一種sebs接枝共聚物及其制備方法與其用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SEBS接枝共聚物及其制備方法。SEBS接枝共聚物由氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙二胺四乙酸二酐、助反應(yīng)劑、引發(fā)劑、引發(fā)助劑、抗氧劑、潤滑劑按重量份組成。本發(fā)明的SEBS接枝共聚物可以作為非極性材料聚烯烴等與極性材料的界面改性劑，可明顯改善兩者的相容性，并能提高復(fù)合材料的韌性，能顯著提高復(fù)合材料的綜合性能。本發(fā)明還提供SEBS接枝共聚物作為聚烯烴類改性材料的相容劑的用途。
【專利說明】一種SEBS接枝共聚物及其制備方法與其用途
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種SEBS接枝共聚物及其制備方法，以及 作為聚烯烴類改性材料的新型相容劑用途。
[0002]

【背景技術(shù)】： 氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS)屬于熱塑性彈性體領(lǐng)域，由于其中不含不 飽和基團，因而具有比苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)更好的抗紫外線性能。SEBS 具有低溫韌性突出、彈性好等特性，一般用做聚烯烴類改性材料的增韌劑。但SEBS屬非極 性材料，在聚烯烴與極性材料(如聚酰胺、滑石粉等)進(jìn)行共混改性時，SEBS只能充當(dāng)增韌劑 而不能充當(dāng)相容劑，這樣一來，其改性效果較差。
[0003] 目前即可作為聚烯烴與極性材料共混時的增韌劑又可作為相容劑的主要有苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐（SBS-g-MAH)、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚 物接枝馬來酸酐（SEBS-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐（POE-g-MAH)。本發(fā)明通過 加入助反應(yīng)劑制得這種新型聚烯烴相容劑及增韌劑，即氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚 物接枝共聚物，迄今為止未見報道。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的單一性，提供了一種SEBS接枝共聚物及其制備 及方法，本發(fā)明的第三個目的是SEBS接枝共聚物作為聚烯烴類改性材料的相容劑的用途。
[0005] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明方案的技術(shù)是：一種SEBS接枝共聚物，由下列組份按 重量份制備而成： 氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS) 100份 乙二胺四乙酸二酐 1 一 10份 助反應(yīng)劑 1 一 6份 引發(fā)劑 0.05 - 0.8份 引發(fā)助劑 2 - 20份 抗氧劑 0. 01 - 0. 6份 潤滑劑 0· 01 - 0· 6份。
[0006] 優(yōu)選方案是，一種聚烯烴的相容劑由下列組份按重量份制備而成： 氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS) 100份 乙二胺四乙酸二酐 1一6份、 助反應(yīng)劑 1 一 3份 引發(fā)劑 0.05 - 0.4份 引發(fā)助劑 2 - 12份 抗氧劑 0. 01 - 0. 2份 潤滑劑 0· 01 - 0· 2份。
[0007] 其中，所述助反應(yīng)劑為乙二胺四乙酸、丁二烯、苯乙烯、α -甲基苯乙烯中的至少一 種。
[0008] 所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。
[0009] 所述引發(fā)助劑丙酮。
[0010] 所述抗氧劑為四[β- (3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2， 4_二叔丁基苯基]亞磷酸酯的混合物。
[0011] 所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。
[0012] 本發(fā)明的另一個目的是提供上述SEBS接枝共聚物的制備方法，包括以下步驟： (1) 按配比，先將乙二胺四乙酸二酐、助反應(yīng)劑、引發(fā)劑、引發(fā)助劑加入溫度為70 - 80°C恒溫水浴鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌8 - IOmin得混合液； (2) 將氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS)置于高速混合機中，接著從高速混 合機的頂端入口處緩慢加入步驟（1)的混合液，最后加入抗氧劑、潤滑劑進(jìn)行混合； (3) 將步驟（2)混合物料加入雙螺桿擠出機進(jìn)行熔融接枝共混擠出，最終制得氫化苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物(簡稱SEBS接枝共聚物）；其中，擠出機從喂料口到 機頭的溫度依次為 145°C、150°C、155°C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、175°C ; 螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min?300r/min。
[0013] 進(jìn)一步，所述步驟（2)中氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的加入時間為 3-6min，高速混合機的溫度為70 - 80°C、轉(zhuǎn)度為150 - 200r/min。
