一种热塑性弹性体材料及其制备设备、制备方法与流程

1.本发明涉及弹性材料技术领域，具体涉及一种热塑性弹性体材料及其制备设备、制备方法。


背景技术：

2.热塑性弹性体是一种兼具橡胶弹性以及热塑性塑料可加工性的新型高分子材料。其中，苯乙烯类热塑性弹性体是使用量最大的一种，由于其具有加工方式广、无需硫化、手感舒适、无毒环保、可回收利用等优点，广泛应用于日用品、医疗、汽车、电线电缆等多个领域。
3.常规的苯乙烯类热塑性弹性体材料其苯乙烯嵌段能够形成物理交联点，因此在常温下具有类似橡胶的高弹性以及高柔软性，但高温会破坏结构中物理相互作用，使得分子链发生滑移，因此其耐高温性能通常较差，高温压缩永久形变较大。通过引入化学交联的方式可以提升材料的耐温性能，如 jp09-316286,jp2005-281530,cn102219977a,cn102585427a等通过过氧化物交联剂或硅烷偶联剂使热塑性弹性体、聚烯烃树脂等发生部分交联反应，从而提升耐温性能。但现有专利仍然存在一些问题，交联剂与基材发生化学反应会产生副产物，使得产品具有较大气味，且需要进行多次造粒，操作困难、机械性能较差，限制了其应用范围。


