CN111057306A - 一种tpv组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明中公开了一种TPV组合物及其制备方法，其由聚丙烯30‑40份、三元乙丙橡胶20‑30份、增塑剂20‑30份、填充剂10‑20份、润滑剂0.2‑1份、交联剂0.2‑1份、助交联剂0.5‑2份、抗氧剂0.3‑0.5份和多孔吸附剂1‑5份。本发明中通过在配方中添加特殊助剂，从而使得制得的TPV组合物具有高包胶粘接强度。

Description

一种TPV组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料，具体涉及一种TPV组合物及其制备方法。
背景技术
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)树脂是一种具有高刚性，高韧性的热塑性材料，其制件表面具有高光泽度，可用于高亮黑外观件。但是在某些产品中需要采用二次注射软胶成型，以提高产品的软触感以及防滑作用，例如在摄像头底座中的应用。
TPV由于具有硫化橡胶的特性，其触感与人体皮肤相近，被广泛应用于各个领域。但是TPV的基本材料为PP和EPDM，均为非极性材料，其常用的增塑剂也为非极性的石蜡油或者环烷油，很难与ABS形成很好的表面粘接效果。如中国专利CN103497429B中采用聚酯类热塑性弹性体以提高其表面极性，但是其添加量大，导致成本上升。中国专利CN 103045149A中提到向TPV材料中加入聚马来酸亚胺类反应型相容剂以提高材料的表面极性，但是聚马来酸亚胺毒性大，不符合环保和健康的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种TPV组合物及其制备方法，以PP和EPDM为基体，其中添加有增塑剂和交联剂，配合其他助剂，得到的TPV组合物具有高包胶粘接强度，解决了现有的TPV与ABS包胶粘接强度不够导致的脱胶问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面公开了一种TPV组合物，其由以下组分按照重量份组成：
A):聚丙烯30-40份，
B):三元乙丙橡胶20-30份，
C):增塑剂20-30份，
D):填充剂10-20份，
E):润滑剂0.2-1份，
F):交联剂0.2-1份，
G):助交联剂0.5-2份，
H):抗氧剂0.3-0.5份，
I):多孔吸附剂1-5份。
进一步的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，所述均聚聚丙烯在230℃/2.16kg的熔指为10-20g/10min。
进一步的，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚得到的可吸油的颗粒状橡胶，其门尼粘度ML100℃1+4＝50-120，所述非共轭二烯烃为乙叉降冰片烯。
进一步的，所述增塑剂为白油、环烷油中的至少一种，所述增塑剂的运动粘度为60-100Pa·s。
进一步的，所述填充剂为矿物填充剂，所述矿物填充剂包括碳酸钙、高岭土中的至少一种。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸季戊四醇酯、硬脂酸钙中的至少一种。
进一步的，本发明中的交联剂和助交联剂可以是本领域的常规选择，所述交联剂可提及的实例有过氧化物交联剂、硫磺、酚醛树脂中的一种；
所述助交联剂可提及的实例有三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、邻苯二甲酸二烯丙脂、氧化锌、氯化锡中的一种。
进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚膦酸酯按重量比1:1的混合物。
进一步的，所述多孔吸附剂为超高比表面积多孔吸附剂，本发明的一些具体的实施方式中，所述多孔吸附剂的主成分为硅酸钙，其比表面积≥350m2/g，孔容≥0.6cm3/g。
本发明的第二个方面公开了一种本发明第一个方面所述的TPV组合物的制备方法，包括以下步骤：
按配比将聚丙烯、三元乙丙橡胶、增塑剂、抗氧剂、润滑剂、填充剂、表面极性改性剂在170-190℃下混炼15-35min，再通过单螺杆挤出机挤出造粒，烘干得TPV一步料；
将所述TPV一步料与交联剂、助交联剂混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、烘干制得TPV组合物，其中，所述双螺杆挤出机的料筒温度为180～200℃，螺杆转速为300～400r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。
与现有技术相比，本发明所使用的原料均来自市售，来源广泛。本发明中在配方体系中添加有超高比表面积多孔吸附剂，其比表面积≥350m2/g，孔容≥0.6cm3/g，表面经过硅烷偶联剂处理，对极性低分子挥发物有很好的吸收效果，令人惊讶的是其不仅可以提高气味等级，还能提供较高的表面极性，使得制备的具有高包胶粘结强度的TPV组合物具有相对较高的达因值，能与ABS有很好的包胶粘接效果。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以下实施例和对比例中的各组分：
组分A：均聚PP，牌号1100N，熔指11g/10min，购自神华化工；
组分B：EPDM，牌号：3072EPM，购自三井化学；
组分C：环烷油，牌号：KN4010，购自东莞市恒发润滑油有限公司；
组分D：碳酸钙，牌号：NC-60A，购自泉州市旭丰粉体原料有限公司；
组分E：硬脂酸钙，牌号：G120，购自安徽沙丰新材料有限公司；
组分F：无味交联剂DCP，牌号：14s-FL，购自阿克苏诺贝尔；
组分G：助交联剂TAIC，牌号：FARIDA TAIC-P，购自湖南以翔科技有限公司；
组分H：抗氧剂，牌号：1010+168重量比为1:1混合物，均购自德国巴斯夫；
组分I：多孔硅酸钙气味吸附剂，牌号：DSX-650，购自山东得盛新材料科技有限公司。
实施例和对比例中的TPV组合物的制备方法为：
