專利名稱：Sbs交聯(lián)彈性體復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體地說是SBS交聯(lián)彈性體復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)是以苯乙烯、丁二烯為單體的三嵌段共聚物，兼有塑料和橡膠的特性，被稱為“第三代合成橡膠”。與丁苯橡膠相似，SBS可以和水、弱酸、堿等接觸，具有優(yōu)良的拉伸強度，表面摩擦系數(shù)大，低溫性能好，加工性能好等特性，成為目前消費量最大的熱塑性彈性體。SBS在加工應用擁有熱固性橡膠無法比擬的優(yōu)勢(I)可用熱塑性塑料加工設(shè)備進行加工成型，如擠壓、注射、吹塑等，成型速度比傳統(tǒng)硫化橡膠工藝快；(2)不需硫化，可省去一般熱固性橡膠加工過程中的硫化工序，因而設(shè)備投資少，生產(chǎn)能耗低、工藝簡單，加工周期短，生產(chǎn)效率高，加工費用低；(3)加角余料可多次回收利用，節(jié)省資源，有利于環(huán)境保護。SBS可以在一定輻照條件下發(fā)生交聯(lián)反應，使SBS 的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化形成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)上的變化，使其更耐溶劑、耐高溫，可以有效的增加復合材料中不同材料之間的相容性，使其應用范圍更為廣闊。丁基橡膠氣密性好、耐熱性好、耐酸堿性好、內(nèi)在潔凈度高，很快取代了天然橡膠生產(chǎn)醫(yī)用活塞、膠塞、膠墊。如今，大部分的醫(yī)用活塞、膠塞、膠墊是以丁基橡膠為基材生產(chǎn)的。然而，丁基活塞、膠塞和膠墊在使用中易發(fā)生藥液渾濁、微粒超標，穿刺落屑等問題，這主要是因為丁基橡膠中原膠中的生膠和低聚物、填料以及金屬氧化物中的金屬離子、橡膠助劑、硫化劑及硫化活性劑、著色劑等與藥品起作用的結(jié)果。SBS與其他聚烯烴材料熔融共混復合材料經(jīng)過輻照交聯(lián)后可以彌補丁基橡膠在與藥液發(fā)生反應以及微粒超標、穿刺落屑的不足，同時還具備丁基橡膠的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配方合理、 性能穩(wěn)定，彈性好，耐熱性能好的SBS交聯(lián)彈性體復合材料及其制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其組分包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS )、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和聚乙烯(PE);其重量組成為SBS 100份，SIS 10 40份、PE 10 20份。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料,組分SBS中的苯乙烯含量為24 30%，熔融指數(shù)為3 8 g/min (200°C，5Kg);組分SIS中的苯乙烯含量為10 20%，熔融指數(shù)為9 24 g/ min (200°C，5Kg);組分PE為LDPE (低密度PE)或HDPE (高密度PE)，熔融指數(shù)為I. 5 7g/ min (230。。，2. 16Kg)。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法是首先按照配比稱取組分的 SBS、SIS、PE,放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機，擠出、造粒、 切粒得到復合粒料；將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm的條料，然后用6tlCo Y射線輻照制備得到彈性體復合材料。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述雙螺桿擠出機的擠出從加料口到機頭分為五段，溫度控制在17(Tl95°C的范圍內(nèi)。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述注塑機的注塑分為四段， 加工溫度控制在15(Tl85°C。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述的輻照是在室溫下，空氣氣氛中進行，用劑量率為120 Gy /min的6tlCo Y輻射源進行輻照。本發(fā)明制備的SBS交聯(lián)彈性體復合材料具有良好的物理、化學以及生物性能，適合應用于醫(yī)用活塞、膠塞、膠墊，彌補了丁基活塞、膠塞、膠墊的不足，是一種完全可以取代丁基橡膠的彈性體新材料。其配方合理，性能穩(wěn)定，彈性好，耐熱性能好，可用來制作醫(yī)用活塞、膠塞、膠墊等。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。一種SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其組分包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和聚乙烯(PE);其重量組成為SBS 100 份，SIS 10 40 份、PE 10 20 份。