一种高耐磨TPE材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨TPE材料及其制备方法，属于TPE材料技术领域，包括如下重量份原料：100份超高分子量SEBS、改性重质碳酸钙16

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨TPE材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于TPE材料
，具体地，涉及一种高耐磨TPE材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]与传统橡胶相比，TPE橡胶材料拥有更优异的特性，不仅在常温下能显示出橡胶的弹性，高温下又能像塑料易于成型加工，而且工艺简单，生产效率高，可重复利用。因此，就加工而言，它是一种塑料，可像热塑性塑料那样快速、有效、经济地加工成制品；就性质而言，它又是一种橡胶，具有类似于橡胶的力学性能及使用性能。因此，热塑性弹性体在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁，且有许多优于塑料和橡胶的特点。
[0003]SEBS是苯乙烯类热塑性弹性体，是TPE材料中较为常见的种类之一。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，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。将TPE材料应用于3C产品、数据线成型插头外模等领域时，对材料的耐磨性有极高的要求。简单通过添加增强剂或者改性剂的技术方案，虽然能在一定程度上提高TPE材料的耐磨性能，但是在实际使用过程中，由于需要更加优异的耐磨性能，所以需要填充大量的耐磨改性填料，这就导致填料填充后分散性能不佳，耐磨填料在TPE材料中发生团聚导致整体稳定性能降低的缺陷。
[0004]另外，SEBS材料作为烷烃聚合物，其含碳量高，易燃烧，并释放大量的烟雾，存在较重的火灾隐患，不适合用在有阻燃要求的场合，这些缺点限制了它的进一步应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种高耐磨TPE材料及其制备方法。
[0006]本专利技术以超高分子量SEBS为基体，分子量在30万的超高分量SEBS能够获得较好的耐磨效果，并加入了聚丙烯，聚丙烯与SEBS相容性好，而且具有高刚性、高模量，提高材料的硬度和上限温度；另外，本专利技术在原料中加入了改性重质碳酸钙，在重质碳酸钙表面接枝有机分子链，不仅能提高重质碳酸钙与基体的界面相容性，促进分散，而且能起到增韧效果，使重质碳酸钙充分发挥对材料耐磨性提升的效果；并且表面的有机分子链上含有高效安全的阻燃成分，能够赋予TPE材料一定的阻燃性能，最终获得一种机械性能高、耐磨性强且具有阻燃性能的TPE材料，具有极高的应用价值与更广的应用范围。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种高耐磨TPE材料，包括如下重量份原料：超高分子量SEBS(苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物)100份、改性重质碳酸钙16
‑
20份、耐磨助剂4
‑
5份、聚丙烯18
‑
24份、环烷油8
‑
10份、抗氧化剂0.5
‑
0.7份、润滑剂0.9
‑
1.2份；
[0009]TPE材料的制备方法，具体如下：
[0010]按比例将各原料加入高速搅拌机中混合摇匀，放置24h，随后将混合物投入到平行双螺杆挤出机中，挤出温度:170
‑
190℃，经挤出造粒得到TPE材料。
[0011]进一步地，所述超高分子量SEBS的分子量不低于30万，一般SEBS的分子量为13万
‑
22万之间，分子量在30万的超高分量SEBS能够获得较好的耐磨效果。
[0012]进一步地，所述耐磨助剂为PEEK9359F耐磨剂。
[0013]聚丙烯与SEBS相容性好，而且具有高刚性、高模量，熔点在165℃左右，SEBS复合聚丙烯材料，不但可以降低成本，而且可以提高材料使用上限温度和挺度，以及较好的耐溶剂性。
[0014]进一步地，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010或抗氧化剂168；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、芥酸酰胺中的一种。
[0015]进一步地，改性重质碳酸钙通过如下步骤制备：
[0016]S1、在干燥的三口烧瓶中加入二乙烯三胺、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯和DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)，将烧瓶置于冰浴中，搅拌混合，待体系温度稳定在0
‑
