一种热塑性弹性体及其制备方法与应用
阅读说明：本技术 一种热塑性弹性体及其制备方法与应用 (Thermoplastic elastomer and preparation method and application thereof ) 是由 方耀华 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热塑性弹性体,其包括如下重量份的组分：SEBS 35～45份、聚丙烯8～12份、150N基础油25～35份、增韧剂6～10份、增容剂1～3份、润滑剂1.5～2.5份、填料8～12份、抗污助剂0.1～0.2份和抗UV助剂0.15～0.25份；所述聚丙烯包括嵌段共聚聚丙烯A和嵌段共聚聚丙烯B,所述嵌段共聚聚丙烯A在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为5～10g/10min,所述嵌段共聚聚丙烯B在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为20～30g/10min。本发明的热塑性弹性体具有优异的抗污和耐老化性能,将其作为面层材料用于拼装地板,可有效提高拼装地板的抗污性和耐老化性,延长拼装地板的使用寿命,使用时间可延长至3年以上。(The invention discloses a thermoplastic elastomer, which comprises the following components in parts by weight: 35-45 parts of SEBS, 8-12 parts of polypropylene, 25-35 parts of 150N base oil, 6-10 parts of a toughening agent, 1-3 parts of a compatibilizer, 1.5-2.5 parts of a lubricant, 8-12 parts of a filler, 0.1-0.2 part of an anti-fouling assistant and 0.15-0.25 part of an anti-UV assistant; the polypropylene comprises block copolymer polypropylene A and block copolymer polypropylene B, the melt index of the block copolymer polypropylene A is 5-10 g/10min under the test condition of 190 ℃ and 2.16kg, and the melt index of the block copolymer polypropylene B is 20-30 g/10min under the test condition of 190 ℃ and 2.16 kg. The thermoplastic elastomer has excellent stain resistance and aging resistance, can be used as a surface layer material for the assembled floor, can effectively improve the stain resistance and aging resistance of the assembled floor, prolongs the service life of the assembled floor, and can prolong the service life to more than 3 years.)
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种热塑性弹性体及其制备方法，还涉及该热塑性弹性体在拼装地板中的应用。
背景技术
拼装地板亦称组合式运动地板，具有拼装简单、移动方便、色彩丰富、不易积水等特性。它采用悬浮式的结构设计，加上坚固的加强型支撑脚结构，具有垂直的减震效果，防滑的表面还可有效防止运动损伤，因而近年来在户内外运动场均得到了广泛应用。
但是，现有的拼装地板在抗污和耐老化方面仍不理想，尤其是在户外场所使用时，存在容易老化变脆、容易脏污的缺陷，使用寿命较短，一般只能维持1年左右。
发明内容
