一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：熱塑性彈性體30－50份，增塑劑30－45份，聚丙烯15－25份，聚乙烯10－20份，乙丙橡膠5－10份，潤(rùn)滑劑0.5－2份，發(fā)泡母粒5－10份，吸氧劑0.1－1份。本發(fā)明還提供上述熱塑性彈性體發(fā)泡材料的一種制備方法。本發(fā)明的熱塑性彈性體發(fā)泡材料可用于二次成型（例如用于牙刷包膠、工具手柄包膠等），也可用于單獨(dú)成型（例如用于制作瓶塞），其有益效果有：彈性好，抗壓縮性能優(yōu)越，強(qiáng)度高，表面耐刮、防滑；比重??；二次成型時(shí)表面無(wú)收縮、產(chǎn)品成型飽滿；具有良好的吸氧功能，用于食品的密封包裝時(shí)，有利于食品的保存。
【專利說(shuō)明】一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子化合物的組合物，具體涉及一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料及其制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性彈性體（Thermoplastic Elastomer,簡(jiǎn)稱TPE)是一種具有橡膠的高彈性、 高強(qiáng)度及高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料，也就是說(shuō)它同時(shí)具有熱塑性塑料的 加工性能和硫化橡膠的物理性能。熱塑性彈性體環(huán)保、無(wú)毒、安全，有優(yōu)良的著色性，觸感 柔軟，具有較佳的耐候性、抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，且可以循環(huán)使用，降低使用成 本。此外，熱塑性彈性體生產(chǎn)過(guò)程中不需硫化，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化并降低耗能。熱塑 性彈性體可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。 熱塑性彈性體由于具有優(yōu)異的性能，近年來(lái)在日用品、電子電器、通訊、汽車(chē)行業(yè)等領(lǐng)域得 到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0003] 然而，現(xiàn)有的熱塑性彈性體或者以熱塑性彈性體為基礎(chǔ)的材料，還存在比重較大、 表面耐刮性較差、不具有吸氧功能等不足，這對(duì)其在某些領(lǐng)域的推廣應(yīng)用造成極大的制約。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料及其制備方法，這 種熱塑性彈性體發(fā)泡材料彈性好，比重較小，表面耐刮、防滑，且具有良好的吸氧功能。采用 的技術(shù)方案如下： 一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：熱塑性彈性體 30 - 50份，增塑劑30 - 45份，聚丙烯15 - 25份，聚乙烯10 - 20份，乙丙橡膠5 - 10 份，潤(rùn)滑劑0. 5 - 2份，發(fā)泡母粒5 - 10份，吸氧劑0. 1 - 1份。
[0005] 熱塑性彈性體是基礎(chǔ)材料。優(yōu)選上述熱塑性彈性體是苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體和聚 烯烴熱塑性彈性體中的一種或兩者的組合。更優(yōu)選上述熱塑性彈性體是苯乙烯類(lèi)熱塑性彈 性體和聚烯烴熱塑性彈性體的組合，由于加入聚烯烴熱塑性彈性體會(huì)影響注塑加工時(shí)間， 含量越高加工時(shí)所需冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，優(yōu)選聚烯烴熱塑性彈性體的用量不超過(guò)原料總量的5% (重量)，這樣既可提高材料的韌性和彈性，又可使材料在二次注塑加工中所需的冷卻時(shí)間 合適，確保較高的加工效率。
[0006] 優(yōu)選苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體的苯乙烯含量為30 - 35%(重量）、分子量為20 - 25 萬(wàn)。優(yōu)選苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體的分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu)。該苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體硬度為 73 - 75 (shore A)，300% 拉伸應(yīng)力 > 5. OMPa。
[0007] 優(yōu)選上述增塑劑是環(huán)烷油和白礦油中的一種或者兩者的組合。
[0008] 優(yōu)選上述發(fā)泡母粒由偶氮二甲酰胺（即發(fā)泡劑AC)、低密度聚乙烯（LDPE)、滑石粉 和聚烯烴熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體 的重量比例為1 :4 一 6 :1 - 3 :1 - 3。將偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉及聚烯烴熱 塑性彈性體按1 :4 一 6 :1 - 3 :1 - 3的重量比例混合，然后加入密煉機(jī)中在135 - 140°C 下密煉5 - 8分鐘后，再由擠出機(jī)擠出并造粒，即可得到顆粒狀的發(fā)泡母粒。上述發(fā)泡母粒 為微孔發(fā)泡母粒，材料發(fā)泡后具有表面光滑、比重小、彈性好的特點(diǎn)。
[0009] 優(yōu)選上述潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅和高分子硅酮中的一種或兩者的組合。硬脂酸鋅對(duì)發(fā) 泡劑(如偶氮二甲酰胺）有促進(jìn)作用，可促進(jìn)發(fā)泡劑分解，為保證發(fā)泡效果，優(yōu)選硬脂酸鋅的 用量為偶氮二甲酰胺重量的1 一 3倍。
