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1 # 愛尚胡旦旦
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2 # 心依牽掛
首先簡單來說,熱塑性彈性體是加熱成型的,用注塑機,擠出機,吹塑機都可以生產一些產品! 具有水口可100%回收利用和部分傳統橡膠的功能!但是一些機械效能和抗老化遠不及橡膠,例如汽車輪胎,熱塑性彈性體就做不了,只能天然橡膠才能做! 熱塑性彈性體可與PP,PC,ABS,PS,PE,PA等硬膠相粘,一般用部分汽車配件,生活用品,體育用品,兒童玩具及廚房用品等方面,並時常見的牙刷手柄上的軟膠就是熱塑性彈性體(TPE)
傳統橡膠用途非常廣泛,它的特點就是具有很強的抗老化能力,有好的回彈性,但是材料成型以後不能重複利用,並且不能像熱塑性彈性體一樣與硬膠相粘!
總的來說,兩種材料各有特點,各有用途!
希望簡單的介紹,能讓你對這兩種材料有所瞭解和認識!
題主說的應該是苯乙烯類吧,下面我給你詳細說說。
熱塑性彈性體及其成形體的製作方法
涉及一種熱塑性彈性體及其成形體,詳細地說,涉及一種注射成形性優異,耐損傷性、耐磨損性、觸感優異的熱塑性彈性體及其成形體。
背景技術:
熱塑性彈性體,因為橡膠的彈性、著色性、外觀性優異,與通常的熱塑性塑膠同樣地可以由注射成形、擠出成形、吹塑成形、片材成形、真空成形等各種成形形成,所以在汽車、建材用的襯墊(packing)、汽車內外裝飾材料、建材用部件、雜貨等多方面使用、迅速地擴大。特別是烯烴類熱塑性彈性體(TPO)、苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS),因為重量輕、容易再利用、效能價格比高,所以,近年來被大量地使用。另一方面,著眼於握住時感到柔軟那樣的柔韌性,TPO和TPS也被應用於握柄(grip)類,但是,只輕輕摩擦成形表面就容易損傷,另外,在磨損性上也有問題,例如,若用布手套多次摩擦,則容易剝落,外觀上帶有的圖案會消失。另外,直接用手握緊時的觸感中殘留粘附感,得不到乾燥感,使用於握柄類時殘留不舒適感。正因為這樣,強烈要求耐損傷性、耐磨損性優異,緊握時的觸感有乾燥感的材料。
近來,作為成形性(注射成形性等)優異、並且得到的成形品具有優異的柔韌性、觸感和耐磨損性的熱塑性彈性體,已提出相對於以通式A-B-A(這裡,A表示單乙烯基取代芳香族烴的聚合物嵌段,B表示共軛二烯的彈性體性聚合物嵌段)表示的嵌段共聚物(x)的氫化衍生物(a)、含有規定量的聚丙烯類樹脂(b)和礦物油類橡膠軟化劑(c),並且相對於上述嵌段共聚物(x)的氫化衍生物(a)、上述聚丙烯類樹脂(b)和上述礦物油類橡膠用軟化劑(c)的合計量,含有規定量的丙烯酸改性有機聚矽氧烷(d)的熱塑性彈性體組合物的方案(例如專利文獻1)。
專利文獻1特開2002-348434號公報但是,根據本發明人的評價,由於上述熱塑性彈性體組合物含有丙烯酸改性有機聚矽氧烷,雖然耐磨損性得到改善,但還不能說改善得很充分。
鑑於上述實際情況而做出的,其目的在於提供柔韌性和耐磨損性優異、乾燥感的觸感優異的熱塑性彈性體。
本發明人專心研究,結果得到如下的各種新見解。即,如果在上述提出的熱塑性彈性體組合物中配合改性有機聚矽氧烷、在有機過氧化物的存在下進行動態熱處理,則可以得到柔韌性和耐磨損性優異、乾燥感的觸感優異的熱塑性彈性體。而且,該熱塑性彈性體的耐磨損性和觸感與熒光X射線的強度相關,在四氫呋喃(THF)中、在25℃下浸漬10分鐘後的表面部分由熒光X射線得到的矽元素強度(S1),比未浸漬THF的表面部分由熒光X射線得到的矽元素強度(S2)高2(kcps)以上時,耐磨損性和觸感優異。
本發明是基於上述見解而完成的,其第一方面在於一種熱塑性彈性體,是由下述表1所示的成分(a)~(d)組成的熱塑性彈性體,其特徵在於成分(a)/(b)的重量比為15/85~85/15,相對於成分(a)100重量份、成分(c)的比例是10~300重量份,相對於成分(a)~(c)合計100重量份、成分(d)的比例是0.1~10重量份,至少對成分(a)和(d)在有機過氧化物的存在下進行動態熱處理。
