耐温型热塑性弹性体的软管材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐温型热塑性弹性体的软管材料，其由如下重量百分比计的组分制成：其由如下重量百分比计的组分制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物25-45％；动态硫化母粒20-40％；增塑剂20-40％；填充材料15-25％；其中所述动态硫化母粒由如下重量百分比计的组分制成：聚烯烃弹性体35-50％；橡胶材料15-30％；热塑性树脂25-45％；交联剂1-4％；助交联剂0.2-0.6％。本发明专利技术还公开了一种耐温型热塑性弹性体的软管材料制备方法。本发明专利技术使用了聚烯烃弹性体结合橡胶材料经动态硫化引入化学交联结构，增强苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物材料，大幅提高了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物材料的耐高温热水的性能，长时间循环工作不因变形泄漏和破裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种软管材料，更具体地,本专利技术涉及一种。
技术介绍
软PVC水管因使用方便和价廉，在日常生活中和工业生产中都是经常被用到的。但通用的PVC会含有铅盐等重金属、且在高温和燃烧时释放HCL、CL2等有毒气体、PVC在生产加工时腐蚀设备和模具、PVC在冬季气温低时变硬发脆，这些弊端缺陷不符合各国对环保材料的越来越严格诉求，因此PVC水管等制品的使用近年来受到很多限制。 TPE材料的主要构成是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，是苯乙烯类的热塑性弹性体，其主要种类是SBS、SEBS，其中SBS的分子链是不饱和结构，SEBS的分子链是氢化的饱和结构，所以SEBS的耐老化性和耐候性远比SBS的优越。TPE材料是国际公认的环保材料，不含重金属，燃烧产物主要是碳、水，不释放有毒气体，生产加工不腐蚀设备和模具，在-50°C是仍然保持弹性和韧性。采用生产PVC制品的设备和模具来生产TPE的制品，多数情况下不需对硬件做更改就可以完成。因此，采用TPE材料来代替PVC是比较理想的选择，在国内外已成趋势，用TPE取代PVC来生产软水管是比较理想的选择。另外，在所有的热塑性弹性体材料中，SEBS的价格相对较低，且耐老化性和常温下的力学性能等综合性能良好，所以性价比最好。TPE热塑性弹性体材料是以聚苯乙烯相畴为交联点的物理交联结构，在常温下，这种材料具有象硫化橡胶的良好物理性能，但在高温时聚苯乙烯相畴受热软化，交联网络强度下降，使产品的使用受到严重限制。TPE软管用作冷水管时是比较良好的，但用作热水管时尤其水温超过80°C时，水管容易软化变形、泄漏、甚至破裂。这是因为超过80°C温度达到交联点聚苯乙烯相畴的玻璃化温度，交联结构受到破坏，水管的强度急剧下降所致。因此，TPE材料用作热水管用途时受到了限制。减少水管受热容易软化变形、泄漏、破裂的方法I.采用硫化橡胶的材料生产软管，但这种软管生产工艺繁琐，效率不高，而且使用的生产设备和工艺跟生产PVC水管的不一样。2.采用通过动态硫化的EPDM+PP的TPV材料生产软管，可以减少水管泄漏和破裂，但材料成本比较高。3.采用高分子量的SEBS材料生产软管，对减少泄漏有一定效果，但耐热水性不能长期稳定，也不够理想。以上几种方法存在工艺复杂、成本过高、效果不稳定等缺点。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的旨在提出了一种。本专利技术的技术方案如下一种耐温型热塑性弹性体的软管材料，其由如下重量百分比计的组分制成苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物25-45% ;动态硫化母粒20-40% ;增塑剂20-40% ;填充材料15-25% ;其中所述动态硫化母粒由如下重量百分比计的组分制成聚烯烃弹性体35-50% ;橡胶材料15-30% ;热塑性树脂25-45% ;交联剂1-4% ;助交联剂0. 2-0. 6%0优选地，按重量百分比计，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物为30-40%。优选地,按重量百分比计,所述动态硫化母粒为25-35%。优选地，按重量百分比计，所述填充材料为15-25%。优选地，按重量百分比计，所述聚烯烃弹性体为40-45%，橡胶材料为20-25%，热塑性树脂为30-40%，交联剂为2-3%，助交联剂为0. 3-0. 5%。