按照表1和表2中配比将PP、EPDM、增塑剂、抗氧剂、润滑剂、填充剂、多孔吸附剂先投入密炼机中，在180℃下混炼15-35min，再通过单螺杆挤出机挤出造粒，烘干得TPV一步料；
所述TPV一步料在混料锅中与交联剂、助交联剂混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、烘干制得TPV组合物；其中，所述双螺杆挤出机料筒温度设置为：一区160℃，二区190℃，三区190℃，四区190℃，五区190℃，六区180℃，七区180℃，九区180℃，十区190℃，机头190℃，螺杆转速为500r/min，真空度为-0.08MPa。
由于双螺杆挤出机在限定保护范围内对组合物的性能影响不大，因此，这里仅给出较优的参数进行实施。
表1实施例中TPV组合物的原料组成(重量份)
组分组成 实施例1 实施例2 实施例3
A 40 35 30
B 20 25 30
C 20 25 30
D 20 15 10
E 1 0.5 0.2
F 0.2 0.5 1
G 0.5 1 2
H 0.3 0.4 0.5
I 0.5 1 2
表2对比例中TPV组合物的原料组成(重量份)
组分组成 对比例1 对比例2 对比例3
A 40 35 30
B 20 25 30
C 20 25 30
D 20 15 10
E 1 0.5 0.2
F 0.2 0.5 1
G 0.5 1 2
H 0.3 0.4 0.5
将实施例1-3和对比例1-3中制得的TPV组合物分别进行拉伸强度、断裂伸长率、100％定伸应力、撕裂强度、粘结强度、达因值进行检测，其检测标准与性能检测结果分别列于表3和表4所示。
表3实施例中TPV组合物的性能测试结果
Figure BDA0002337026320000041
Figure BDA0002337026320000051
表4对比例中TPV组合物的性能测试结果
测试项目 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度MPa 14.4 13.1 10.3
断裂伸长率％ 467.9 520.2 559.8
100％定伸应力MPa 3.4 3.2 2.9
撕裂强度N/mm 32.1 30.2 31.1
粘结强度N/mm 0.22 0.35 0.28
达因值dyn/cm 32 30 30
注：表3和表4中各测试项目的测试标准为
(1)拉伸强度：DIN 53504；
(2)断裂伸长率：DIN 53504；
(3)100％定伸应力：DIN 53504；
(3)撕裂强度：ISO 34；
(4)粘接强度：ASTM D429-81；
(5)达因值：ASTM STD D6182。
从表3可看出，本发明实施例1～3制备的TPV组合物，具有较高的达因值，撕裂强度和粘结强度，良好的包胶和粘结效果，可以免去制件在注塑包胶过程中的火焰烘烤步骤，给生产和加工带来便利，节约了大量的加工成本和时间成本，从而极大地缩短了加工成型时间，可帮助提高产能。表示对比例中，由于未加表面极性改性剂，所的材料的粘接强度，达因值均较低，与ABS的相容性较差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种TPV组合物，其特征在于，其由以下组分按照重量份组成：
A): 聚丙烯 30-40份，
B): 三元乙丙橡胶 20-30份，
C): 增塑剂20-30份，
D): 填充剂10-20份，
E): 润滑剂0.2-1份，
F): 交联剂0.2-1份，
G): 助交联剂0.5-2份，
H): 抗氧剂0.3-0.5份，
I): 多孔吸附剂1-5份。
2.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，所述均聚聚丙烯在230℃/2.16kg条件下的熔指为10-20g/10min。
3.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚得到的可吸油的颗粒状橡胶，其门尼粘度ML100℃1+4=50-120，所述非共轭二烯烃为乙叉降冰片烯。
4.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述增塑剂为白油、环烷油中的至少一种，所述增塑剂的运动粘度为60-100Pa·s。
5.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述填充剂为矿物填充剂，所述矿物填充剂包括碳酸钙、高岭土中的至少一种。
6.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸季戊四醇酯、硬脂酸钙中的至少一种。
7.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述交联剂为过氧化物交联剂、硫磺、酚醛树脂中的一种；
所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、邻苯二甲酸二烯丙脂、氧化锌、氯化锡中的一种。
8.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚膦酸酯按重量比1:1的混合物。
9.如权利要求1所述的TPV组合物，其特征在于，所述多孔吸附剂为超高比表面积多孔吸附剂，其比表面积≥350m2/g，孔容≥0.6cm3/g。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的TPV组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配比将聚丙烯、三元乙丙橡胶、增塑剂、抗氧剂、润滑剂、填充剂、多孔吸附剂在170-190℃下混炼15-35min，再通过单螺杆挤出机挤出造粒，烘干得TPV一步料；
将所述TPV一步料与交联剂、助交联剂混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、烘干制得TPV组合物，其中，所述双螺杆挤出机的料筒温度为180~200℃，螺杆转速为300~400r/min，真空度为-0.04~-0.1MPa。
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