表1成分(a)將由乙烯基芳香族化合物嵌段(A)和共軛二烯聚合物嵌段(B)組成的(A)-(B)嵌段共聚物和/或(A)-(B)-(A)嵌段共聚物氫化,使共軛二烯部分的雙鍵至少90%被飽和,重均分子量為8萬~100萬的氫化嵌段共聚物成分(b)烯烴類結晶性樹脂成分(c)烴類橡膠用軟化劑成分(d)丙烯酸改性有機聚矽氧烷本發明的第二方面在於一種熱塑性彈性體,是由上述表1所示的成分(a)~(d)組成的熱塑性彈性體,其特徵在於成分(a)/(b)的重量比為15/85~85/15,相對於成分(a)100重量份、成分(c)的比例是10~300重量份,相對於成分(a)~(c)合計100重量份、成分(d)的比例是0.1~10重量份,在四氫呋喃(THF)中、在25℃下浸漬10分鐘後的表面部分由熒光X射線產生的矽元素強度(S1),比未浸漬THF的表面部分由熒光X射線產生的矽元素強度(S2)高2(kcps)以上。
另外,本發明的第三方面在於一種熱塑性彈性體成形體,其特徵在於,可以透過上述各熱塑性彈性體的注射成形得到。
根據本發明,可提供保持柔韌性等熱塑性彈性體的特徵,無粘附感、乾燥觸感優異,而且,耐磨損性優異,即使以手緊握,外觀褶皺也難以消失的熱塑性彈性體。該本發明的熱塑性彈性體,特別適合作為需要柔韌性和觸感的以手緊握的部件(握柄類)的材料。
具體實施例方式
以下,詳細地說明本發明。本發明的熱塑性彈性體,含有特定的嵌段共聚物(a)、烯烴類結晶性樹脂(b)、烴類橡膠用軟化劑(c)、丙烯酸改性有機聚矽氧烷(d)作為必須成分。而且,在本發明的優選方式中,含有特定的未改性的有機聚矽氧烷(e)、竹粉末(f)、低密度聚乙烯樹脂和/或直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(g)、高密度聚乙烯樹脂(h)、特定的多相結構型改性烯烴化合物(i)、永久防靜電劑(j)。
首先,對構成本發明的熱塑性彈性體的上述成分(a)~(h)進行說明。
<成分(a)氫化嵌段共聚物>
本發明中使用將由乙烯基芳香族化合物嵌段(A)和共軛二烯聚合物嵌段(B)組成的(A)-(B)嵌段共聚物和/或(A)-(B)-(A)嵌段共聚物氫化、使共軛二烯部分的雙鍵至少90%被飽和、重均分子量是8萬~100萬的氫化嵌段共聚物。
作為構成乙烯基芳香族化合物嵌段(A)的乙烯基芳香族烴,可以舉出例如苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰-、間-、對--甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽等,特別優選苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯。
作為構成共軛二烯共聚物嵌段(B)的二烯,可以舉出例如丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、4,5-二乙基-1,3-辛二烯、3-丁基-1,3-辛二烯等,特別優選丁二烯和/或異戊二烯。使用丁二烯與異戊二烯的混合物時,兩者的混合比例(重量比)為丁二烯/異戊二烯=2/8~6/4。
共軛二烯單體僅為丁二烯時,聚丁二烯嵌段的微觀結構中的1,2-加成結構,優選將全體的20~80%(優選30~60%)的嵌段共聚物氫化的氫化嵌段共聚物。嵌段共聚物的分子結構可以是直鏈狀、支鏈狀、輻射狀或它們的組合中的任意一種。
氫化嵌段共聚物的重均分子量,由凝膠滲透色譜法測定的聚苯乙烯換算的分子量為8萬~100萬,優選為10萬~60萬,更優選為15萬~40萬。重均分子量小於8萬時,橡膠彈性和機械強度下降,而且,容易產生後述的烴類橡膠用軟化劑的析出。另一方面,氫化嵌段共聚物的重均分子量大於100萬時,流動性差、成形性變得困難。