技术实现要素：

4.本发明提供一种热塑性弹性体材料及其制备设备、制备方法，解决现有技术气味较大，且须多次造粒，操作困难、机械性能较差，限制了其应用范围的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种热塑性弹性体材料及其制备设备、制备方法，包括以下三个方面：
6.第一方面，本发明提供一种技术方案：一种热塑性弹性体材料，其特征在于，包含以下重量份的组分：
[0007][0008]
第二方面，本发明提供一种技术方案：一种热塑性弹性体材料的制备设备，包括高速混合机构、双螺杆挤出机以及切粒机，所述高速混合机构为竖直设置，所述高速混合机构的右侧固定安装有双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的右侧固定安装有切粒机。
[0009]
所述双螺杆挤出机上设置有抽出机构，所述抽出机构固定安装于双螺杆挤出机的左端，所述双螺杆机的右端固定安装有快速冷却组件。
[0010]
采用上述技术方案，该方案中的快速冷却组件可以对双螺杆挤出机挤出的条状热塑性弹性体材料快速冷却定型，方便后面切刀进行切粒。
[0011]
所述切粒机上设置有切刀机构，所述切刀机构固定安装于所述的切粒机的顶部，且切刀机构的底部延伸于切粒机的内部，所述切粒机的内部且位于切刀机构的下方设置有筛分机构，所述筛分机构为倾斜设置，所述位于筛分机构的下方设置有滚筒烘干机构。
[0012]
采用上述技术方案，该方案中设置的切刀机构可以对定型的条状热塑性弹性体材料进行多次切段，筛分机构的倾斜角度为－度之间，方便切粒后的粒状热塑性弹性体材料进行筛选，优质的粒状热塑性弹性体材料落到下面的滚筒烘干机构中，不合格的通过落料管漏出收集。
[0013]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述高速混合机构右端、抽出机构的左端之间设置有管桶连通，所述抽出机构的右端固定安装于双螺杆挤出机的左端。
[0014]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述切刀机构的内部设置切刀，且所述的切刀的数量为三个，所述切刀的顶部固定安装有动力组件。
[0015]
采用上述技术方案，该方案中的动力组件可以对切刀进行上下往复运动的动力输出。
[0016]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述筛分机构上设置有筛板、落料管以及废料口，所述筛板的外壁紧密配合且固定安装于筛分机构的四周。
[0017]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述筛板的倾斜下端固定安装有落料管，所述落料管的底部固定安装有废料口。
[0018]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述滚筒烘干机构的轴心两端活动安
装于切粒机的内壁，且滚筒烘干机构的一端延伸出切粒机的外部转动连接有转动电机。
[0019]
采用上述技术方案，该方案中的滚筒烘干机构可以对筛选的优质粒状热塑性弹性体材料进行烘干，然后进行收集存放。
[0020]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述滚筒烘干机构的外壁开设有漏料孔，位于滚筒烘干机构、转动电机之间紧密配合且活动安装有半圆弧运动组件。
[0021]
本发明本方面技术方案的进一步改进在于：所述切粒机靠近废料口的一侧开设有漏料口，且所述的漏料口的位置与所述的漏料孔处于同一轴线上。
[0022]
第三方面，本发明提供一种技术方案：一种热塑性弹性体材料的制备方法，该热塑性弹性体材料的制备方法包括以下步骤：
[0023]
步骤一、将苯乙烯类热塑性弹性体和填充油按比例加入高速混合机中搅拌1-15分钟，混合机转速100-200转/分钟，得到充分吸油，混合均匀的混合物；
[0024]
步骤二、向步骤一所得混合物中依次按比例加入其余组分，使用高速混合机搅拌1-10分钟，使物料混合均匀；
[0025]
步骤三、将步骤二所得混合物通过抽出机构抽入到双螺杆挤出机进行熔融，螺杆长径比20:1-80:1，螺杆转速100-300转/分钟，造粒温度180-240℃，挤出机末端使用真空泵进行抽真空处理，挤出样条使用切粒机进行造粒。
[0026]
由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
[0027]
本发明提供一种热塑性弹性体材料及其制备设备、制备方法，产品气味小，且操作简单、只需一次造粒，机械性能较好，高温压缩永久形变低，回弹好。
附图说明
[0028]
图1为本发明的结构示意图，
[0029]
图2为本发明图1中双螺杆挤出机的右端部分结构示意图，
[0030]
图3为本发明图1中切刀机构的底部部分结构示意图，
[0031]
图4为本发明图1中切粒机内部的筛分机构结构示意图，
[0032]
图5为本发明图1中切粒机内部的滚筒烘干机构结构示意图。
[0033]
图中：1、高速混合机构；2、双螺杆挤出机；21、抽出机构；22、快速冷却组件；3、切粒机；31、切刀机构；311、切刀；312、动力组件；32、筛分机构；321、筛板；322、落料管；33、滚筒烘干机构；331、漏料孔；34、废料口；35、漏料口；36、转动电机；37、半圆弧运动组件。
具体实施方式
[0034]
本发明将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
[0035]
第一方面，本发明提供了一种热塑性弹性体材料，包含以下重量份的组分：
[0036][0037]
在本实施例中，苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物(sbs)，苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物(sebs)，苯乙烯－乙烯/丙烯－苯乙烯嵌段共聚物(seps)，苯乙烯－乙烯－乙烯/丙烯－苯乙烯嵌段共聚物(seeps)中的一种或多种的混合物。其中，优选的，苯乙烯含量20％-50％，分子结构为线型或星型，数均分子量mn为50000-350000。
[0038]
其中，填充油为环烷烃油和直链烷烃油中的一种或多种的混合物。闪点大于120℃，40℃运动粘度大于5mm2/s。
[0039]