本發(fā)明SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS) 是以苯乙烯、丁二烯為單體的三嵌段共聚物，具有優(yōu)良的拉伸強度，表面摩擦系數(shù)大，低溫性能好，加工性能好等特性，是熱塑性彈性體主體。SIS用來改善復合材料的流動性和變形性，PE用來調(diào)節(jié)復合材料硬度和增強拉伸強度。組分SBS中的苯乙烯含量為24 30%，熔融指數(shù)為3 8 g/min (200°C，5Kg);組分SIS中的苯乙烯含量為10 20%，熔融指數(shù)為9 24 g/ min (200°C，5Kg);組分PE為LDPE (低密度PE)或HDPE (高密度PE)，熔融指數(shù)為I. 5 7g/ min (230。。，2. 16Kg)。本發(fā)明所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法是首先按照配比稱取組分的 SBS、SIS、PE,放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機，擠出、造粒、 切粒得到復合粒料；將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm的條料，然后用6tlCo Y射線輻照制備得到彈性體復合材料。本發(fā)明SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述雙螺桿擠出機的擠出從加料口到機頭分為五段，溫度控制為第一段17(T180°C，第二段17(T180°C，第三段19(T200°C，第四段170 185°C，第五段17(Tl80°C，機頭溫度170°C。本發(fā)明SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述注塑機的注塑分為四段，溫度控制為第一段15(Tl60°C，第二段16(Tl70°C，第三段175 185°C，第四段165 175°C。本發(fā)明SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，所述的輻照是在室溫下，空氣氣氛中進行，用劑量率為120 Gy /min的6tlCo Y輻射源進行輻照。本發(fā)明SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其輻照反應機理為Y射線輻照聚合物，使得聚合物大分子發(fā)生激發(fā)和電離，生成大分子自由基，進行自由基反應。SBS和SIS在Y射線的輻照作用下主鏈上的雙鍵很難被激發(fā)和電離，但側(cè)鏈上的雙鍵卻很容易被激發(fā)和電離生成部分自由基；PE結(jié)構(gòu)簡單，空間位阻小，Y射線激發(fā)PE產(chǎn)生大分子自由基，很容易與SBS的
4PB段和SIS的PI段中的未被激發(fā)和電離的雙鍵進行交聯(lián)；同時Y射線激發(fā)的PE、SBS、SIS 大分子自由基自身或者相互之間也能進行交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡互相貫穿，相形態(tài)的改善使界面粘著力提高，水的滲透愈加困難；三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增大了分子間的作用力，使得 PE、SBS、SIS相容性更好，在受外力作用時，大分子鏈之間不易產(chǎn)生相對滑移，提高了復合材料的抗摩擦、抗蠕變性能和高溫下的機械性能。實施例I :稱取 SBS (PS% 24%, MI 3g/min) 100 份、SIS (PS% 18%, MI 21g/min) 40份、LDPE (MI 5. 5g/min) 20份放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，從加料口到機頭分為五段，加工溫度控制在17(Tl85°C的范圍內(nèi)，得復合粒料。 將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm條料，注塑分為四段， 加工溫度控制在15(Tl85°C。所有的條料在空氣氣氛中進行，室溫下，用劑量率為10 KGy /min的6tlCo Y輻射源進行輻照，輻照劑量為400KGy。輻照完畢的條料經(jīng)過測試拉伸強度
7.5MPa，斷裂伸長率為430%，壓縮永久變形為35%，完全可以應用于醫(yī)用活塞，通過檢測各項化學和生物性能也完全滿足醫(yī)用活塞的要求。實施例2 :稱取 SBS (PS% 24%, MI 3g/min) 100 份、SIS (PS% 18%, MI 21g/min) 30份、HDPE(MI 2. 4g/min) 15份放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，從加料口到機頭分為五段，加工溫度控制在17(Tl95°C的范圍內(nèi)，得復合粒料。 將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm條料，注塑分為四段， 加工溫度控制在16(Tl85°C。所有的條料在空氣氣氛中進行，室溫下，用劑量率為10 KGy /min的6tlCo Y輻射源進行輻照，輻照劑量為290KGy。輻照完畢的條料經(jīng)過測試拉伸強度