为克服现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种热塑性弹性体及其制备方法与应用。本发明的热塑性弹性体具有优异的抗污和耐老化性能，作为拼装地板的面层材料，可提高拼装地板的抗污性和耐老化性，延长拼装地板的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种热塑性弹性体，其包括如下重量份的组分：SEBS 35～45份、聚丙烯8～12份、150N基础油25～35份、增韧剂6～10份、增容剂1～3份、润滑剂1.5～2.5份、填料8～12份、抗污助剂0.1～0.2份和抗UV助剂0.15～0.25份。
优选地，所述热塑性弹性体包括如下重量份的组分：SEBS 40份、聚丙烯10份、150N基础油30份、增韧剂8份、增容剂2份、润滑剂2份、填料10份、抗污助剂0.15份和抗UV助剂0.2份。
优选地，所述SEBS的牌号包括7551。该牌号的SEBS具有良好的耐老化性能和力学性能，无需硫化即可加工使用，而且与150N基础油具有较好的相容性，可通过150N基础油调节软硬度，使热塑性弹性体具有满足拼装地板使用要求的减震效果。
优选地，所述聚丙烯包括嵌段共聚聚丙烯A和嵌段共聚聚丙烯B；所述嵌段共聚聚丙烯A在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为5～10g/10min，所述嵌段共聚聚丙烯B在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为20～30g/10min。具有上述熔融指数的所述嵌段共聚聚丙烯A和所述嵌段共聚聚丙烯B与牌号7551的SEBS具有较好的相容性，共混效果好。而且，所述嵌段共聚聚丙烯A和所述嵌段共聚聚丙烯B组合使用，可有效提高热塑性弹性体的力学性能和耐高低温性，还能提高胶料的流动性，使产品更好地成型。
优选地，所述聚丙烯中，嵌段共聚聚丙烯A与嵌段共聚聚丙烯B的质量比为1:(2～3)。通过调控嵌段共聚聚丙烯A与嵌段共聚聚丙烯B的配比，不仅确保胶料具有较好的流动性，还能使热塑性弹性体的力学性能和耐高低温性能较好。
优选地，所述聚丙烯中，嵌段共聚聚丙烯A与嵌段共聚聚丙烯B的质量比为1:2.5。嵌段共聚聚丙烯A和嵌段共聚聚丙烯B以该配比复合使用时，所述热塑性弹性体的力学性能和耐高低温性能最好。
优选地，所述增韧剂包括POE3980增韧剂。POE3980增韧剂的加入可进一步改善整个体系的流动性，提高热塑性弹性体的韧性，还使热塑性弹性体作为拼装地板的面层时，不易与PP底层分层。
优选地，所述润滑剂包括硅酮粉。本发明配方中，硅酮粉的加入不仅可发挥润滑作用，使产品容易脱模，还能提高热塑性弹性体的表面耐磨性。
优选地，所述填料为轻质碳酸钙和重质碳酸钙的混合物，所述重质碳酸钙的粒度为600～800目。
优选地，所述填料中，轻质碳酸钙与重质碳酸钙的质量比为1:0.3～0.5。
优选地，所述填料中，轻质碳酸钙与重质碳酸钙的质量比为1:0.4。
所述填料的加入可提高胶料的成型性，还可增加胶料容积，达到降低成本的目的。经研究发现，若只加入轻质碳酸钙，会容易团聚、难以分散均匀；若只加入重质碳酸钙，则会出现与胶料的接触面积较小，共混效果差的问题。而将轻质碳酸钙和重质碳酸钙复配，并通过调控两者的配比和粒度，可同时兼顾分散和共混效果，获得不易团聚、容易分散、且与胶料共混效果好的填料，最终达到提高胶料的成型性、及增加胶料容积的技术效果。
优选地，所述抗UV助剂的牌号包括EP-V701、KZ-1145中的至少一种。上述牌号的抗UV助剂与本发明配方的胶料相容性好，可提高胶料的抗UV性能。
优选地，所述抗污助剂包括氟改性抗污助剂，牌号为蓝柯路Lencolo 3007D。现有技术一般将该助剂用于涂料中，然而，本发明人经研究意外发现，该助剂与本发明配方体系具有较好的相容性，且共混后可在胶料表面形成一层抗污的保护膜，提高了产品的抗污能力。
优选地，所述增容剂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、马来酸酐接枝SBS(MAH-SBS)中的至少一种。
本发明还提供了一种所述热塑性弹性体的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将SEBS和150N基础油混合均匀，然后加入其它组分，混合均匀，得到混料；
(2)将步骤(1)的混料用双螺杆挤出机挤出，冷却，造粒，即得所述热塑性弹性体。
优选地，所述双螺杆挤出机的挤出温度控制在160～180℃。
