超软热塑性弹性体制造技术

本发明专利技术揭示了一种热塑性弹性体（TPE）配混物，该热塑性弹性体（TPE）配混物借助于使用分子量大于200,000的多孔苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体以及分子量小于400的油类增塑剂的组合而具有非常低的硬度，所述油类增塑剂存在的量在85重量%和91重量%之间。从配混物粒料可以形成超软挤出或模塑的塑料制品，所得的肖氏OOO硬度在45和60之间。可以使用热熔粘合分配单元来制备模塑制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热塑性弹性体、聚合物配混物，其显示了弹性同时保持热塑性，其还具有非常低的硬度值并且是粒料形式。
技术介绍
聚合物领域已经取得迅猛发展，使材料科学从19世纪的木材和金属转变为20世 纪中叶使用热固性聚合物再转变为20世纪后期使用热塑性聚合物。热塑性弹性体(TPE )将诸如硫化橡胶等热固性聚合物的弹性性质与热塑性聚合物的加工特性的益处组合起来。通常，以间歇法在釜中制备软TPE配混物，之后装在罐中或者进行水下造粒。间歇法具有长循环时间Γ3小时或更长时间)，并且由于釜中混合桨叶的低剪切导致使得混合成分难以均化，由于氧化导致混合成分泛黄(除非使用氮气或者二氧化碳保护)，并且由于难以对所述反应釜和相关管道进行清洁导致了污染。另一方面，如果双螺杆挤出机和其他高剪切混炼机(例如Farrel牌连续混炼机、Buss牌共捏炼机)可用于对这些软TPE配混物进行混合，混合会在短时间内，连续产生均匀混合物，还提供了不泛黄、无污染的最终产物，结果是降低制造成本。双螺杆挤出机和其他高剪切混合设备目前的缺点是，它们不能处理本来存在于软TPE配混物中高含量的油，例如大于84重量％的油，因为高于某一重量％的油，则在挤出机内存在成分滑移。不能获得混合物的均匀性。尝试使用特殊混合元件的特殊的螺杆设计；还尝试在挤出机进料口的挤出机下游的不同位置注入油。目前，仍然以前述的间歇法进行软TPE配混物的制备。
技术实现思路
本领域需要的是以粒料形式制备TPE配混物的经济和连续的新方法，得到适用于以后模塑、挤出、压延或者其他再成形过程以形成最终塑料制品的均匀的TPE配混物。本专利技术通过确定TPE和油类增塑剂的组合解决了该问题，所述油类增塑剂具有的特性足以使得这些成分的配混形成非常软的TPE配混物，该TPE配混物易于以粒料形式用于进一步加工成最终塑料制品。本专利技术的一个方面是低硬度热塑性弹性体配混物，其包含(a)含苯乙烯的热塑性弹性体，其重均分子量大于200，000，并且吸油时间小于900秒，以及(b)重均分子量小于400的油类增塑剂，该油类增塑剂以配混物85至91重量％范围的量被吸入所述含苯乙烯的热塑性弹性体中。本专利技术的另一个方面是由TPE配混物再成形得到的低硬度塑料制品。参考以下实施方式，本专利技术的特征将变得显而易见。专利技术实施方式很感兴趣的是使用苯乙烯嵌段共聚物(SBC)以及石蜡/白色矿物油类增塑剂来制备非常软的TPE配混物。SBC与这类油是相容的，具有超过85%的油的组合物目前可用于本专利技术，产生肖氏00硬度小于或等于25肖氏00的凝胶，其在最终使用的应用时在45° F至110° F温度范围内不渗出油。 SBC与油的相容性由SBC的中间嵌段的化学特性产生，所述SBC的中间嵌段的化学特性与白色矿物油的化学特性非常类似。油的分子量越低，相容性越好。一些SBC的其他特性是它们可以“碎屑”形式得到，该形式是非常多孔的(非常类似于海绵)，使得碎屑可以物理方式吸收大量的油类增塑剂并在高强度混炼机中混合之后仍然看上去干燥或者人摸上去不光滑。SBC碎屑吸油的能力对于本专利技术是重要的，因为可以容易地对浸油碎屑进行运输和将其进料到上述的高剪切混炼机中并随后(以分子水平)进行均化，然后象任意其他挤出产品一样进行造粒。可以使用经济的连续挤出。与装在罐或者纸盒或者其他类似的包装相t匕，粒料形式的软TPE配混物是非常优选的。