摘 要：本發(fā)明公開了一種仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：步驟S1、按照重量份數(shù)稱取原料；步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌15-20min；步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合46-50min，得到預(yù)混物；步驟S4、雙螺桿擠出機擠出造粒。本發(fā)明以氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）和聚丙烯為主要原料，輔以改性劍麻纖維和功能填料，賦予熱塑性彈性體良好的熱穩(wěn)定性和機械性能；通過有機硅化合物和硅油的科學(xué)配比，大幅提升TPE彈性體表面的爽滑度，在與人體接觸的時候起到潤滑的作用，使得熱塑性彈性體具有硅膠手感，能夠替代硅膠產(chǎn)品。
技術(shù)要點
1.仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物70-80份、聚丙烯19-22份、功能填料13-15份、改性劍麻纖維10-12份、有機硅化合物5-7份、硅油5-7份、二乙基次膦酸鋁1-2份、防老劑0.6-0.8份、潤滑劑0.3-0.5份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌15-20min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合46-50min，得到預(yù)混物；
步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體；其中，雙螺桿擠出機加工工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度110-125℃、二區(qū)溫度135-150℃、三區(qū)溫度145-160℃、四區(qū)溫度150-170℃、五區(qū)溫度160-180℃、六區(qū)溫度170-200℃、七區(qū)溫度160-175℃、八區(qū)溫度150-170℃；螺桿轉(zhuǎn)速300-350r/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，所述有機硅化合物為硅烷、硅氧烷或聚硅氧烷中的一種或幾種的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，所述防老化劑為抗氧劑1010、168、DLTP、DSTP、126中的一種或幾種的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，所述潤滑劑為PE蠟、EBS、硬脂酸鈣中的一種或幾種的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，所述改性劍麻纖維由如下方法制備：
（1）劍麻經(jīng)風(fēng)干、粉碎，制成劍麻粉，按照液固比1g：3-4mL先將劍麻粉浸沒于5%的NaOH溶液中，攪拌均勻后靜置并濾去雜質(zhì)和多余水分，放入75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h；
（2）在250mL體積分數(shù)為80%的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH560和0.3g過氧化二異丙苯，350r/min攪拌10min，再向里滴加質(zhì)量分數(shù)為36%的醋酸將混合液的pH值調(diào)節(jié)至3.5-3.6，繼續(xù)350r/min攪拌30-32min；
（3）取48g步驟（1）干燥后的劍麻粉加入混合液中，350r/min攪拌50-55min，靜置1h后濾去溶劑，并將反應(yīng)后的劍麻粉置于75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h，得到改性劍麻纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，其特征在于，所述功能填料由如下方法制備：
（1）將甲苯-2,4-二異氰酸酯加入甲苯中，配制成濃度為0.2g/mL的TDI-甲苯溶液；
（2）稱取4.5g二氧化硅于三口燒瓶內(nèi)，加入225mL甲苯，先攪拌10min，再將三口燒瓶置于超聲儀中超聲分散38-40min；
（3）將三口燒瓶置于油浴鍋內(nèi)，通入N2，300r/min攪拌加熱至75℃，恒溫條件下，逐滴加入150mL的TDI-甲苯溶液，再滴入4-5滴二月桂酸二丁基錫，75℃恒溫反應(yīng)5h；
（4）將反應(yīng)液進行抽濾，用甲苯洗滌產(chǎn)物2-3次，將濾餅置于48℃真空干燥箱干燥10h，得到功能填料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于熱塑性彈性體技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝。
背景技術(shù)