[0014] 對于上述SEBS接枝共聚物的制備方法，需重點說明以下幾點： (1)恒溫水浴鍋的溫度為70 - 80°C很重要，因為溫度過低則不利于乙二胺四乙酸二 酐、助反應(yīng)劑、引發(fā)劑、引發(fā)助劑四者的混合反應(yīng)；溫度過高則其四者反應(yīng)過于激烈，而容易 發(fā)生爆炸。
[0015] (2)將乙二胺四乙酸二酐、助反應(yīng)劑、引發(fā)劑、引發(fā)助劑的混合液緩慢加入高混機 中控制關(guān)鍵點為：加入時間約為5min，高混機的轉(zhuǎn)速為150 - 200r/min。如果時間過短，則 混合液加入的太快而使它們與SEBS混合不均；而時間過長，則反應(yīng)效率下降。高混機的轉(zhuǎn) 速過慢，不利于混合均勻；轉(zhuǎn)速過快，很可能會破壞氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的 鏈結(jié)構(gòu)。
[0016] (3)擠出機的溫度控制在145°C - 175°C之間，溫度過低，塑化不均使得接枝率下 降；溫度過高，可能導(dǎo)致材料的炭化、分解。
[0017] 本發(fā)明的第三個目的是提供SEBS接枝共聚物作為聚烯烴類改性材料的相容劑的 用途。
[0018] 將SEBS接枝共聚物加入到聚酰胺或滑石粉等極性材料改性的聚烯烴材料中進(jìn)行 混合，再經(jīng)擠出機共混擠出后，可制得復(fù)合材料。SEBS接枝共聚物在其中既作增韌劑又作為 相容劑，提高復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度與懸臂梁缺口沖擊。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點： (1)本發(fā)明主要采用乙二胺四乙酸二酐接枝SEBS，以及在助反應(yīng)劑存在的條件下，所得 SEBS接枝共聚物可明顯改善非極性聚烯烴與極性物質(zhì)之間的相容性。另外，助反應(yīng)劑的存 在使得乙二胺四乙酸二酐接枝SEBS的效率及接枝率都有所提高，并且提高了其改性復(fù)合 材料的機械性能，如拉伸強度與彎曲強度。
[0020] (2)克服了市場品種的單一性，制得了一種用于聚烯烴的新型增韌劑、相容劑為一 體的SEBS接枝共聚物。
[0021] (3)本發(fā)明制得的SEBS接枝共聚物，作為增韌劑及相容劑比普通的接枝物 增韌劑及相容劑(如：SEBS接枝馬來酸酐（SEBS-g-MAH)、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐 (EPDM-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐（POE-g-MAH))效果好。
[0022] (4)本發(fā)明新型相容劑的制備工藝簡單，生產(chǎn)效率較高。
[0023] 具體實施例： 下面結(jié)合一些實施例以及對比實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下所有實施例及對 比例中，測試標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，拉伸性能執(zhí)行GB/T 1040且拉伸速度5mm/min，彎曲性能 執(zhí)行GB/T 9341且彎曲測試速度2mm/min，沖擊性能執(zhí)行GB/T 1843。實施例中PP為聚 丙烯、PE為聚乙烯、PA6為聚酰胺6、Talc為滑石粉、DCP為過氧化二異丙苯、抗1010為四 [β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗168為三[2,4-二叔丁基苯基] 亞磷酸酯、EBS為乙撐雙硬脂酰胺。普通的接枝物增韌劑及相容劑為SEBS接枝馬來酸酐 (SEBS-g-MAH)、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐（EPDM-g-MAH)、乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸 酐（POE-g-MAH) 實施例1 (1)先將6份乙二胺四乙酸二酐、2份乙二胺四乙酸、1份苯乙烯、0.4份DCP、12份丙酮 加入溫度為80°C的恒溫水浴鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌大約IOmin得混合液； (2)將100份氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合機中，接著從高混 機的頂端入口處緩慢加入步驟（1)所得的混合液，耗時5min，最后加入0. 1份抗1010、0. 1 份抗168、0. 2份EBS混合約5min。其中，高混機的溫度為80°C、高混機的轉(zhuǎn)度為200r/min。
[0024] (3)將上述步驟（2)混合好的料子加入雙螺桿擠出機進(jìn)行熔融接枝共混擠出，最終 制得氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物（SEBS接枝共聚物)。其中，擠出機從喂 料口 到機頭的溫度依次為 145 °C、150°C、155 °C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、 175°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min。
[0025] (4)制備PP/SEBS接枝共聚物/PA6復(fù)合材料。取上述SEBS接枝共聚物20份加 入到40份PP和40份PA6中，經(jīng)高混機混合均勻，接著加入雙螺桿擠出機中進(jìn)行共混擠出。 最終制得了 PP/SEBS接枝共聚物/PA6復(fù)合材料。具體性能見表1。
[0026] 對比例1 取SEBS-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，經(jīng)高混機混合均勻，接著加入雙 螺桿擠出機中進(jìn)行共混擠出。最終制得了 PP/SEBS-g-MAH/PA6復(fù)合材料。具體性能見表1。
