超軟熱塑性彈性體制造技術

本發明專利技術揭示了一種熱塑性彈性體（TPE）配混物，該熱塑性彈性體（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熱塑性彈性體以及分子量小于400的油類增塑劑的組合而具有非常低的硬度，所述油類增塑劑存在的量在85重量%和91重量%之間。從配混物粒料可以形成超軟擠出或模塑的塑料制品，所得的肖氏OOO硬度在45和60之間。可以使用熱熔粘合分配單元來制備模塑制品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及熱塑性彈性體、聚合物配混物，其顯示了彈性同時保持熱塑性，其還具有非常低的硬度值并且是粒料形式。
技術介紹
聚合物領域已經取得迅猛發展，使材料科學從19世紀的木材和金屬轉變為20世 紀中葉使用熱固性聚合物再轉變為20世紀后期使用熱塑性聚合物。熱塑性彈性體(TPE )將諸如硫化橡膠等熱固性聚合物的彈性性質與熱塑性聚合物的加工特性的益處組合起來。通常，以間歇法在釜中制備軟TPE配混物，之后裝在罐中或者進行水下造粒。間歇法具有長循環時間Γ3小時或更長時間)，并且由于釜中混合槳葉的低剪切導致使得混合成分難以均化，由于氧化導致混合成分泛黃(除非使用氮氣或者二氧化碳保護)，并且由于難以對所述反應釜和相關管道進行清潔導致了污染。另一方面，如果雙螺桿擠出機和其他高剪切混煉機(例如Farrel牌連續混煉機、Buss牌共捏煉機)可用于對這些軟TPE配混物進行混合，混合會在短時間內，連續產生均勻混合物，還提供了不泛黃、無污染的最終產物，結果是降低制造成本。雙螺桿擠出機和其他高剪切混合設備目前的缺點是，它們不能處理本來存在于軟TPE配混物中高含量的油，例如大于84重量％的油，因為高于某一重量％的油，則在擠出機內存在成分滑移。不能獲得混合物的均勻性。嘗試使用特殊混合元件的特殊的螺桿設計；還嘗試在擠出機進料口的擠出機下游的不同位置注入油。目前，仍然以前述的間歇法進行軟TPE配混物的制備。
技術實現思路
本領域需要的是以粒料形式制備TPE配混物的經濟和連續的新方法，得到適用于以后模塑、擠出、壓延或者其他再成形過程以形成最終塑料制品的均勻的TPE配混物。本專利技術通過確定TPE和油類增塑劑的組合解決了該問題，所述油類增塑劑具有的特性足以使得這些成分的配混形成非常軟的TPE配混物，該TPE配混物易于以粒料形式用于進一步加工成最終塑料制品。本專利技術的一個方面是低硬度熱塑性彈性體配混物，其包含(a)含苯乙烯的熱塑性彈性體，其重均分子量大于200，000，并且吸油時間小于900秒，以及(b)重均分子量小于400的油類增塑劑，該油類增塑劑以配混物85至91重量％范圍的量被吸入所述含苯乙烯的熱塑性彈性體中。本專利技術的另一個方面是由TPE配混物再成形得到的低硬度塑料制品。參考以下實施方式，本專利技術的特征將變得顯而易見。專利技術實施方式很感興趣的是使用苯乙烯嵌段共聚物(SBC)以及石蠟/白色礦物油類增塑劑來制備非常軟的TPE配混物。SBC與這類油是相容的，具有超過85%的油的組合物目前可用于本專利技術，產生肖氏00硬度小于或等于25肖氏00的凝膠，其在最終使用的應用時在45° F至110° F溫度范圍內不滲出油。 SBC與油的相容性由SBC的中間嵌段的化學特性產生，所述SBC的中間嵌段的化學特性與白色礦物油的化學特性非常類似。油的分子量越低，相容性越好。一些SBC的其他特性是它們可以“碎屑”形式得到，該形式是非常多孔的(非常類似于海綿)，使得碎屑可以物理方式吸收大量的油類增塑劑并在高強度混煉機中混合之后仍然看上去干燥或者人摸上去不光滑。SBC碎屑吸油的能力對于本專利技術是重要的，因為可以容易地對浸油碎屑進行運輸和將其進料到上述的高剪切混煉機中并隨后(以分子水平)進行均化，然后象任意其他擠出產品一樣進行造粒。可以使用經濟的連續擠出。與裝在罐或者紙盒或者其他類似的包裝相t匕，粒料形式的軟TPE配混物是非常優選的。