明进一步改进：
所述偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中至少一种。
作为本发明进一步改进：
所述偶联剂为质量比为1:1的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物。
作为本发明进一步改进：
所述抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯、三(壬苯基)亚磷酸盐中至少一种，还包括有辅助抗氧剂1~2份，所述辅助抗氧剂为三(三甲硅烷基)亚磷酸。
作为本发明进一步改进：
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物。
作为本发明进一步改进：
所述防霉剂为沸石银、2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑、1-羟基苯并***、3-氨基-1,2,4-***-5-羧酸中至少一种。
作为本发明进一步改进：
所述聚醚为：4,4'-二羟基二苯醚、二乙二醇二丁醚中至少一种。
作为本发明进一步改进：
通过下述方法制备：
步骤一：SEPS、SEBS、聚烯烃、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、2,3-联苯基马来酸酐进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000 转/分，得到组分A；
步骤二：将苯甲醛二甲缩醛、N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛、分散剂、润滑剂、抗氧剂、偶联剂、防霉剂进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000 转/分，得到组分B；
步骤三：将组分A和组分B混合，在室温下搅拌10~30分钟，停止搅拌并自然冷却到常温；
步骤四：将冷却后的上述混合物通过反应型双螺杆挤出机挤出，机筒温度为120℃～220℃，模头温度为120℃～180℃；
步骤五：切粒。
在整个材料中，以SEPS和SEBS作为混合载体使用。SEBS具有优异的耐老化性能，既具有可塑性，又具有高弹性，无需硫化即可加工使用，边角料可重使用，广泛用于生产高档弹性体、塑料改性、胶粘剂、润滑油增粘剂、电线电缆的填充料和护套料等。SEBS具有良好的耐候性、耐热性、耐压缩变形性和优异的力学性能,而以SEPS为基础的苯乙烯热塑性弹性体同样具有柔韧性和高性。SEPS和SEBS在同样的相对分子质量和苯乙烯的含量时的机械性能相比较，SEPS有较低的模量、拉伸强度，而伸长率相对较高，通过两者的在性能上的互补，从而在力学性能上达到正常使用的要求。
木材本身已纤维素、木质素为主。通过聚醚烃的加入，聚醚优选4,4'-二羟基二苯醚、二乙二醇二丁醚中至少一种。聚醚以共混形式加入到整体材料中，聚醚上的醚键与纤维素、木质素具有较好的相容性，能够使得以SEBS和SEPS为主体的热塑性弹性体，能够充分与木材本身相接触，增大了接触面积，之后更有效地包覆在木材上。特别是选用4,4'-二羟基二苯醚、二乙二醇二丁醚的效果更佳。4,4'-二羟基二苯醚、二乙二醇二丁醚都带有羟基，与木质素和纤维素的分子结构更加相近，进一步保证其包覆强度。
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物和2,3-联苯基马来酸酐作为相容剂加入到整个体系中，首先，相容剂的加入能够使得SEBS和SEPS相互更容易发生交联，同时也更加容易发生混合，使得混合度更加均匀。马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物本身具有活性基团，能够与木质素和纤维素在高温下形成铰链，这样就能够增强整体包覆强度，而2,3-联苯基马来酸酐的加入，起到提高马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物与SEBS和SEPS的相容性，使得马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物能够与SEBS和SEPS发生交联，使得形成一个三维网状结构，保证了整体的包覆强度。
苯甲醛二甲缩醛和N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛的加入，使得在共混过程中能够与整体材料发生反应，将活性基团引入到整体材料中，特别是对于木材本身的特质，在包覆过程中能够与木材发生粘合，保证包覆强度，同时也是在包覆过程中起到最关键的作用。特别是当苯甲醛二甲缩醛和N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛同时使用时，效果达到最佳。同时，与聚醚相容性较好，与聚醚能够产生协同效果，进一步提高包覆强度。
偶联剂的选择上，3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷能够将整体材料连结成三维网状结构的同时，还能够引入活性基团，进一步提高了粘结强度，特别是当两者同时使用时，效果最佳。
抗氧剂的加入能够提高整体材料的抗氧化性能，同时优选二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯、三(壬苯基)亚磷酸盐，主要是由于二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯、三(壬苯基)亚磷酸盐能够提高整体包覆强度，而辅助抗氧剂三(三甲硅烷基)亚磷酸主要是起到抗氧化效果的同时，还能够对二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯、三(壬苯基)亚磷酸盐起到分散效果，使得各处性质能够更加均匀。