隨著科技不斷發(fā)展和進步，手機、平板電腦以其強大豐富的功能和便攜的優(yōu)勢，成為人們的必要通訊工具，因此人們在選購新手機或者平板電腦的同時也會為其配置對應(yīng)的保護套，以更好地保護手機或者平板電腦，延長其使用壽命。目前市場上的保護套種類很多，包括硬質(zhì)的或軟質(zhì)的塑膠保護套以及輕質(zhì)的鋁合金保護套等等?，F(xiàn)有這些手機保護套的主要作用是防止手機外殼與外物直接觸碰而被刮花、磨損，而在防震、抗震方面，硬質(zhì)塑膠保護套以及鋁合金保護套的防震抗震效果十分不理想，不但難以保護手機，且其自身也容易破損；而軟質(zhì)塑膠保護套具有一定的防震抗震效果，但太過于柔軟，軟弱無骨，沒有手感，影響消費者的使用效果。
目前硅膠保護套的使用最為普遍，但是易粘灰塵，而且太過于柔軟，使用后外觀表面不美觀；而且硅膠保護套太薄無法有效防護手機，太厚影響手機的實用性；同時，在市面上，硅膠類產(chǎn)品價格昂貴，制作工藝繁瑣。
熱塑性彈性體TPE（ThermoplasticElastomer）是一種具有橡膠的高彈性，高強度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料。具有環(huán)保無毒安全，硬度范圍廣，加工性能優(yōu)越，無須硫化，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨成型。其在替代硅膠產(chǎn)品上，具有很廣的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，以氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）和聚丙烯為主要原料，輔以改性劍麻纖維和功能填料，賦予熱塑性彈性體良好的熱穩(wěn)定性和機械性能；通過有機硅化合物和硅油的科學(xué)配比，大幅提升TPE彈性體表面的爽滑度，在與人體接觸的時候起到潤滑的作用，使得熱塑性彈性體具有硅膠手感，能夠替代硅膠產(chǎn)品；同時，在制作配方中，還添加了微量二乙基次膦酸鋁、防老劑和潤滑劑，賦予熱塑性彈性體阻燃性能和抗老化性能，得到的熱塑性彈性體綜合性能高。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物70-80份、聚丙烯19-22份、功能填料13-15份、改性劍麻纖維10-12份、有機硅化合物5-7份、硅油5-7份、二乙基次膦酸鋁1-2份、防老劑0.6-0.8份、潤滑劑0.3-0.5份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌15-20min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合46-50min，得到預(yù)混物；
步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體；其中，雙螺桿擠出機加工工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度110-125℃、二區(qū)溫度135-150℃、三區(qū)溫度145-160℃、四區(qū)溫度150-170℃、五區(qū)溫度160-180℃、六區(qū)溫度170-200℃、七區(qū)溫度160-175℃、八區(qū)溫度150-170℃；螺桿轉(zhuǎn)速300-350r/min。
進一步地，所述有機硅化合物為硅烷、硅氧烷或聚硅氧烷中的一種或幾種的組合物。
進一步地，所述防老化劑為抗氧劑1010、168、DLTP、DSTP、126中的一種或幾種的組合物。
進一步地，所述潤滑劑為PE蠟、EBS、硬脂酸鈣中的一種或幾種的組合物。
進一步地，所述改性劍麻纖維由如下方法制備：
（1）劍麻經(jīng)風(fēng)干、粉碎，制成劍麻粉，按照液固比1g：3-4mL先將劍麻粉浸沒于5%的NaOH溶液中，攪拌均勻后靜置并濾去雜質(zhì)和多余水分，放入75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h；
（2）在250mL體積分數(shù)為80%的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH560和0.3g過氧化二異丙苯，350r/min攪拌10min，再向里滴加質(zhì)量分數(shù)為36%的醋酸將混合液的pH值調(diào)節(jié)至3.5-3.6，繼續(xù)350r/min攪拌30-32min；
（3）取48g步驟（1）干燥后的劍麻粉加入混合液中，350r/min攪拌50-55min，靜置1h后濾去溶劑，并將反應(yīng)后的劍麻粉置于75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h，得到改性劍麻纖維。
進一步地，所述功能填料由如下方法制備：
（1）將甲苯-2,4-二異氰酸酯加入甲苯中，配制成濃度為0.2g/mL的TDI-甲苯溶液；
（2）稱取4.5g二氧化硅于三口燒瓶內(nèi)，加入225mL甲苯，先攪拌10min，再將三口燒瓶置于超聲儀中超聲分散38-40min；
（3）將三口燒瓶置于油浴鍋內(nèi)，通入N2，300r/min攪拌加熱至75℃，恒溫條件下，逐滴加入150mL的TDI-甲苯溶液，再滴入4-5滴二月桂酸二丁基錫，75℃恒溫反應(yīng)5h；