只要能夠得到上述的結構和物性,氫化嵌段共聚物的製造方法採用什麼樣的方法都可以。例如,可以採用特公昭40-23798號記載的方法,即,在鋰催化劑的存在下、在惰性溶劑中進行嵌段聚合的方法。另外,嵌段共聚物的氫化處理,可以利用例如特公昭42-8704號公報、特公昭43-6636號公報、特開昭59-133203號公報、特開昭60-79005號公報等中記載的方法,在惰性溶劑中、在氫化催化劑的存在下進行。
此外,氫化嵌段共聚物也可以是透過偶合劑殘基使聚合物分子鏈延長或分支的嵌段共聚物。此時,作為能夠使用的偶合劑,可以舉出例如己二酸二乙酯、二乙烯基苯、四氯化矽、丁基三氯化矽、四氯化錫、丁基三氯化錫、1,2-二溴乙烷、1,4-氯甲基苯、雙(三氯甲矽烷基)乙烷、環氧化亞麻仁油、甲苯二異氰酸酯、1,2,4-苯基三異氰酸酯等。
氫化嵌段共聚物的乙烯基芳香族嵌段化合物的含量,通常為10~90重量%,優選為15~80重量%。乙烯基芳香族嵌段的含量小於10重量%時,拉伸強度等機械物性和耐熱性有變差的傾向;大於90重量%時,柔韌性和橡膠彈性差、後述的烴類橡膠用軟化劑有容易發生析出的傾向。
作為上述的氫化嵌段共聚物的市售品,可以舉出例如“KRATON-G”(KRATON Polymer公司)、“SEPTON”(株式會社KURARAY)、“Tuftec”(Asahi Kasei Chemical Corporation)等商品。
<成分(b)烯烴類結晶性樹脂>
在本發明中使用烯烴類結晶性樹脂。作為烯烴類結晶性樹脂的具體例子,可以舉出乙烯均聚物、乙烯與α-烯烴或乙烯基單體(醋酸乙烯、丙烯酸乙酯等)的共聚物、丙烯均聚物、丙烯與α-烯烴的嵌段共聚物、丙烯與α-烯烴的無規共聚物、1-丁烯均聚物、1-丁烯與α-烯烴的無規共聚物、4-甲基-1-戊烯均聚物、4-甲基-1-戊烯與α-烯烴的無規共聚物。作為共聚用單體的其它的α-烯烴,可以舉出例如乙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。上述的各成分(b)也可以使用2種以上。
上述的烯烴類結晶性樹脂中,優選丙烯均聚物、丙烯與α-烯烴的嵌段共聚物、丙烯與α-烯烴的無規共聚物等聚丙烯類結晶性樹脂,更優選丙烯與α-烯烴的無規共聚物。
烯烴類結晶性樹脂的熔融指數(JIS-K7210、230℃、負荷2.16kg)通常為0.01~100g/10分鐘、優選為0.1~70g/10分鐘。熔融指數小於上述範圍時,因為流動性差,所以成形困難;大於上述範圍時,拉伸強度等機械特性下降。此外,烯烴類結晶性樹脂也可以組合2種以上使用。
<成分(c)烴類橡膠用軟化劑>
在本發明中使用烴類橡膠用軟化劑。作為烴類橡膠用軟化劑,適宜使用重均分子量通常為300~2000、優選500~1500的烴,礦物油類烴或合成樹脂類烴。
通常,礦物油類橡膠用軟化劑是芳香族烴、環烷類烴、石蠟類烴的混合物。相對於全部碳量,芳香族烴的碳的比例為35重量%以上的被稱為芳香族類油、環烷類烴的碳的比例為30~45重量%的被稱為環烷類油、石蠟類烴的碳的比例為50重量%以上的被稱為石蠟類油。在本發明中,適宜使用石蠟類油。作為石蠟類油的商品,有出光興產(株)生產的“Diana操作油PW-380”等。
<成分(d)丙烯酸改性有機聚矽氧烷>
在本發明中使用丙烯酸改性有機聚矽氧烷。作為丙烯酸改性有機聚矽氧烷的原料聚合物的有機聚矽氧烷(d1),以通式表示。
上述通式中,R1、R2和R3各自獨立地表示可以具有取代基的烴基(其中碳原子數1~20),Y表示自由基反應性基團或具有-SH基的有機基團,X1和X2各自獨立地表示氫原子、碳原子數1~4的低階烷基或以-SiR4R5R6(R4、R5和R6各自獨立地表示可以被取代的烴基(其中碳原子數1~20)、自由基反應性基團或具有-SH基的有機基團)表示的基團,m是10,000以下的整數,n是1以上的整數,矽氧烷鏈上可以有支鏈。
作為上述的R1、R2和R3中的烴基的具體例子,可以舉出甲基、乙基、異丙基、正丙基、異丁基、正丁基等烷基,苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基。另外,作為取代基,代表性的可以舉出鹵素原子。
