一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶是由以下的原料组成：氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物、硅橡胶混炼胶、增塑剂、交联剂、相容剂、催化剂。同时也公开了一种通过动态硫化制备高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶的方法。本发明专利技术所制备得到的高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶具有高柔软度、可回收、手感舒适等特性，可广泛适用于电子电器、线材、运动器材等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
动态硫化是一种新兴的橡胶硫化技术，是将未硫化的橡胶在高剪切作用下与热塑性材料共同熔融共混，同时加入硫化剂使其硫化的过程。在这个过程中，热固性的橡胶相(分散相)以某一粒径范围被均匀地分散在热塑性材料(连续相)中，同时橡胶相颗粒完成交联，最终得到热塑性动态硫化橡胶(TPV)。动态硫化的最大特点是将本身为热固性的橡胶相承载于热塑性材料中，从而将热固性橡胶和热塑性的塑料特性结合起来，同时便于材料的加工和回收利用。氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS具有丰富的可调节性，可通过与白油、聚烯烃等进行共混而制得硬度在邵氏0-95A的材料，同时具有优异的加工性、耐老化性、耐温性等。硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上连有两个有机基团的橡胶，硅橡胶手感极佳，耐候性好，能够在-40-200℃之间保持力学性能稳定，并保持一定的韧性、回弹性和硬度。目前市场上的硅橡胶绝大多数为热固性硅橡胶，制作工艺复杂，能耗大，且不利于回收，限制了硅橡胶的应用范围。现有技术中，CN102924900A公开了一种热塑性弹性体的方法，其在SEBS中加入大量填充油来降低材料的硬度，采用的加工方法为简单共混。这与本专利技术的高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶有本质区别。US4500688、CN106751736A通过不同的动态硫化体系制备了TPU/硅橡胶热塑性弹性体，解决了以上所述的部分问题，但其所制得的产品的硬度在邵氏50-70A之间，远远没有达到硅橡胶的硬度范围。但是由于硅橡胶的吸油性差，并不能通过常规的填充工业白油类软化剂来降低硅橡胶的硬度，因此，如何将热塑性硅橡胶的硬度降低至50A以下已经是行业内的共性难题。CN101597378A提供了一种热塑性硫化橡胶的制备方法，其提到了加入软化剂可降低复合材料的硬度，但其并未提到本专利技术中硅橡胶和SEBS的动态硫化，同时，其制得的热塑性硫化橡胶的硬度都在60A以上。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是运用动态硫化方法，提供一种具有高柔软度、可回收、力学性能优异的高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法。为了制得高柔软度的热塑性动态硫化硅橡胶，同时避免充油过多的而产生的冒油、分层等问题，本专利技术将SEBS和硅橡胶结合起来，通过动态硫化制备具有高柔软度特性的热塑性动态硫化硅橡胶，所得到的产品具有丝滑干爽的手感，硬度可达邵氏20～50A，同时具有优异的力学性能。本专利技术所采取的技术方案是：一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，是由以下质量份的原料组成：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)10～30份、硅橡胶混炼胶30～60份、增塑剂10～60份、交联剂1～5份、相容剂5～20份、催化剂0.01～0.5份。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量含量为25％～45％。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，硅橡胶混炼胶为经过白炭黑补强的甲基乙烯基硅橡胶(或称为甲基乙烯基生胶)；进一步优选的，甲基乙烯基硅橡胶生胶经白炭黑补强的方法为气相法或沉淀法。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，硅橡胶混炼胶中的乙烯基摩尔含量为0.04％～0.5％。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，增塑剂为工业白油、环烷油、己二酸二乙酯、己二酸二辛酯、磷酸二乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯中的至少一种。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，交联剂为含有Si-H键的硅氧烷；进一步优选的，交联剂为含氢硅油，交联剂中Si-H键的摩尔含量为0.4％～2％。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，相容剂为乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)中的至少一种。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶中，催化剂为铂类催化剂；进一步的，铂类催化剂选自金属铂、铂黑、铂负载型催化剂或者含铂合金。