·本专利技术另一方面，所述增塑剂为橡胶油类，所述填充材料为碳酸钙，所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物，所述橡胶材料为三元乙丙橡胶，所述交联剂为有机过氧化物。本专利技术的另一实施方式，所述的用于耐温型热塑性弹性体的软管材料的制备方法第一步，将所述聚烯烃弹性体、橡胶材料和热塑性树脂按比例全部加入低速搅拌机中，常温常压下搅拌，搅拌转速40_60r/min,搅拌10_15min均勻即可；第二步，将所述第一步中搅拌均匀的混合材料加入双螺杆挤出机中，进行物理共混挤出造粒；螺杆为强剪切组合，加料口温度为100°c，其余依次为第二段190°C、第三段220°C、第四段到第七段均为230°C、第八段220°C、第九段210°C、第十段200°C、第i^一段200°C、机头190°C，螺杆转速为350r/min，所得共混材料I ;第三步，将所述第二步中的共混材料I加入低速搅拌机中，在80°C下加热搅拌，边搅拌边加入所述交联剂和助交联剂，搅拌转速40-60r/min,搅拌30min,物料已经受热且交联剂已被完全吸附均匀即得共混材料2 ；第四步，将所述第三步搅拌均匀的共混材料2加入双螺杆挤出机中，进行动态硫化反应挤出造粒，得到动态硫化母粒，螺杆为强剪切组合，加料口温度为100°c，其余依次为第二段到第七段为170°c、第八段到为175°C、第九段180°C、第十段190°C、第i^一段185°C、机头180 0C ；第五步，将所述第四步得到的动态硫化母粒在常温下自然放置24-48小时，然后放入真空烘箱中烘烤2-4小时，烘箱温度设定为195-205°C，烘箱真空度为-0. 1-0. 04Pa ；第六步，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物投入到低速搅拌机中，在60-10(TC下加热搅拌，并加入增塑剂，所述增塑剂被充分吸收完全后，再投入上述第五步的动态硫化母粒和填充材料，搅拌15min,均勻即可,常压下搅拌,搅拌转速40_60r/min为宜；这里加热搅拌主要是加快橡胶油的吸收；第七步，将所述第六步的混合料，加入到双螺杆挤出机中，进行物理共混挤出造粒，得到成品。本专利技术的另一方面，所述步骤一中，将聚烯烃弹性体、橡胶材料、热塑性树脂进行高温熔融和高速剪切，共混时不同的聚合物先形成纤维状结构，再继续转化成聚合物微小液滴，所述小液滴形成相互穿插均匀分散的共混材料。本专利技术的另一方面，所述步骤二中，所述交联剂和助交联剂被高速转动的螺杆强制分散到聚合物液滴里，迅速与聚烯烃弹性体、橡胶材料液滴进行硫化反应，边硫化边被螺杆高速剪切，随着物料在挤出机料筒中的输送运动，剪切速率变快，硫化橡胶颗粒变得更小，均匀地分散在热塑性树脂的连续相中，得到相态稳定性能优良的弹性体。本专利技术的另一方面，所述步骤七中，所述螺杆为强剪切组合，加料口温度为130°C，其余依次为第二段160°C、第三段190°C、第四段到第七段均为220°C、第八段200°C、第九段190°C、第十段180°C、第i^一段170°C、机头170°C，螺杆转速为350r/min。这个过程是将SEBS、动态硫化母粒、填料、增塑剂等进行高温熔融和剪切，形成微观上各个相畴相互均匀分散的共混材料。由于加入增塑剂来调整硬度，不同硬度的物料的挤出工艺性会有所差异，所以这里的温度设定并不十分严格，只需要遵循使物料熔融良好和方便生产即可。为获得高速剪切的效果，螺杆转速不宜低于300r/min。本专利技术的步骤三中，由于DCP在120°C后会分解温度，TAIC的沸点也在120°C，所以搅拌温度不能过高。共混物料在受热的状态下吸附交联剂的效果比较好，经多次实践，搅拌温度在80°C为宜。DCP在高速密闭空间下搅拌会加速分解，且有爆炸的风险，因此适宜在低速常压下搅拌。·本专利技术的步骤四过程是形成化学交联结构的动态硫化过程，是化学反应挤出，十分关键。交联剂DCP和助交联剂被高速转动的螺杆强制分散到聚合物液滴里，迅速与P0E、EPDM液滴进行硫化反应，边硫化边被螺杆高速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐温型热塑性弹性体的软管材料，其特征在于：其由如下重量百分比计的组分制成：苯乙烯？丁二烯？苯乙烯三嵌段共聚物25？45％；动态硫化母粒20？40％；增塑剂20？40％；填充材料15？25％；其中所述动态硫化母粒由如下重量百分比计的组分制成：聚烯烃弹性体35？50％；橡胶材料15？30％；热塑性树脂25？45％；交联剂1？4％；助交联剂0.2？0.6％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文举，
申请(专利权)人：上海日杰弹性体塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：