（4）將反應(yīng)液進行抽濾，用甲苯洗滌產(chǎn)物2-3次，將濾餅置于48℃真空干燥箱干燥10h，得到功能填料。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明在熱塑性彈性體的原料中添加了科學(xué)配比的改性劍麻纖維，通過硅烷偶聯(lián)劑對劍麻纖維進行改性，硅烷偶聯(lián)劑KH560能夠增加劍麻纖維的潤濕性和粘附性等性能，使劍麻纖維的疏水性增強，從而提高劍麻纖維與TPE的相容性，使得劍麻纖維均勻分散于TPE材料的內(nèi)部，增強TPE的機械性能；
本發(fā)明在熱塑性彈性體的原料中添加了功能填料，功能填料為改性二氧化硅，采用與聚合物基體具有良好相容性的甲苯-2,4-二異氰酸酯為表面改性劑，通過TDI的異氰酸酯基團（-NCO）與二氧化硅表面的活性官能團（羥基、羧基、環(huán)氧基團等）之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將TDI接枝到GO表面；二氧化硅本身具有良好的熱穩(wěn)定性，功能化改性后，在其表面引入了活性基團，可在熔融共混過程中與氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物發(fā)生反應(yīng)，形成微交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，功能填料的加入能夠提高TPE材料的熱穩(wěn)定性；再者，表面改性的二氧化硅大大提高了功能填料在基體中的分散性，以及有機聚合物基體與填料粒子間的界面結(jié)合強度，提高了材料的抗形變能力，材料破壞需要更高的能量，因此，能夠提高TPE的綜合力學(xué)性能；本發(fā)明在熱塑性彈性體的配方中加入了科學(xué)配比的有機硅化合物和硅油，有機硅化合物和硅油對TPE彈性體的表面的爽滑度有很高的提升，在通過雙螺桿擠出的時候，分散在高分子聚合物之中，硅油和有機硅化合物微量吸附在彈性體的表面，粉狀與液體在表面形成更好的相容，在與人體接觸的時候起到潤滑的作用；
本發(fā)明的熱塑性彈性體以氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）和聚丙烯為主要原料，輔以改性劍麻纖維和功能填料，賦予熱塑性彈性體良好的熱穩(wěn)定性和機械性能；通過有機硅化合物和硅油的科學(xué)配比，大幅提升TPE彈性體表面的爽滑度，在與人體接觸的時候起到潤滑的作用，使得熱塑性彈性體具有硅膠手感；同時，在制作配方中，還添加了微量二乙基次膦酸鋁、防老劑和潤滑劑，賦予熱塑性彈性體阻燃性能和抗老化性能，得到的熱塑性彈性體綜合性能高。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）70-80份、聚丙烯1922份、功能填料13-15份、改性劍麻纖維10-12份、有機硅化合物5-7份、硅油5-7份、二乙基次膦酸鋁1-2份、防老劑0.6-0.8份、潤滑劑0.3-0.5份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌15-20min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合46-50min，得到預(yù)混物；步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體；其中，雙螺桿擠出機加工工藝如下：雙螺桿擠出機一區(qū)溫度110-125℃、二區(qū)溫度135-150℃、三區(qū)溫度145-160℃、四區(qū)溫度150-170℃、五區(qū)溫度160-180℃、六區(qū)溫度170-200℃、七區(qū)溫度160-175℃、八區(qū)溫度150-170℃；螺桿轉(zhuǎn)速300-350r/min；
所述有機硅化合物為硅烷、硅氧烷或聚硅氧烷中的一種或幾種的組合物；
所述防老化劑為抗氧劑1010、168、DLTP、DSTP、126中的一種或幾種的組合物；所述潤滑劑為PE蠟、EBS、硬脂酸鈣中的一種或幾種的組合物；所述改性劍麻纖維由如下方法制備：
（1）劍麻經(jīng)風(fēng)干、粉碎，制成劍麻粉，按照液固比1g：3-4mL先將劍麻粉浸沒于5%的NaOH溶液中（除去果膠等雜質(zhì)），攪拌均勻后靜置并濾去雜質(zhì)和多余水分，放入75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h；
（2）在250mL體積分數(shù)為80%的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH560和0.3g過氧化二異丙苯，350r/min攪拌10min，再向里滴加質(zhì)量分數(shù)為36%的醋酸將混合液的pH值調(diào)節(jié)至3.5-3.6，繼續(xù)350r/min攪拌30-32min；
（3）取48g步驟（1）干燥后的劍麻粉加入混合液中，350r/min攪拌50-55min，靜置1h后濾去溶劑，并將反應(yīng)后的劍麻粉置于75℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥22h，得到改性劍麻纖維；
硅烷偶聯(lián)劑KH560能夠增加劍麻纖維的潤濕性和粘附性等性能，使劍麻纖維的疏水性增強，從而提高劍麻纖維與TPE的相容性，使得劍麻纖維均勻分散于TPE材料的內(nèi)部，增強TPE的機械性能；
所述功能填料由如下方法制備：
（1）將甲苯-2,4-二異氰酸酯加入甲苯中，配制成濃度為0.2g/mL的TDI-甲苯溶液；