如果碎屑形态与油粘度没有很好的匹配，会得到油的(“湿的”)碎屑或者完全吸油和达到干燥所需的混合时间长于经济实用的混合时间。在任意情况下，该方法则会效率较低。然而在大多数情况下，当高于约80重量％的油(碎屑被油饱和)时，可能的结果是油的碎屑，不能将其进料到用于配混过程的挤出机进料口以产生造粒的TPE配混物。因此对于本专利技术，配混物配方及其混合的加工步骤都是重要的。当配混物中具有高于某一重量％的油时，即使是最能接受的多孔碎屑也被油饱和，不再能对其进行处理和使其进料到挤出机中。在一些极端情况下，尽管浸油碎屑可以被进料到挤出机中，但是在挤出机中发生滑移，导致不大均匀的配混物。本专利技术克服了这些问题。通过结合使用非常低分子量的油(小于400MW，合乎需要地小于300Mw，优选地小于275Mw)和高分子量的苯乙烯类嵌段共聚物(SBC)(大于120，OOOMw，合乎需要地大于150，OOOMw，优选地大于200，OOOMw), TPE配混物在如下过程之后人摸上去可能是干燥的在亨歇尔(Henschel)混合和挤出与造粒成油类增塑剂加料量大于85重量％均匀混合的粒料，以形成肖氏000硬度小于约60的TPE配混物。发现碎屑的孔隙率提供了 SBC与油匹配以制备本专利技术的粒料的最终因素。测定SBC碎屑的孔隙率是非常困难的。SBC聚合物的制造商可能知道这些信息，但是没有公开。布拉本德(Brabender)混炼机可以用于对SBC碎屑的孔隙率和吸油特性进行评价。这通过将油加入到混炼机中的碎屑中并对扭矩进行监测来进行。扭矩的阶跃变化暗示了完全吸油的开始。碎屑越多孔越好。油吸到碎屑中越快越好。考虑SBC聚合物的化学性质，油类增塑剂的化学性质以及SBC碎屑的物理孔隙率，对于本专利技术的SBC聚合物的任意可接受性，要求扭矩变化之前的持续时间小于900秒。合乎需要地，直到扭矩变化的持续时间小于750秒。优选地，直到扭矩变化的持续时间小于600秒。对于本专利技术来说，将直至扭矩变化的持续时间称作“吸油时间”或者“表观孔隙率”。尽管吸油时间是表示表观孔隙率的定量时间测量值，但是本领域的技术人员无需过多实验就可以得到与所述定量测量值的定性相关性，从而提供特定SBC碎屑是否具有足够孔隙率的初步确定。在将油混入亨歇尔(Henschel)混炼机内的碎屑中并经过24小时之后，本领域的普通技术人员无需过多实验可以通过手触摸来确定SBC碎屑是否仍具有油的外表面，使得其对于人手的触摸是“湿”或者滑的。相反地，本领域技术人员可以确定浸油碎屑情况对于人手的触摸是“干”或者不滑的。此外，浸油碎屑本身将证实以“填塞”或者“未填塞”的方式它是否可以被进料到双螺杆挤出机的进料口中。如果浸油碎屑太湿，则其不适合用于挤出成粒料。即使浸油碎屑足够干燥，将浸油碎屑进料到挤出机中通常也涉及“填塞”，该术语表示将浸油碎屑以机械方式强制进入到挤出机中。例如填塞式进料机的装置适用于此，但是在本文所述的实验 中用塑料杆用手工进行。良好混合的TPE配混物从挤出机出来进入常用的水下造粒机中，以将进料流切割成长度为2-6mm或者20至80个粒料/克之间的粒料。使用本文所述的配方和加工，所得到的粒料不会泛黄并且不含任意黑色斑点(specs)。也就是说，可以以粒料形式来销售非常软的TPE配混物以经济地制备塑料制品。可以用配混物的500和10，OOOppm (O. 05%至I重量％)之间的量将隔离剂，例如滑石、聚烯烃蜡、金属硬脂酸盐、二氧化硅、淀粉或者其他矿物填料撒在TPE配混物的软粒料上。所述隔离剂的粒度范围为约IOOnm至30 μ m。所述隔离剂使软粒料在使用前的贮存期间不粘连。发现均匀地加入到可接受的多孔SBC碎屑中的油加料量具有较窄的范围，约为配混物的84重量％ - 88重量％。即使在之前没有达到该范围，特别是以粒料形式时，仍希望增加油加料量。可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴维斯卡，G·迈耶，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：
国别省市：