进一步说明的是，过氧化物交联型树脂是指与过氧化物反应过程中能够产生仲烷氧基自由基笼蔽效应从而形成交联结构的聚烯烃树脂。主要有聚乙烯及乙烯/α烯烃共聚物。聚乙烯是高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯中的一种或多种的混合物。乙烯/α烯烃共聚物是乙烯－丙烯共聚物，乙烯－丁烯共聚物，乙烯－辛烯共聚物中的一种或多种的混合物。优选的为线性低密度聚乙烯。
[0040]
再进一步说明的是，过氧化物降解型树脂是指与过氧化物反应过程中产生β断裂反应，从而提升体系强度以及加工流动性的聚烯烃树脂。主要有聚丙烯及丙烯/α烯烃共聚物。聚丙烯是均聚聚丙烯，共聚聚丙烯中的一种或多种的混合物。丙烯/α烯烃共聚物是丙烯—丁烯共聚物，丙烯－己烯共聚物，丙烯－辛烯共聚物中的一种或多种的混合物。优选的为均聚聚丙烯。
[0041]
交联剂是过氧化物交联剂，在加热塑化过程中能够产生自由基。主要有过氧化二异丙苯(dcp)，2,5－二甲基－2,5－双(过氧化叔丁基)己烷(双二五)，双叔丁基过氧化二异丙苯(bipb)，过氧化二苯甲酰(bpo)，2,4 －二氯过氧化苯甲酰(dcbp)。从活性氧含量，一分钟半衰期温度，反应产物气味综合考虑，优选为bipb。
[0042]
助交联剂有助于减少交联时间，协助形成交联网络。主要有二乙烯基苯，三烯丙基异三聚氰酸酯(taic)，三聚氰酸三烯丙酯(tac)，羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)。优选为taic。
[0043]
除味剂为吸附型除味剂，溶剂萃取型除味剂，螯合型除味剂中的一种或多种的混
合物。优选为溶剂萃取型除味剂。
[0044]
加工助剂为抗氧剂、润滑剂等。抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种的混合物。润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硅油中的一种或多种的混合物。
[0045]
无机填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉中的一种或多种的混合物。
[0046]
具体实施例见下表：
[0047][0048][0049]
测试物性见下表：
[0050][0051]
测试方法见下表：
[0052][0053]
通过上述实施例1至实施例4结果表明，在多种配方组成下，产品均具有优异的强度、较低的高温压缩永久形变以及较低的气味。
[0054]
比较实施例1与对比例1，加入交联剂能够明显改善拉伸强度，降低70℃及100℃压缩永久形变，低气味处理后气味与未加交联剂相近。
[0055]
第二方面，如图1-5所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：一种热塑性弹性体材料的制备设备，包括高速混合机构1、双螺杆挤出机2以及切粒机3，高速混合机构1为竖直设置，高速混合机构1的右侧固定安装有双螺杆挤出机2，高速混合机构1右端、抽出机构21的左端之间设置有管桶连通，抽出机构21的右端固定安装于双螺杆挤出机2的左端，双螺杆挤出机2的右侧固定安装有切粒机3。
[0056]
取得进步的是，如图1-5所示，双螺杆挤出机2上设置有抽出机构21，抽出机构21固定安装于双螺杆挤出机2的左端，双螺杆机2的右端固定安装有快速冷却组件22，其中，快速冷却组件22可以对双螺杆挤出机2挤出的条状热塑性弹性体材料快速冷却定型，方便后面切刀311进行切粒。
[0057]
如图1-5所示取得更大进步的是，切粒机3上设置有切刀机构31，切刀机构31固定安装于切粒机3的顶部，且切刀机构31的底部延伸于切粒机3 的内部，切刀机构31的内部设置切刀311，且切刀311的数量为三个，切刀 311的顶部固定安装有动力组件312，其中，动力组件312可以对切刀311进行上下往复运动的动力输出。
[0058]
优选的，切粒机3的内部且位于切刀机构31的下方设置有筛分机构32，筛分机构32为倾斜设置，筛分机构32上设置有筛板321、落料管322以及废料口34，筛板321的外壁紧密配合且固定安装于筛分机构32的四周，筛板 321的倾斜下端固定安装有落料管322，落料管322的底部固定安装有废料口 34。
[0059]
需要说明的是，位于筛分机构32的下方设置有滚筒烘干机构33，滚筒烘干机构33的轴心两端活动安装于切粒机3的内壁，且滚筒烘干机构33的一端延伸出切粒机3的外部转动连接有转动电机36，其中，滚筒烘干机构33可以对筛选的优质粒状热塑性弹性体材料进行烘干，然后进行收集存放。
[0060]
其次，滚筒烘干机构33的外壁开设有漏料孔331，位于滚筒烘干机构33、转动电机36之间紧密配合且活动安装有半圆弧运动组件37，切粒机3靠近废料口34的一侧开设有漏料口35，且漏料口35的位置与漏料孔331处于同一轴线上。
[0061]
优选的，切刀机构31可以对定型的条状热塑性弹性体材料进行多次切段，筛分机构32的倾斜角度为30-40度之间，方便切粒后的粒状热塑性弹性体材料进行筛选，优质的粒
状热塑性弹性体材料落到下面的滚筒烘干机构33中，不合格的通过落料管322漏出收集。
[0062]
下面具体说一下该热塑性弹性体材料的制备设备的工作原理。
[0063]
如图1所示，高速混合机构1工作，混合机转速100-200转/分钟，将实施例1中的热塑性弹性体材料原料倒进高速混合机构1中进行搅拌1-10分钟使搅拌均匀，得到热塑性弹性体材料，在通过抽出机构2工作将高速混合机构1中的热塑性弹性体材料，进行抽出到双螺杆挤出机4中进行挤出样条，最后再将样条进行切粒机造粒。
[0064]
第三方面，如图1所示，在实施例1、实施例2的基础上，本发明提供一种技术方案：一种热塑性弹性体材料的制备方法，该热塑性弹性体材料的制备方法包括以下步骤：
[0065]
步骤一、将苯乙烯类热塑性弹性体和填充油按比例加入高速混合机(1) 中搅拌1-15分钟，混合机转速100-200转/分钟，得到充分吸油，混合均匀的混合物；
[0066]
步骤二、向步骤一所得混合物中依次按比例加入其余组分，使用高速混合机(1)搅拌1-10分钟，使物料混合均匀；
[0067]
步骤三、将步骤二所得混合物通过抽出机构(2)抽入到双螺杆挤出机(4) 进行熔融，螺杆长径比20:1-80:1，螺杆转速100-300转/分钟，造粒温度180-240℃，挤出机末端使用真空泵进行抽真空处理，挤出样条使用切粒机进行造粒。
[0068]
上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。