这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：1)在密炼机或挤出机中，将氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、硅橡胶混炼胶、增韧剂、交联剂和相容剂熔融共混，挤出，造粒，得到预混物；2)将预混物与催化剂混合，加入双螺杆挤出机中进行动态硫化反应，挤出，造粒，得到高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶的制备方法步骤1)中，熔融共混的工艺参数如下：温度为160℃～200℃，时间为3min～10min，转速为30r/min～100r/min。优选的，这种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶的制备方法步骤2)中，双螺杆挤出机的工艺参数如下：加工温度为170℃～210℃，螺杆转速为200r/min～320r/min，动态硫化反应时间为1min～4min。本专利技术的有益效果是：本专利技术所制备得到的高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶具有高柔软度、可回收、手感舒适等特性，可广泛适用于电子电器、线材、运动器材等领域。与现有技术相比，本专利技术具有以下的优点：1)本专利技术通过动态硫化技术，在挤出过程的高温剪切作用下实现了硅橡胶在SEBS熔体中的动态交联，通过相容剂的加入实现了极性相差较大的SEBS和硅橡胶的热力学相容，从而制得高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其硬度可达邵氏20～50A，拉伸强度可达10MPa以上。2)本专利技术中所使用的原料和加工设备都是工业常见原料和设备，使用方便，成本低廉，可实现大规模工业生产，且无溶剂、无有毒挥发性气体污染，符合绿色环保要求，极具现实意义。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的内容作进一步详细的说明，下列的实施例不能理解为是对本专利技术范围的限制。实施例中所用的原料/设备如无特殊说明，均可从常规商业途径得到。硅橡胶性能参数的检测方法如无特别说明，均为本领域公知的标准测试方法。实施例1～3及对比例1实施例1～3和对比例1的硅橡胶组成见表1，表1中所述的组成均为质量份。表1实施例1～3和对比例1的硅橡胶组成名称SEBS硅橡胶混炼胶相容剂交联剂催化剂工业白油实施例1306052.50.0510实施例2206052.50.0520实施例3106052.50.0530对比例1106050030实施例1～3的高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶制备方法如下：步骤一)将表1所示配方中的SEBS、硅橡胶混炼胶、相容剂、交联剂、工业白油加入到密炼机中，温度设定为160℃，转速为100rpm，密炼时间10min，挤出造粒得到预混物。实施例1～3中使用的SEBS为台橡的6151，硅橡胶混炼胶为东爵有机硅公司的EN-5150A，相容剂为EVA，交联剂为道康宁公司的含氢硅油，型号为JHF-901，铂催化剂为道康宁公司的RD7铂金催化剂。步骤二)将步骤一所得的预混物加入表1所示配方中的催化剂铂，混合均匀后加入双螺杆挤出机，温度设定190℃，螺杆转速为250rpm，进行动态硫化反应，反应时间为2min，挤出造粒得到高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶。所制得热塑性动态硫化硅橡胶外观均匀、手感舒适。对比例1的硅橡胶制备方法如下：依据实施例1～3的工艺参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：是由以下质量份的原料组成：氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物10～30份、硅橡胶混炼胶30～60份、增塑剂10～60份、交联剂1～5份、相容剂5～20份、催化剂0.01～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：是由以下质量份的原料组成：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物10～30份、硅橡胶混炼胶30～60份、增塑剂10～60份、交联剂1～5份、相容剂5～20份、催化剂0.01～0.5份。2.根据权利要求1所述的一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量含量为25％～45％。3.根据权利要求1所述的一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：硅橡胶混炼胶为经过白炭黑补强的甲基乙烯基硅橡胶。4.根据权利要求1所述的一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：增塑剂为工业白油、环烷油、己二酸二乙酯、己二酸二辛酯、磷酸二乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：交联剂为含有Si-H键的硅氧烷。6.根据权利要求1所述的一种高柔软度热塑性动态硫化硅橡胶，其特征在于：相容剂为乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯醋酸乙烯共...

【专利技术属性】
技术研发人员：师文博，宋斌，刘超栋，
申请(专利权)人：广东省石油与精细化工研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44