（2）稱取4.5g二氧化硅于三口燒瓶內(nèi)，加入225mL甲苯，先攪拌10min，再將三口燒瓶置于超聲儀中超聲分散38-40min；
（3）將三口燒瓶置于油浴鍋內(nèi)，通入N2，300r/min攪拌加熱至75℃，恒溫條件下，逐滴加入150mL的TDI-甲苯溶液，再滴入4-5滴二月桂酸二丁基錫，75℃恒溫反應(yīng)5h；
（4）將反應(yīng)液進行抽濾，用甲苯洗滌產(chǎn)物2-3次（除去表面吸附的未反應(yīng)TDI），將濾餅置于48℃真空干燥箱干燥10h，得到功能填料；
功能填料為改性二氧化硅，采用與聚合物基體具有良好相容性的甲苯-2,4-二異氰酸酯為表面改性劑，通過TDI的異氰酸酯基團（-NCO）與二氧化硅表面的活性官能團（羥基、羧基、環(huán)氧基團等）之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將TDI接枝到GO表面；二氧化硅本身具有良好的熱穩(wěn)定性，功能化改性后，在其表面引入了活性基團，可在熔融共混過程中與氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物發(fā)生反應(yīng)，形成微交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，功能填料的加入能夠提高TPE材料的熱穩(wěn)定性；再者，表面改性的二氧化硅大大提高了功能填料在基體中的分散性，以及有機聚合物基體與填料粒子間的界面結(jié)合強度，提高了材料的抗形變能力，材料破壞需要更高的能量，因此，能夠提高TPE材料的綜合力學(xué)性能。
實施例1
仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）70份、聚丙烯19份、功能填料13份、改性劍麻纖維10份、硅烷5份、硅油5份、二乙基次膦酸鋁1份、抗氧劑10100.6份、PE蠟0.3份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌15min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合46min，得到預(yù)混物；
步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體。
實施例2
仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）75份、聚丙烯20.5份、功能填料14份、改性劍麻纖維11份、硅氧烷6份、硅油6份、二乙基次膦酸鋁1.5份、抗氧劑168 0.7份、硬脂酸鈣0.4份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌18min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合48min，得到預(yù)混物；步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體。
實施例3
仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體的制作工藝，包括如下步驟：
步驟S1、按照如下重量份：氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）80份、聚丙烯22份、功能填料15份、改性劍麻纖維12份、聚硅氧烷7份、硅油7份、二乙基次膦酸鋁2份、抗氧劑126 0.6-0.8份、EBS0.5份稱取原料；
步驟S2、將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和潤滑劑投入混合機中500r/min攪拌20min；
步驟S3、將其余原料緩慢加入至混合機，2000r/min攪拌混合50min，得到預(yù)混物；
步驟S4、將預(yù)混物加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融反應(yīng)，擠出，料條通過水槽冷卻，切粒機切粒，制得所述仿硅膠手感烯烴類熱塑性彈性體。
對比例1
將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）70份、聚丙烯19份放入雙螺桿擠出機擠出造粒。
對比例2
將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）75份、聚丙烯20.5份放入雙螺桿擠出機擠出造粒。
將氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）80份、聚丙烯22份放入雙螺桿擠出機擠出造粒。
將實施例1-3和對比例1-3制備得到的熱塑性彈性體在平板硫化儀中熱壓成型，制成標準待測試樣，進行如下性能測試：
采用萬能電子拉力機測試彈性體的拉伸強度、斷裂伸長率和拉斷永久形變，測試方法參照GB/T528-2009，拉伸速度為500mm/min；
可知，實施例1-3制備得到的熱塑性彈性體的拉伸強度大于27.1MPa，斷裂伸長率高于610%，均高于對比例1-3，說明本發(fā)明制備得到的熱塑性彈性體的力學(xué)性能好。
以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
摘自國家發(fā)明專利，發(fā)明人：李前，李彬，申請?zhí)?/span> 201811402294.5，申請日2018.11.23