分散剂选用质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物，三聚磷酸钠能够将抗氧剂分散更加均匀，1-萘基磷酸酯二钠盐能够使得偶联剂分散更加均匀，重质碳酸钙则主要是为了提高整体的分散性，同时还能够起到增强强度的作用。
防霉剂选择上，选用沸石银、2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑、1-羟基苯并***、3-氨基-1,2,4-***-5-羧酸中至少一种，这样就能够防止木材发生霉变，特别是2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑、1-羟基苯并***、3-氨基-1,2,4-***-5-羧酸的选用，本身活性基团就能够与木材产生较好的相容性，保证木材的防霉的同时，还能够起到增强包覆强度的效果。
润滑剂选择普通的石蜡、聚乙烯蜡即可。
综上所述，本发明制备的热塑性弹性体具有包覆木材剥离强度大的特点，同时在长时间使用后，仍然具有较好的剥离强度。
具体实施方式
实施例一：
包括下列重量份组成：
SEPS:50份；
SEBS:110份；
4,4'-二羟基二苯醚：50份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：15份；
2,3-联苯基马来酸酐：10份；
苯甲醛二甲缩醛：4份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：6份；
3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷：7份；
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：2份；
聚乙烯蜡：3份；
分散剂：7份；
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物；
沸石银：1份。
实施例二：
包括下列重量份组成：
SEPS:60份；
SEBS:120份；
二乙二醇二丁醚：35份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：10份；
2,3-联苯基马来酸酐：15份；
苯甲醛二甲缩醛：6份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：4份；
N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷：5份；
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：5份；
聚乙烯蜡：5份；
分散剂：5份；
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物；
2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑：3份。
实施例三：
包括下列重量份组成：
SEPS:70份；
SEBS:100份；
二乙二醇二丁醚：20份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：20份；
2,3-联苯基马来酸酐：20份；
苯甲醛二甲缩醛：3份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：3份；
偶联剂：10份；
偶联剂为质量比为1:1的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物。
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：8份；
聚乙烯蜡：1份；
分散剂：10份；
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物；
1-羟基苯并***：5份；
三(三甲硅烷基)亚磷酸：1份。
实施例四：
包括下列重量份组成：
SEPS:70份；
SEBS:100份；
二乙二醇二丁醚：20份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：20份；
2,3-联苯基马来酸酐：20份；
苯甲醛二甲缩醛：3份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：3份；
偶联剂：10份；
偶联剂为质量比为1:1的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物。
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：8份；
聚乙烯蜡：1份；
分散剂：10份；
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物；
3-氨基-1,2,4-***-5-羧酸：5份；
三(三甲硅烷基)亚磷酸：1份。
对比例一：
包括下列重量份组成：
SEPS:70份；
SEBS:100份；
硅烷偶联剂kh550：10份；
聚乙烯蜡：1份；
沸石银：1份。
对比例二：
包括下列重量份组成：
SEPS:70份；
SEBS:100份；
二乙二醇二丁醚：20份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：20份；
2,3-联苯基马来酸酐：20份；
硅烷偶联剂kh550：：10份；
聚乙烯蜡：1份；
沸石银：1份。
对比例三：
包括下列重量份组成：
SEPS:60份；
SEBS:120份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：10份；
2,3-联苯基马来酸酐：15份；
N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷：5份；