[0027] 對比例2 取EPDM-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，經(jīng)高混機混合均勻，接著加入雙 螺桿擠出機中進(jìn)行共混擠出。最終制得了 PP/EPDM-g-MAH/PA6復(fù)合材料。具體性能見表1。
[0028] 對比例3 取POE-g-MAH 20份加入到40份PP和40份PA6中，經(jīng)高混機混合均勻，接著加入雙螺 桿擠出機中進(jìn)行共混擠出。最終制得了 PP/P〇E-g-MAH/PA6復(fù)合材料。具體性能見表1。
[0029] 對比例4 (1)先將9份乙二胺四乙酸二酐、0. 4份DCP、12份丙酮加入恒溫水浴鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌均 勻，攪拌大約l〇min，待用。其中，恒溫水浴鍋的溫度為80°C。
[0030] (2)將100份氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合機中，接著從高混 機的頂端入口處緩慢加入步驟（1)所得的混合液，耗時5min，最后加入0. 1份抗1010、0. I 份抗168、0. 2份EBS混合約5min。其中，高混機的溫度為80°C、高混機的轉(zhuǎn)度為200r/min。
[0031] (3)將上述步驟（2)混合好的料子加入雙螺桿擠出機進(jìn)行熔融接枝共混擠出，最 終制得SEBS接枝共聚物。其中，擠出機從喂料到機頭的溫度依次為145°C、150°C、155°C、 16(TC、16(TC、17(rC、17(rC、17(rC、17(rC、175t：;螺桿轉(zhuǎn)速為 300r/min。
[0032] (4)制備PP/SEBS接枝共聚物/PA6復(fù)合材料。取上述SEBS接枝共聚物20份加 入到40份PP和40份PA6中，經(jīng)高混機混合均勻，接著加入雙螺桿擠出機中進(jìn)行共混擠出。 最終制得了 PP/SEBS接枝共聚物/PA6復(fù)合材料。具體性能見表1。
[0033] 表1實施例1與對比例1 一 4制備的復(fù)合材料的基本性能

【權(quán)利要求】
1. 一種SEBS接枝共聚物，其特征在于：由下列組份按重量份制備而成： 氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 100份 乙二胺四乙酸二酐 1 一 10份 助反應(yīng)劑 1 一 6份 引發(fā)劑 0.05 - 0.8份 引發(fā)助劑 2 - 20份 抗氧劑 0. 01 - 0. 6份 潤滑劑 0? 01 - 0? 6份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：由下列組份按重量份制備而 成： 氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 100份 乙二胺四乙酸二酐 1一6份、 助反應(yīng)劑 1 一 3份 引發(fā)劑 0.05 - 0.4份 引發(fā)助劑 2 - 12份 抗氧劑 0. 01 - 0. 2份 潤滑劑 0? 01 - 0? 2份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述助反應(yīng)劑為乙二胺四 乙酸、丁二烯、苯乙烯、a -甲基苯乙烯中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述引發(fā)劑為過氧化二異 丙苯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述引發(fā)助劑丙酮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述抗氧劑為四[￠-(3, 5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的混合 物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物，其特征在于：所述潤滑劑為乙撐雙硬脂 酰胺。
8. -種制備如權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1)按配比，先將乙二胺四乙酸二酐、助反應(yīng)劑、引發(fā)劑、引發(fā)助劑加入溫度為70 - 80°C恒溫水浴鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌8 - lOmin得混合液； (2 )將氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物置于高速混合機中，接著從高速混合機的頂 端入口處緩慢加入步驟（1)的混合液，最后加入抗氧劑、潤滑劑進(jìn)行混合； (3)將步驟（2)混合物料加入雙螺桿擠出機進(jìn)行熔融接枝共混擠出，最終制得氫化 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝共聚物；其中，擠出機從喂料口到機頭的溫度依次為 145°C、150°C、155°C、160°C、160°C、170°C、170°C、170°C、170°C、175°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為 200r/ min~300r/min〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟（2)中氫化苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯共聚物的加入時間為3 - 6min，高速混合機的溫度為70 - 80°C、轉(zhuǎn)度為150 - 200r/ min〇
10. -種如權(quán)利要求1或2所述SEBS接枝共聚物的用途，其特征在于：所述SEBS接枝 共聚物用做聚烯烴類改性材料的相容劑。
【文檔編號】C08L87/00GK104419009SQ201310383269
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】楊桂生, 俞飛 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司