[0010] 上述吸氧劑賦予熱塑性彈性體發(fā)泡材料良好的吸氧功能。當(dāng)材料應(yīng)用于密封類(lèi)產(chǎn) 品（如瓶塞）時(shí)，吸氧劑的加入可明顯降低密封部分的氧氣含量，大大延長(zhǎng)所包裝產(chǎn)品的保 質(zhì)時(shí)間。上述吸氧劑可以是亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、硫代硫酸鈉和亞硫酸氫鈉中的一種或者其 中多種的組合。
[0011] 本發(fā)明中聚丙烯和聚乙烯的加入影響材料的基礎(chǔ)硬度，通過(guò)采用合適配比的聚丙 烯和聚乙烯，可調(diào)節(jié)材料的表面硬度、熔體強(qiáng)度，以保證發(fā)泡質(zhì)量。乙丙橡膠具有極好的彈 性，熔體強(qiáng)度很高且易于發(fā)泡，并且耐臭氧性、耐化學(xué)性優(yōu)良，有利于保證材料的性能。
[0012] 本發(fā)明還提供上述熱塑性彈性體發(fā)泡材料的一種制備方法，其特征在于依次包括 下述步驟： (1)按比例配備熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑、發(fā)泡母粒和 吸氧劑； (2)將熱塑性彈性體和增塑劑加入高速混合機(jī)中，在400 - 500轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混 合，使增塑劑被熱塑性彈性體充分吸收； (3)將聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑加入步驟（2)的高速混合機(jī)中，在 350 -430轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻，得到混合物料（即熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚 乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑的混合物料）； (4)將混合物料從高速混合機(jī)中取出并加入到雙螺桿擠出機(jī)中共混、擠出，并進(jìn)行造 粒，得到顆粒料；再將得到的顆粒料與發(fā)泡母?；旌暇鶆?，得到熱塑性彈性體發(fā)泡材料。
[0013] 得到的熱塑性彈性體發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡成型后，得到發(fā)泡的熱塑性彈性體制品。
[0014] 步驟（4)中，可將顆粒料和發(fā)泡母粒加入慢速混合機(jī)中，在50 - 70轉(zhuǎn)/分鐘的速 度下混合均勻。
[0015] 本發(fā)明的熱塑性彈性體發(fā)泡材料可用于二次成型(例如用于牙刷包膠、工具手柄 包膠等)，也可用于單獨(dú)成型(例如用于制作瓶塞)，其有益效果有：彈性好，抗壓縮性能優(yōu) 越，強(qiáng)度高，表面耐刮、防滑；比重小；二次成型時(shí)表面無(wú)收縮、產(chǎn)品成型飽滿；具有良好的 吸氧功能，用于食品的密封包裝時(shí)，有利于食品的保存。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)施例1 本實(shí)施例中，熱塑性彈性體發(fā)泡材料的制備方法依次包括下述步驟： (1)按重量計(jì)，配備下述原料：熱塑性彈性體40份(其中苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體34份、 聚烯烴熱塑性彈性體6份，苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體的苯乙烯含量為32% (重量)、分子量為 24萬(wàn)、分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu))，增塑劑40份(均為環(huán)烷油)，聚丙烯20份，聚乙烯15份，乙丙 橡膠8份，潤(rùn)滑劑2份(均為硬脂酸鋅)，發(fā)泡母粒8份，吸氧劑0. 6份(均為亞硫酸鈉）； 上述發(fā)泡母粒由偶氮二甲酰胺（即發(fā)泡劑AC)、低密度聚乙烯（LDPE)、滑石粉和聚烯烴 熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體的重量比 例為1 :5 ：2 :2。將偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉及聚烯烴熱塑性彈性體按1 :5 :2 : 2的重量比例混合，然后加入密煉機(jī)中在138°C下密煉7分鐘后，再由擠出機(jī)擠出并造粒，即 可得到顆粒狀的發(fā)泡母粒。
[0017] (2)將熱塑性彈性體和增塑劑加入高速混合機(jī)中，在450轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合， 使增塑劑被熱塑性彈性體充分吸收； (3)將聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑加入步驟（2)的高速混合機(jī)中，在 390轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻，得到混合物料（即熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚乙烯、 乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑的混合物料）； (4)將混合物料從高速混合機(jī)中取出并加入到雙螺桿擠出機(jī)中共混、擠出，并進(jìn)行造 粒，得到顆粒料；再將得到的顆粒料與發(fā)泡母粒混合均勻（可將顆粒料和發(fā)泡母粒加入慢速 混合機(jī)中，在60轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻)，得到熱塑性彈性體發(fā)泡材料。
[0018] 得到的熱塑性彈性體發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡成型后，得到發(fā)泡的熱塑性彈性體制 品。得到的制品表面平整，內(nèi)部無(wú)孔洞；采用ASTM (American Society for Testing and Materials.美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)）D792標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其比重為0. 5 g/cm3。用于制作瓶塞，將瓶 子密封，使用低氧測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果顯示，瓶?jī)?nèi)殘余空氣的氧氣含量由21%降至0. 5 - 0. 7%， 氧氣含量大幅下降。
