一种提高TPE材料耐磨性能的方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种提高TPE材料耐磨性能的方法及其产品。TPE材料的原料组成包括SEBS、白油和聚烯烃。以SEBS、白油和聚烯烃的总质量为100％计，本发明专利技术加入0.1％

【技术实现步骤摘要】
一种提高TPE材料耐磨性能的方法及其产品


[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种提高TPE材料耐磨性能的方法及其产品。

技术介绍

[0002]热塑性弹性体(TPE)材料，其基本组成为SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene，一种以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯
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丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)、白油和聚烯烃，它是一类具有通用塑料加工性能，但产品有着类似交联橡胶弹性性能的高分子合金材料。
[0003]SEBS分子结构中的双键被饱和，因此具有耐老化的特性；组成中不含卤素，它安全无毒、稳定性好、质地柔软、外观漂亮、手感舒适、回弹性能好和很强的防湿滑性，完全避免了软质PVC(聚氯乙烯)比重大、手感僵硬滑腻、稳定剂毒性强、增塑剂渗析、皮质硬度随环境变化明显等缺点。
[0004]热塑性弹性体也不同于普通橡胶，橡胶交联后不能被回收利用，而热塑性弹性体具有可回收性和重复加工性，具有环保的特点。因此TPE材料目前作为线缆材料、注塑包胶材料等，广泛应用于日用消费产品、智能手机、电动汽车、电子产品以及机器人领域，特别是应用在低温、耐老化及需要良好触感的领域。
[0005]在一些特殊的应用领域，还要求材料具有好的耐磨性能。但对于基于SEBS和聚烯烃的常规TPE材料，由于没有经过硫化，其耐磨性较差，无法满足这些应用领域的耐磨要求。因此，在这些应用领域，通常使用耐磨性能较好的TPU(热塑性聚氨酯弹性体)材料，但TPU材料存在耐温性差、难加工、成本高易水解等特点，因此其应用领域也受限。而TPE材料除了耐磨性较差外，其他性能都较好，因此有必要提高TPE材料的耐磨性，开发耐磨TPE材料。
[0006]已报道了一些提高TPE材料的耐磨性的方法，如在TPE材料中加入耐磨组分形成复合材料，例如加入尼龙、TPU等材料，但这些耐磨组分需要在较大的添加量才能取得一些效果，而且这些组分与TPE的相容性不好，在提高耐磨性的同时会降低其它性能；也有报道尝试微交联的方法，但这将在材料中形成凝胶，降低TPE的力学性能，交联方法的引入也使得TPE失去了热塑性材料的意义。因此需要开发提高耐磨，同时不降低其它性能的方法。
[0007]本专利技术的主要目的针对基于SEBS的TPE材料，提高材料的耐磨性能，同时对其它性能影响较小，开发耐磨性能优异的TPE材料。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对基于SEBS、白油和聚烯烃的TPE材料耐磨性差的问题，提供了一种利用钛白粉和无机次磷酸盐的复配物来提高TPE材料耐磨性的方法，同时对TPE材料的其它性能影响较小。
[0009]为解决现有TPE材料耐磨性能差的缺陷问题，专利技术人进行了广泛而深入的研究，结果发现可以利用钛白粉和无机次磷酸盐的协同作用，提高TPE材料的耐磨性，并且不明显恶化其它力学性能，从而有效解决这个问题。
[0010]从TPE材料的组成看，其基体是由SEBS、白油和聚烯烃组成，SEBS是通过SBS(苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物)加氢得到，加氢后分子链结构上的丁二烯链段被饱和，TPE材料不需要经过硫化而具有弹性性能，但由于未经过硫化，材料的耐磨性较差。
[0011]要提高耐磨性，其中的一种方法是对材料进行交联，交联后材料的耐磨性能会大幅提高，但TPE材料组分中均不含可交联单元，不能通过交联来提高材料的耐磨性。有研究提出使用过氧化物对TPE材料进行微交联，以提高TPE材料的耐磨性，但这种微交联方法会导致凝胶，会降低材料的流动性和影响加工成型过程，而且这些凝胶不具有热塑性，这使得TPE材料失去了的热塑性材料的特点。另外的方法是让TPE材料和常规耐磨材料，如尼龙、TPU等材料复合，利用其它组分的耐磨性能来提升TPE的耐磨性，但这种复合的方法，由于存在TPE和耐磨组分间存在相容性的问题，导致耐磨性能提升而其它性能下降。因此，这些提高TPE材料耐磨性的方法并不令人满意。
[0012]基于此，专利技术人尝试了新的思路，通过在TPE材料引入少量无机微小粒径颗粒来提高TPE材料的耐磨性，经过大量实验发现，体系中加入少量的钛白粉和无机次磷酸盐，不仅可以提高TPE材料的耐磨性，而且对材料的其它性能影响较小。
[0013]具体技术方案如下：