如果碎屑形態與油粘度沒有很好的匹配，會得到油的(“濕的”)碎屑或者完全吸油和達到干燥所需的混合時間長于經濟實用的混合時間。在任意情況下，該方法則會效率較低。然而在大多數情況下，當高于約80重量％的油(碎屑被油飽和)時，可能的結果是油的碎屑，不能將其進料到用于配混過程的擠出機進料口以產生造粒的TPE配混物。因此對于本專利技術，配混物配方及其混合的加工步驟都是重要的。當配混物中具有高于某一重量％的油時，即使是最能接受的多孔碎屑也被油飽和，不再能對其進行處理和使其進料到擠出機中。在一些極端情況下，盡管浸油碎屑可以被進料到擠出機中，但是在擠出機中發生滑移，導致不大均勻的配混物。本專利技術克服了這些問題。通過結合使用非常低分子量的油(小于400MW，合乎需要地小于300Mw，優選地小于275Mw)和高分子量的苯乙烯類嵌段共聚物(SBC)(大于120，OOOMw，合乎需要地大于150，OOOMw，優選地大于200，OOOMw), TPE配混物在如下過程之后人摸上去可能是干燥的在亨歇爾(Henschel)混合和擠出與造粒成油類增塑劑加料量大于85重量％均勻混合的粒料，以形成肖氏000硬度小于約60的TPE配混物。發現碎屑的孔隙率提供了 SBC與油匹配以制備本專利技術的粒料的最終因素。測定SBC碎屑的孔隙率是非常困難的。SBC聚合物的制造商可能知道這些信息，但是沒有公開。布拉本德(Brabender)混煉機可以用于對SBC碎屑的孔隙率和吸油特性進行評價。這通過將油加入到混煉機中的碎屑中并對扭矩進行監測來進行。扭矩的階躍變化暗示了完全吸油的開始。碎屑越多孔越好。油吸到碎屑中越快越好。考慮SBC聚合物的化學性質，油類增塑劑的化學性質以及SBC碎屑的物理孔隙率，對于本專利技術的SBC聚合物的任意可接受性，要求扭矩變化之前的持續時間小于900秒。合乎需要地，直到扭矩變化的持續時間小于750秒。優選地，直到扭矩變化的持續時間小于600秒。對于本專利技術來說，將直至扭矩變化的持續時間稱作“吸油時間”或者“表觀孔隙率”。盡管吸油時間是表示表觀孔隙率的定量時間測量值，但是本領域的技術人員無需過多實驗就可以得到與所述定量測量值的定性相關性，從而提供特定SBC碎屑是否具有足夠孔隙率的初步確定。在將油混入亨歇爾(Henschel)混煉機內的碎屑中并經過24小時之后，本領域的普通技術人員無需過多實驗可以通過手觸摸來確定SBC碎屑是否仍具有油的外表面，使得其對于人手的觸摸是“濕”或者滑的。相反地，本領域技術人員可以確定浸油碎屑情況對于人手的觸摸是“干”或者不滑的。此外，浸油碎屑本身將證實以“填塞”或者“未填塞”的方式它是否可以被進料到雙螺桿擠出機的進料口中。如果浸油碎屑太濕，則其不適合用于擠出成粒料。即使浸油碎屑足夠干燥，將浸油碎屑進料到擠出機中通常也涉及“填塞”，該術語表示將浸油碎屑以機械方式強制進入到擠出機中。例如填塞式進料機的裝置適用于此，但是在本文所述的實驗 中用塑料桿用手工進行。良好混合的TPE配混物從擠出機出來進入常用的水下造粒機中，以將進料流切割成長度為2-6mm或者20至80個粒料/克之間的粒料。使用本文所述的配方和加工，所得到的粒料不會泛黃并且不含任意黑色斑點(specs)。也就是說，可以以粒料形式來銷售非常軟的TPE配混物以經濟地制備塑料制品。可以用配混物的500和10，OOOppm (O. 05%至I重量％)之間的量將隔離劑，例如滑石、聚烯烴蠟、金屬硬脂酸鹽、二氧化硅、淀粉或者其他礦物填料撒在TPE配混物的軟粒料上。所述隔離劑的粒度范圍為約IOOnm至30 μ m。所述隔離劑使軟粒料在使用前的貯存期間不粘連。發現均勻地加入到可接受的多孔SBC碎屑中的油加料量具有較窄的范圍，約為配混物的84重量％ - 88重量％。即使在之前沒有達到該范圍，特別是以粒料形式時，仍希望增加油加料量。可以通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·巴維斯卡，G·邁耶，
申請(專利權)人：普立萬公司，
類型：
國別省市：