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：5份；
聚乙烯蜡：5份；
分散剂：5份；
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物；
沸石银：1份。
实施例四：
包括下列重量份组成：
SEPS:60份；
SEBS:120份；
二乙二醇二丁醚：35份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：10份；
2,3-联苯基马来酸酐：15份；
苯甲醛二甲缩醛：6份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：4份；
N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷：5份；
二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯：5份；
聚乙烯蜡：5份；
沸石银：1份。
实施例按照如下步骤制备塑料粒子：
步骤一：SEPS、SEBS、聚烯烃、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、2,3-联苯基马来酸酐进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000 转/分，得到组分A；
步骤二：将苯甲醛二甲缩醛、N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛、分散剂、润滑剂、抗氧剂、偶联剂、防霉剂进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000 转/分，得到组分B；
步骤三：将组分A和组分B混合，在室温下搅拌10~30分钟，停止搅拌并自然冷却到常温；
步骤四：将冷却后的上述混合物通过反应型双螺杆挤出机挤出，机筒温度为120℃～220℃，模头温度为120℃～180℃；
步骤五：切粒。
对比例按照如下步骤制备塑料粒子：
将原料加入到双螺杆挤出机中挤出，机筒温度为120℃～220℃，模头温度为120℃～180℃；最后切粒。
对实施例和对比例制备的塑料粒子包覆在木材表面，并进行剥离强度测试，同时，将包覆好的木材在经过10小时、50小时、100小时紫外灯照射后，在进行测试剥离强度。
表一：剥离强度表（单位N/mm）
0小时 10小时 50小时 100小时
实施例一 15.6 12.3 8.1 6.5
实施例二 14.8 11.1 7.2 6.1
实施例三 16.8 16.0 14.1 11.3
实施例四 20.1 19.1 18.7 17.1
对比例一 5.8 3.1 2.5 2.5
对比例二 5.6 3.5 2.5 2.5
对比例三 5.5 3.3 2.5 2.5
对比例四 13.2 7.2 4.1 2.5
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：包括下列重量份组成：
SEPS:50~70份；
SEBS:100~120份；
聚醚：20~50份；
马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物：10~20份；
2,3-联苯基马来酸酐：10~20份；
苯甲醛二甲缩醛：3~6份；
N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛：3~6份；
偶联剂：5~10份
抗氧剂：2~8份；
润滑剂：1~5份；
分散剂：5~10份；
防霉剂：1~5份。
2.根据权利要求1所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述偶联剂为质量比为1:1的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯、三(壬苯基)亚磷酸盐中至少一种，还包括有辅助抗氧剂1~2份，所述辅助抗氧剂为三(三甲硅烷基)亚磷酸。
5.根据权利要求4所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述分散剂为质量比为5：1：1的三聚磷酸钠、重质碳酸钙、1-萘基磷酸酯二钠盐的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述防霉剂为沸石银、2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑、1-羟基苯并***、3-氨基-1,2,4-***-5-羧酸中至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
所述聚醚为：4,4'-二羟基二苯醚、二乙二醇二丁醚中至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种包覆木材的热塑性弹性体，其特征在于：
通过下述方法制备：
步骤一：SEPS、SEBS、聚烯烃、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、2,3-联苯基马来酸酐进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000 转/分，得到组分A；
步骤二：将苯甲醛二甲缩醛、N,N-二乙基-4-氨基苯甲醛、分散剂、润滑剂、稳定剂、抗氧剂、偶联剂、防霉剂进行混合，搅拌时间10~20分钟，搅拌温度30℃～60℃，搅拌速度1000转/分，得到组分B；
步骤三：将组分A和组分B混合，在室温下搅拌10~30分钟，停止搅拌并自然冷却到常温；
步骤四：将冷却后的上述混合物通过反应型双螺杆挤出机挤出，机筒温度为120℃～220℃，模头温度为120℃～180℃；
步骤五：切粒。
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