5.IMPa，斷裂伸長率為485%，壓縮永久變形為33%，完全可以應用于醫(yī)用活塞，通過檢測各項化學和生物性能也完全滿足醫(yī)用活塞的要求。實施例3 :稱取 SBS (PS% 28%,MI :4. 3g/min)100 份、SIS (PS% 12%,MI 24g/min) 35份、LDPE (MI 6g/min) 10份放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，從加料口到機頭分為五段，加工溫度控制在17(Tl95°C的范圍內(nèi)，得復合粒料。將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm條料，注塑分為四段，加工溫度控制在165 185°C。所有的條料在空氣氣氛中進行，室溫下，用劑量率為10 KGy /min 的6ciCoy輻射源進行輻照，輻照劑量為300KGy。輻照完畢的條料經(jīng)過測試拉伸強度6. IMPa, 斷裂伸長率為560%，按照醫(yī)用膠塞膠墊的標準完全符合要求，可以取代丁基橡膠制備醫(yī)用膠塞膠墊。實施例4 :稱取 SBS (PS% 30%,MI :6. 3g/min)100 份、SIS (PS% 15%,MI 22g/min) 10份、HDPE (MI 1. 5g/min) 28份放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，從加料口到機頭擠出分為五段，加工溫度控制在17(Tl95°C的范圍內(nèi)，得復合粒料。將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出150mm*150mm*2mm條料,注塑分為四段，加工溫度控制在165 185°C。所有的條料在空氣氣氛中進行，室溫下，用劑量率為10 KGy /min的6tlCo Y輻射源進行輻照，輻照劑量為360KGy。輻照完畢的條料經(jīng)過測試拉伸強度6. 2MPa，斷裂伸長率為600%，按照醫(yī)用膠塞膠墊的標準完全符合要求，可以取代丁基橡膠制備醫(yī)用膠塞膠墊。
權(quán)利要求
1.一種SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其特征在于其組分包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和聚乙烯(PE);其重量組成為SBS 100 份，SIS 10 40 份、PE 10 20 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的SBS交聯(lián)彈性體復合材料，其特征在于所述組分SBS的苯乙烯含量為24 30%，熔融指數(shù)為3 8 g/min (200°C，5Kg) ；SIS的苯乙烯含量為10 20%，熔融指數(shù)為9 24 g/min (200°C，5Kg) ;PE為LDPE (低密度PE)或HDPE (高密度PE)，熔融指數(shù)為 I. 5 7g/min (230。。，2. 16Kg)。
3.—種權(quán)利要求I所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法是其特征在于首先按照配比稱取組分的SBS、SIS、PE，放入旋轉(zhuǎn)式攪拌機中混合均勻；然后將混合料加入雙螺桿擠出機，擠出、造粒、切粒得到復合粒料；將復合粒料加入注塑機料筒中在注塑機中注塑出 150mm*150mm*2_的條料，然后用6°Co Y射線福照制備得到彈性體復合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機從加料口到機頭擠出分為五段，溫度控制在17(Γ195 °C的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，其特征在于所述注塑機的注塑分為四段，加工溫度控制在15(Tl85°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述SBS交聯(lián)彈性體復合材料的制備方法，其特征在于所述的輻照是在室溫下，空氣氣氛中進行，用劑量率為120 Gy /min的6ciCoy輻射源進行輻照。
全文摘要
本發(fā)明涉及SBS交聯(lián)彈性體復合材料及其制備方法，其組分為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)100份、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)10~40份和聚乙烯(PE)10~20份；彈性體復合材料通過擠出、注塑、輻照等工藝制備得到。γ射線激發(fā)的PE、SBS、SIS大分子自由基自身或者相互之間進行交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡互相貫穿，使水的滲透愈加困難，提高了復合材料的抗摩擦、抗蠕變性能和高溫下的機械性能。其主要應用于醫(yī)用活塞、膠塞、膠墊，彌補了丁基活塞、膠塞、膠墊的不足，是一種完全可以取代丁基橡膠的彈性體復合材料。
文檔編號B29C47/00GK102604313SQ201210040210
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者唐雷, 李忠志, 楊志華, 王以秀 申請人:威海潔瑞醫(yī)用制品有限公司