[0019] 實(shí)施例2 本實(shí)施例中，熱塑性彈性體發(fā)泡材料的制備方法依次包括下述步驟： (1)按重量計(jì)，配備下述原料：熱塑性彈性體30份(均為苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體，其苯 乙烯含量為35%(重量）、分子量為25萬(wàn)、分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu))，增塑劑45份(均為白礦油)， 聚丙烯25份，聚乙烯10份，乙丙橡膠10份，潤(rùn)滑劑0. 5份(均為高分子硅酮)，發(fā)泡母粒8 份，吸氧劑0. 1份(均為硫代硫酸鈉）； 上述發(fā)泡母粒由偶氮二甲酰胺（即發(fā)泡劑AC)、低密度聚乙烯（LDPE)、滑石粉和聚烯烴 熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體的重量比 例為1 :6 ： 3 :1。將偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉及聚烯烴熱塑性彈性體按1 :6 ： 3 ： 1的重量比例混合，然后加入密煉機(jī)中在135°C下密煉8分鐘后，再由擠出機(jī)擠出并造粒，SP 可得到顆粒狀的發(fā)泡母粒。
[0020] (2)將熱塑性彈性體和增塑劑加入高速混合機(jī)中，在400轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合， 使增塑劑被熱塑性彈性體充分吸收； (3)將聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑加入步驟（2)的高速混合機(jī)中，在 350轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻，得到混合物料（即熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚乙烯、 乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑的混合物料）； (4)將混合物料從高速混合機(jī)中取出并加入到雙螺桿擠出機(jī)中共混、擠出，并進(jìn)行造 粒，得到顆粒料；再將得到的顆粒料與發(fā)泡母?；旌暇鶆?可將顆粒料和發(fā)泡母粒加入慢速 混合機(jī)中，在50轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻)，得到熱塑性彈性體發(fā)泡材料。
[0021] 得到的熱塑性彈性體發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡成型后，得到發(fā)泡的熱塑性彈性體制 品。得到的制品表面平整，內(nèi)部無(wú)孔洞；采用ASTM (American Society for Testing and Materials.美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)）D792標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其比重為0. 7 g/cm3。用于制作瓶塞，將瓶 子密封，使用低氧測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果顯示，瓶?jī)?nèi)殘余空氣的氧氣含量由21%降至0. 5 - 0. 7%， 氧氣含量大幅下降。
[0022] 實(shí)施例3 本實(shí)施例中，熱塑性彈性體發(fā)泡材料的制備方法依次包括下述步驟： (1)按重量計(jì)，配備下述原料：熱塑性彈性體50份(其中苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體45份、 聚烯烴熱塑性彈性體5份，苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體的苯乙烯含量為30% (重量)、分子量為 20萬(wàn)、分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu))，增塑劑30份(其中環(huán)烷油15份、白礦油15份)，聚丙烯15份， 聚乙烯20份，乙丙橡膠5份，潤(rùn)滑劑1. 6份(其中硬脂酸鋅1. 4份、高分子硅酮0. 2份)，發(fā) 泡母粒10份，吸氧劑1份(其中亞硫酸鉀0. 5份、亞硫酸氫鈉 0. 5份）； 上述發(fā)泡母粒由偶氮二甲酰胺（即發(fā)泡劑AC)、低密度聚乙烯（LDPE)、滑石粉和聚烯烴 熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體的重量比 例為1 :5 ：3 :2。將偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉及聚烯烴熱塑性彈性體按1 :5 :3 : 2的重量比例混合，然后加入密煉機(jī)中在140°C下密煉5分鐘后，再由擠出機(jī)擠出并造粒，即 可得到顆粒狀的發(fā)泡母粒。
[0023] (2)將熱塑性彈性體和增塑劑加入高速混合機(jī)中，在500轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合， 使增塑劑被熱塑性彈性體充分吸收； (3)將聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑加入步驟（2)的高速混合機(jī)中，在 430轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻，得到混合物料（即熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚乙烯、 乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑的混合物料）； (4)將混合物料從高速混合機(jī)中取出并加入到雙螺桿擠出機(jī)中共混、擠出，并進(jìn)行造 粒，得到顆粒料；再將得到的顆粒料與發(fā)泡母?；旌暇鶆?可將顆粒料和發(fā)泡母粒加入慢速 混合機(jī)中，在70轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻)，得到熱塑性彈性體發(fā)泡材料。