作為上述Y中的自由基反應性基團的具體例子,可以舉出乙烯基、烯丙基、γ-丙烯醯氧丙基、γ-甲基丙烯醯氧丙基等,作為具有-SH基的有機基團的具體例子,可以舉出γ-巰基丙基等。
作為上述X1和X2中的低階烷基的具體例子,可以舉出甲基、乙基、異丙基、正丙基、異丁基、正丁基等,作為R4、R5和R6中的可以被取代的烴基、自由基反應性基團或具有-SH基的有機基團,可以分別舉出與上述相同的具體例子。
上述的m優選為500~8000,n優選為1~500。另外,m個聚合單元中的R1和R2、n個聚合單元中的R3和Y,各自可以相同也可以不同。另外,以上述通式表示的有機聚矽氧烷(d1)上可以有若干支鏈。
以上述通式表示的有機聚矽氧烷(d1),可以使用具有上述基團的鏈狀或環狀的低分子量有機聚矽氧烷或烷氧基矽烷、透過水解、聚合或平衡化的方法來製造。另外,具有支鏈的有機聚矽氧烷,可以透過在聚合時少量地使用三烷氧基矽烷或四烷氧基矽烷作為原料而得到。
上述的水解、聚合、平衡化,可以利用公知的技術、在水中乳化的狀態進行。例如,在烷基苯磺酸、烷基磺酸等磺酸的存在下,用均化器(homogenizer)等處理具有上述基團的有機聚矽氧烷或烷氧基矽烷的混合溶液,透過一邊使其與水緊密混合、一邊使其聚合的方法,可以使有機聚矽氧烷(d1)成為微粒子(乳化液)。
本發明中的丙烯酸改性有機聚矽氧烷(d),優選以重量比5/95~95/5的比例將(甲基)丙烯酸酯(d2)或者70重量%以上的(甲基)丙烯酸酯(d2)和30重量%以下的能夠共聚的其它單體(d3)的混合物在上述的有機聚矽氧烷(d1)中接枝共聚形成的丙烯酸改性有機聚矽氧烷。此外,上述的重量比指的是(d1)/(d2)或(d1)/[(d2)+(d3)]。
作為上述的(甲基)丙烯酸酯(d2),是丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯、羥烷基酯、烷氧基烷基酯等。作為具體例子,可以舉出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯等丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸酯正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸正十二烷基酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯等甲基丙烯酸酯。這些也可以2種以上組合使用。特別地,優選至少使用甲基丙烯酸甲酯作為一種成分。
作為能夠與上述的(甲基)丙烯酸酯(d2)共聚的其它單體(d3),可以舉出苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯類化合物,丙烯腈、甲基丙烯腈等不飽和腈,氯乙烯、偏二氯乙烯(vinylidene chloride)等鹵化烯烴,醋酸乙烯、丙酸乙烯等乙烯基酯,丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺等不飽和醯胺,丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等不飽和羧酸等具有1個雙鍵的單體。另外,除此之外,可以舉出乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯等許多不飽和單體。這些也可以使用2種以上。
作為在上述接枝共聚中使用的自由基引發劑,可以使用過硫酸鹽、有機過氧化物等通常的乳化聚合用引發劑。有機聚矽氧烷(d1)與(甲基)丙烯酸酯(d2)或者(甲基)丙烯酸酯(d2)和能夠共聚的其它單體(d3)的混合物的重量比,優選為40/60~80/20的範圍。聚合結束後,可以透過鹽析、凝固,將成分(d)丙烯酸改性有機聚矽氧烷分離、回收。