2℃时，搅拌下经恒压滴液漏斗缓慢滴加十二酰氯，滴加完毕后在0
‑
2℃下反应3h，过滤除去盐，滤液倾入10倍体积的甲醇
‑
水(甲醇与水的体积比1:10)中，析出白色固体，过滤，滤饼水洗3
‑
5遍后用甲醇重结晶，得到中间体1；二乙烯三胺、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯、DMF和十二酰氯的用量之比为0.11mol:10g:25mg:125mL:0.1mol；
[0017]二乙烯三胺与十二酰氯发生酰胺化反应，通过控制二者的摩尔比接近1:1且二乙烯三胺略过量，由于伯胺的碱性强于仲胺，因此发生如下所示的化学反应过程，得到中间体1；
[0018][0019]S2、将二氯甲烷、DIC(N,N
‑
二异丙基碳二亚胺)、三乙胺和衣康酸加入至带有搅拌装置的三口烧瓶中，通入氮气进行保护，搅拌溶解均匀后，将含有中间体1的二氯甲烷溶液(浓度为0.57g/mL)滴入体系中，滴加完毕后在室温以及N2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，将去离子水加入到产物中，混合均匀，再用乙酸乙酯萃取，取有机层，减压旋蒸除去乙酸乙酯，得到中间体2；二氯甲烷、DIC、三乙胺、衣康酸、中间体1的用量之比为350mL:13.2g:30.3g:14.3g:28.5g；去离子水的加入量与二氯甲烷的用量相同；
[0020]在三乙胺和DIC的作用下，衣康酸分子上的
‑
COOH与中间体1分子上的
‑
NH2发生酰胺化反应，通过控制二者的摩尔比接近1:1且衣康酸略过量，使衣康酸只有一端的
‑
COOH参与到反应，得到中间体2，反应过程如下所示：
[0021][0022]S3、将亚磷酸二甲酯、CCl4和四氢呋喃依次加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，将烧瓶转移至冰浴中并进行搅拌，向烧瓶内同时逐滴滴加三乙胺和中间体2的四氢呋喃溶解液，滴加结束后将三口烧瓶转移至室温下持续搅拌反应11h，反应结束后，抽滤，取滤液，旋蒸除去四氢呋喃，得到改性剂；亚磷酸二甲酯、CCl4、四氢呋喃、三乙胺、中间体2的用量之比为11g:15.4g:6.4g:10.1g:39.8g；
[0023]中间体1上含有的
‑
NH
‑
与亚磷酸二甲酯发生Atherton
‑
Todd反应，通过控制二者的
摩尔比接近1:1，酰胺的碱性弱于仲胺，反应过程如下所示，得到改性剂：
[0024][0025]S4、将氨基化CaCO3与DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)加入至带有搅拌装置的三口烧瓶中，在室温下机械搅拌1h后，将改性剂加入到体系中继续搅拌30min，然后再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨TPE材料，其特征在于，包括如下重量份原料：100份超高分子量SEBS、改性重质碳酸钙16
‑
20份、耐磨助剂4
‑
5份、聚丙烯18
‑
24份、环烷油8
‑
10份、抗氧化剂0.5
‑
0.7份、润滑剂0.9
‑
1.2份；其中，所述改性重质碳酸钙通过如下步骤制备：S1、在干燥的三口烧瓶中加入二乙烯三胺、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯和DMF，将烧瓶置于冰浴中，搅拌混合，待体系温度稳定在0
‑
2℃时，搅拌下经恒压滴液漏斗缓慢滴加十二酰氯，滴加完毕后在0
‑
2℃下反应3h，后处理，得到中间体1；S2、将二氯甲烷、DIC、三乙胺和衣康酸加入至带有搅拌装置的三口烧瓶中，通入氮气进行保护，搅拌溶解均匀后，将含有中间体1的二氯甲烷溶液滴入体系中，滴加完毕后在室温以及N2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，将去离子水加入到产物中，混合均匀，再用乙酸乙酯萃取，取有机层，减压旋蒸除去乙酸乙酯，得到中间体2；S3、将亚磷酸二甲酯、CCl4和四氢呋喃依次加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，将烧瓶转移至冰浴中并进行搅拌，向烧瓶内同时逐滴滴加三乙胺和中间体2的四氢呋喃溶解液，滴加结束后将三口烧瓶转移至室温下持续搅拌反应11h，反应结束后，抽滤，取滤液，旋蒸除去四氢呋喃，得到改性剂；S4、将氨基化CaCO3与改性剂反应，得到改性重质碳酸钙。2.根据权利要求1所述的一种高耐磨TPE材料，其特征在于，步骤S1中二乙烯三胺、碳酸氢钠、1,3
‑
二硝基苯、DMF和十二酰氯的用量之比为0.11mol:10g:25mg:125mL:0.1mol。3.根据权利要求1所述的一种高耐磨TPE材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名仪，
申请(专利权)人：东莞市瑞能塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：