[0014]一种提高TPE材料耐磨性能的方法，所述TPE材料的原料组成包括SEBS、白油和聚烯烃，以所述SEBS、所述白油和所述聚烯烃的总质量为100％计，加入0.1％
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20％的由钛白粉和无机次磷酸盐组成的复配物；所述复配物中，钛白粉和无机次磷酸盐的质量比为0.01
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20:1。
[0015]钛白粉的主要成分为二氧化钛，常用做塑料中的白色颜料。主要有锐钛矿型和金红石型两种，常用金红石型。其不溶于水，化学性质稳定，但在光照下可以催化化学反应，具有光化学活性。
[0016]无机次磷酸盐，其分子式如下所示：
[0017][0018]其中，M代表金属离子，n代表金属离子M的价态。
[0019]由于应用于TPE中，无机次磷酸盐不能是水溶性的盐，式子中金属M通常指Al、Mg、Ca和Zn。无机次磷酸盐分子结构中P
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H具有强的反应活性，是一种还原剂。同时，无机次磷酸盐还是一种阻燃剂，可以单独或与其它阻燃剂协同，对TPE材料阻燃。
[0020]实验发现，通过钛白粉和无机次磷酸金属盐的协同，既可以显著提高TPE或其复合物的耐磨性，又不明显降低材料的力学性能。而单独使用钛白粉或无机次磷酸盐，则没有明显改善TPE耐磨性的效果。而使用其它无机颗粒物，或单独使用，或复配使用，均未发现能提高TPE材料的耐磨性。显示了该复配体系对TPE材料耐磨的特殊作用。
[0021]经过研究，为使得TPE材料有较好抗耐磨性，所加入的钛白粉和无机次磷酸盐复配物的量为：以组成TPE的原料中的SEBS、白油和聚烯烃总质量的0.1％
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20％计，既有较好的耐磨性，又不明显影响材料的其它性能，过高的添加量会影响TPE材料的其它性能，过低的
添加量对耐磨性的改善有限。其中钛白粉与无机次磷酸金属盐的复配比例按质量计为0.01～20:1，过高或过低的比例会影响二者在提高TPE材料耐磨性能方面的协同作用。
[0022]作为优选，所述钛白粉为金红石型，其平均粒径D50满足0.1μm<D50<20μm，粒径过细分散困难，会引起团聚，过粗会导致力学性能下降，水分含量小于0.5wt％。
[0023]所述无机次磷酸盐应具有较低的水溶性，通常为二价或三价金属盐，可优选自次磷酸铝、次磷酸锌、次磷酸钙、次磷酸镁中的至少一种，优选的，其平均粒径D50满足0.1μm<D50<20μm，水分含量小于0.5wt％。
[0024]本专利技术的TPE材料中，SEBS、白油和聚烯烃等原料的加入比例可根据硬度和强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高TPE材料耐磨性能的方法，所述TPE材料的原料组成包括SEBS、白油和聚烯烃，其特征在于，以所述SEBS、所述白油和所述聚烯烃的总质量为100％计，加入0.1％
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20％的由钛白粉和无机次磷酸盐组成的复配物；所述复配物中，钛白粉和无机次磷酸盐的质量比为0.01
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20:1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛白粉为金红石型，其平均粒径D50满足0.1μm<D50<20μm，水分含量小于0.5wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机次磷酸盐选自次磷酸铝、次磷酸锌、次磷酸钙、次磷酸镁中的至少一种，其平均粒径D50满足0.1μm<D50<20μm，水分含量小于0.5wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：a)在混合器中加入SEBS和白油，搅拌下完成对SEBS的充油；b)加入聚烯烃、所述复配物以及可选择性加入的其它原料，搅拌使物料混合均匀；c)在同向双螺杆挤出机中完成组合物的混合、塑化和挤出造粒。5.由钛白粉和无机次磷酸盐组成的复配物在提高TPE材料耐磨性能中的应用，所述TPE材料的原料组成包括SEBS、白油和聚烯烃，其特征在于，以所述SEBS、所述白油和所述聚烯烃的总质量为100％计，所述复配物的加入量为0.1％
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20％；所述复配...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴永辉，吴锦龙，
申请(专利权)人：昆山浩恩高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：