一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料及其制备方法和应用，所述TPE复合材料的原料包括SEBS、POE、PP、异戊二烯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡啶、碳素纤维、基础油和助剂，其中所述碳素纤维经过聚酰胺蜡处理。所述TPE复合材料中复配有异戊二烯、丙烯酸丁酯以及乙烯基吡啶，在制备过程中通过嵌段共聚与直接反应，复合于SEBS、POE、PP等组分中，彼此协同作用，提高复合材料的耐寒性能以及机械性能。所述复合材料具有优异的弹性，且具有优异的耐寒性能和防火性能，所述材料制备工艺简单，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种复合材料，尤其涉及一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料及其制备方法。
技术介绍
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。TPE具有环保无毒安全，硬度范围广，有着优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化等诸多优点，因此，作为一种新型的多功能环保材料，TPE具有非常广阔的应用市场，如家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器械、建筑业和制鞋业等。目前，TPE复合材料一般是以热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、热塑性塑料聚丙烯以及一些合适的填料为原料制备而得到的。SEBS中弹性体嵌段已经完全氢化，使其具有优异的耐候性能，对臭氧、紫外线、电弧有良好的耐受性，也使其具有耐低温性能，在-60℃条件下仍保持良好的柔韧性等特点。虽然SEBS具有优良的橡胶弹性、优异的耐候性、耐低温性、环保性能等，但以SEBS作为弹性体材料单独是用存在一些问题，如SEBS与传统的硫化橡胶相比，存在着刚性过大、压缩变形大、密度高等缺点；其使用温度上限及耐溶剂性、耐油性等方面通常都不及传统硫化橡胶等。此外，PP价格低廉，可降低SEBS的成本。CN105367896A公开了一种TPE拉力管料及其制备方法，该TPE拉力管料由包括SEBS、PP、乙烯基吡啶接枝SEBS、POE和白油组成；其制备方法包括：按重量份配比称取原料，先将SEBS、PP、乙烯基吡啶接枝SEBS、POE、白油，在高速混料机中充分混匀，得到混合物；随后将得到的混合物放入螺杆挤出机中挤出造粒。所述TPE拉力管料有高弹性、高强度、耐候性好，适用于健身器材的制备。但是该专利技术所述TPE复合材料的仅可用于运动器材，在其他领域的应用仍表现出弹性不足的问题。CN105459017A提供了一种耐高温TPE，其组成成分及重量份数如下：SEBS105～110份；白矿物油50～100份；聚丙烯PP50～100份；聚乙烯50～70份；聚苯醚10～50份；碳酸钙50～100份；稳定剂0.2～0.3份。本专利技术TPE成本低廉、制作方便，其70℃的压缩永久变形可以在30以下，120℃的压缩永久变形可以在55以下，150℃的压缩永久变形可以在65以下该TPE可应用于低压缩永久变形和耐高温要求的场合，满足如汽车密封条等产品对压变和耐温的要求，大大拓宽了TPE的应用范围。但是该专利技术提供的TPE复合材料在提升耐高温性能的同时，未能兼具优异的弹性性能。
技术实现思路
为解决现有技术中的技术问题，本专利技术提供一种高弹性TPE复合材料，所述TPE复合材料具有优异的弹性，且具有优异的耐寒性能和防火性能，所述材料制备工艺简单，适合工业化生产。为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术目的之一在于提供一种高弹性TPE复合材料，所述TPE复合材料的原料包括SEBS、POE、PP、碳素纤维、基础油和助剂，其中所述碳素纤维经过聚酰胺蜡处理。作为本专利技术优选的技术方案，所述碳素纤维与聚酰胺蜡的质量比为1:(1～5)，如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术在TPE复合材料中添加了碳素纤维，并使用聚酰胺蜡对碳素纤维进行处理，碳素纤维具有优异的韧性，但是弹性欠佳，因此使用聚酰胺蜡对碳素纤维进行预处理，可以使聚酰胺蜡渗入碳素纤维中同时包裹在碳素纤维周围，在碳素纤维收到拉扯时聚酰胺蜡可以迅速改变自身流体性质，促进碳素纤维形变，因此使用聚酰胺蜡处理的碳素纤维可以提高TPE复合材料的弹性。而聚酰胺蜡使用的质量过少会使得碳素纤维无法充分包覆，而导致TPE复合材料的弹性下降，而聚酰胺蜡使用的质量过多会导致碳素纤维软化而导致韧性下降。作为本专利技术优选的技术方案，按照质量份计所述TPE复合材料的原料包括：其中，SEBS的质量份可以是25份、26份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份或50份等，POE的质量份可以是2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等，PP的质量份可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，异戊二烯2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等，丙烯酸丁酯2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等，乙烯基吡啶1份、2份、3份、4份或5份等，碳素纤维的质量份可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，基础油的质量份可以是40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份等，助剂的质量份可以是0.5份、0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.5份、1.8份或2.0份等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术所述TPE复合材料中复配有异戊二烯、丙烯酸丁酯以及乙烯基吡啶，在制备过程中通过嵌段共聚与直接反应，复合于SEBS、POE、PP等组分中，彼此协同作用，提高复合材料的耐寒性能以及机械性能。作为本专利技术优选的技术方案，所述SEBS的数均分子量为5000～8000，如5000、5500、6000、6500、7000、7500或8000等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，述碳素纤维的长度为0.1～10mm，如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述碳素纤维的直径为5～20μm，5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述助剂包括抗氧剂、偶联剂和阻燃剂。作为本专利技术优选的技术方案，所述抗氧剂的质量份为0.1～0.5份，如0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述偶联剂的质量份为0.2～0.5份，如0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述阻燃剂的质量份为0.2～1份，如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：抗氧剂168和抗氧剂1010的组合、抗氧剂1010和抗氧剂1076的组合、抗氧剂1076和抗氧剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料，其特征在于，所述TPE复合材料的原料包括SEBS、POE、PP、异戊二烯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡啶、碳素纤维、基础油和助剂，其中所述碳素纤维经过聚酰胺蜡处理。

【技术特征摘要】
1.一种耐寒高弹性阻燃TPE复合材料，其特征在于，所述TPE复合材料的原料包括SEBS、POE、PP、异戊二烯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡啶、碳素纤维、基础油和助剂，其中所述碳素纤维经过聚酰胺蜡处理。2.根据权利要求1所述的TPE复合材料，其特征在于，所述碳素纤维与聚酰胺蜡的质量比为1:(1～5)。3.根据权利要求1或2所述的TPE复合材料，其特征在于，按照质量份计所述TPE复合材料的原料包括：4.根据权利要求1-3任一项所述的TPE复合材料，其特征在于，所述SEBS的数均分子量为5000～8000。5.根据权利要求1-4任一项所述的TPE复合材料，其特征在于，所述碳素纤维的长度为0.1～10mm；优选地，所述碳素纤维的直径为5～20μm。6.根据权利要求1-5任一项所述的TPE复合材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、偶联剂和阻燃剂。7.根据权利要求6所述的TPE复合材料，其特征在于，所述抗氧剂的质量份为0.1～0.5份；优选地，所述偶联剂的质量份为0.2～0.5份；优选地，所述阻燃剂的质量份为0.2～1份；优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述偶联剂为硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建烨，张素敏，孔作万，张志忠，
申请(专利权)人：东莞市炬烨塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44