[0024] 得到的熱塑性彈性體發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡成型后，得到發(fā)泡的熱塑性彈性體制 品。得到的制品表面平整，內(nèi)部無(wú)孔洞；采用ASTM (American Society for Testing and Materials.美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)）D792標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其比重為0. 5 g/cm3。用于制作瓶塞，將瓶 子密封，使用低氧測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果顯示，瓶?jī)?nèi)殘余空氣的氧氣含量由21%降至0. 5 - 0. 7%， 氧氣含量大幅下降。
[0025] 實(shí)施例4 本實(shí)施例中，熱塑性彈性體發(fā)泡材料的制備方法依次包括下述步驟： (1)按重量計(jì)，配備下述原料：熱塑性彈性體45份(其中苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體39份、 聚烯烴熱塑性彈性體6份，苯乙烯類(lèi)熱塑性彈性體的苯乙烯含量為35% (重量)、分子量為 25萬(wàn)、分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu))，增塑劑35份(均為環(huán)烷油），聚丙烯18份，聚乙烯18份，乙丙 橡膠6份，潤(rùn)滑劑1. 5份(均為硬脂酸鋅)，發(fā)泡母粒6份，吸氧劑0. 8份(均為亞硫酸氫鈉）； 上述發(fā)泡母粒由偶氮二甲酰胺（即發(fā)泡劑AC)、低密度聚乙烯（LDPE)、滑石粉和聚烯烴 熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體的重量比 例為1 :5 ：2 :2。將偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉及聚烯烴熱塑性彈性體按1 :5 :2 : 2的重量比例混合，然后加入密煉機(jī)中在136°C下密煉7分鐘后，再由擠出機(jī)擠出并造粒，即 可得到顆粒狀的發(fā)泡母粒。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：熱塑性彈性 體30 - 50份，增塑劑30 - 45份，聚丙烯15 - 25份，聚乙烯10 - 20份，乙丙橡膠5 - 10 份，潤(rùn)滑劑0. 5 - 2份，發(fā)泡母粒5-10份，吸氧劑0. 1 - 1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述熱塑性彈性體是苯 乙烯類(lèi)熱塑性彈性體和聚烯烴熱塑性彈性體中的一種或兩者的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述熱塑性彈性體是苯 乙烯類(lèi)熱塑性彈性體和聚烯烴熱塑性彈性體的組合，且聚烯烴熱塑性彈性體的用量不超過(guò) 原料總量的5% (重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述苯乙烯類(lèi)熱塑 性彈性體的苯乙烯含量為30 - 35%(重量）、分子量為20 - 25萬(wàn)，其分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述增塑劑是環(huán)烷油和 白礦油中的一種或者兩者的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述發(fā)泡母粒由偶氮二 甲酰胺、低密度聚乙烯、滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體組成，偶氮二甲酰胺、低密度聚乙烯、 滑石粉和聚烯烴熱塑性彈性體的重量比例為1:4 一 6:1 - 3:1 - 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅 和高分子硅酮中的一種或兩者的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅， 或者是硬脂酸鋅和高分子硅酮的組合，并且硬脂酸鋅的用量為偶氮二甲酰胺重量的1 一 3 倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體發(fā)泡材料，其特征是：所述吸氧劑是亞硫酸鈉、 亞硫酸鉀、硫代硫酸鈉和亞硫酸氫鈉中的一種或者其中多種的組合。
10.權(quán)利要求1所述熱塑性彈性體發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于依次包括下述步 驟： (1)按比例配備熱塑性彈性體、增塑劑、聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑、發(fā)泡母粒和 吸氧劑； (2)將熱塑性彈性體和增塑劑加入高速混合機(jī)中，在400 - 500轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混 合，使增塑劑被熱塑性彈性體充分吸收； (3)將聚丙烯、聚乙烯、乙丙橡膠、潤(rùn)滑劑和吸氧劑加入步驟（2)的高速混合機(jī)中，在 350 一 430轉(zhuǎn)/分鐘的速度下混合均勻，得到混合物料； (4)將混合物料從高速混合機(jī)中取出并加入到雙螺桿擠出機(jī)中共混、擠出，并進(jìn)行造 粒，得到顆粒料；再將得到的顆粒料與發(fā)泡母?；旌暇鶆颍玫綗崴苄詮椥泽w發(fā)泡材料。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK104045959SQ201410285496
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】周榮智, 丁亮 申請(qǐng)人:廣東金源科技股份有限公司