本发明还提供了本发明所述的热塑性弹性体在拼装地板制备中的应用。优选地，所述拼装地板包括面层和底层，所述面层由所述热塑性弹性体制成。优选地，所述拼装地板中，所述面层与所述底层为一体注塑成型结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明所提供的热塑性弹性体具有优异的抗污和耐老化性能，将其作为面层材料用于拼装地板，可有效提高拼装地板的抗污性和耐老化性，延长拼装地板的使用寿命，使用时间可延长至3年以上。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。应理解，实施例不用于限制本发明的保护范围。本发明所采用的原料均可通过商业途径购买得到。
实施例中采用的原料来源如下：
实施例1～3
实施例1～3提供了一种热塑性弹性体，其配方组成如表1所示。对比例1～3也提供了一种热塑性弹性体，其配方组成如表1所示。
表1中，聚丙烯由嵌段共聚聚丙烯A和嵌段共聚聚丙烯B组成，嵌段共聚聚丙烯A与嵌段共聚聚丙烯B的质量比为1:2.5。填料为轻质碳酸钙和重质碳酸钙的混合物，轻质碳酸钙与重质碳酸钙的质量比为1:0.4。
实施例1～3的热塑性弹性体的制备方法为：(1)将SEBS和150N基础油混合均匀，然后加入其它组分，混合均匀，得到混料；(2)将步骤(1)的混料用双螺杆挤出机挤出，冷却，造粒，即得所述热塑性弹性体。其中，双螺杆挤出机的挤出温度控制在160～180℃。
对比例1～3的热塑性弹性体的制备方法参照实施例1～3。
表1
注：表中“-”表示未添加该组分。
一、性能测试
将实施例1～3和对比例1～3的热塑性弹性体模压成片材，剪裁成标准测试样，测试结果如表2所示。
硬度：测试方法依据ASTM D2240。
拉伸强度：测试方法依据ASTM D412。
断裂伸长率：测试方法依据ASTM D412。
压缩永久变形率：70℃×168h，测试方法依据GB/T 7759.1-2015，标准值＜50％。
老化性能测试：158℃×168h。
阻燃性能测试：垂直燃烧，按照GB/T2408-2008进行测试。
脆化温度测定：将试样用悬臂方式安装于夹具中，置于低温介质中恒温，当试样达到某一预定低温后，用冲头以一定的速度冲击试样，当试样的破坏率达到50％时的温度即为脆化温度。
耐磨性：Taber耐磨测试，磨耗条件：H-18磨轮，砝码2000g，转数1000r，转速72rpm，计算质量损失率。
抗污性：用油性笔涂抹试样表面，放入60℃烘箱中烘干(3min)，取出后用湿纸巾擦拭干净，统计各试样擦拭干净所需的擦拭次数。
表2
表2结果分析：实施例1～3的热塑性弹性体具有较好的韧性、弹性和机械强度，同时在耐老化性、耐高低温性、耐磨损性、阻燃性和抗污性上均较好，尤其以实施例1的最优。比较分析对比例1～2可看出，SEBS的种类会对热塑性弹性体的性能显著显著影响，采用其它牌号SEBS的对比例1和对比例2在耐老化、耐高低温、耐磨损、阻燃性和抗污方面均劣于实施例1。比较分析对比例3可看出，本发明所采用牌号的氟改性抗污助剂可有效提高热塑性弹性体的抗污能力。
二、为探究聚丙烯的组分组成及组分配比对热塑性弹性体的性能影响，设置了7组试验组，各组聚丙烯的组分组成及组分配比见表3。
表3
组别
聚丙烯
试验组1
嵌段共聚聚丙烯A+嵌段共聚聚丙烯B，且A:B＝1:1
试验组2
嵌段共聚聚丙烯A+嵌段共聚聚丙烯B，且A:B＝1:2
试验组3
嵌段共聚聚丙烯A+嵌段共聚聚丙烯B，且A:B＝1:2.5
试验组4
嵌段共聚聚丙烯A+嵌段共聚聚丙烯B，且A:B＝1:3
试验组5
嵌段共聚聚丙烯A+嵌段共聚聚丙烯B，且A:B＝1:4
试验组6
嵌段共聚聚丙烯A
试验组7
嵌段共聚聚丙烯B
将试验组1～7按实施例1的配方和制备方法制备热塑性弹性体(聚丙烯的总用量均为10份)，测试热塑性弹性体的性能，测试结果见表4。
表4
表4结果分析：从试验组1～5可看出，所述嵌段共聚聚丙烯A和所述嵌段共聚聚丙烯B的配比会对热塑性弹性体的力学性能和耐高低温性产生影响，而嵌段共聚聚丙烯A与嵌段共聚聚丙烯B的质量比为1:(2～3)时，热塑性弹性体的力学性能和耐高低温性较好。只用嵌段共聚聚丙烯A时，会导致热塑性弹性体太软，韧性太差，无法满足拼装地板的应用要求，同时其耐高低温性和耐磨性也显著下降。只用嵌段共聚聚丙烯B时，会导致热塑性弹性体太硬，韧性太差，无法满足拼装地板的应用要求，同时其耐高低温性和耐磨性也显著下降。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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