CN112391058A - 热塑性弹性体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性弹性体及其制备方法和应用。该制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括10份～20份的无机填料、5份～10份的荷叶粉、8份～12份的SBS及13份～25份的白油，其中，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。上述热塑性弹性体的耐磨性较好。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种热塑性弹性体及其制备方法和应用。
背景技术
热塑性弹性体又称人造橡胶或合成橡胶，是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料。热塑性弹性体在常温下具有橡胶的弹性，在高温下具有可塑化成型，常用于制作工业生产机械中常见的一个配件，例如真空吸嘴。真空吸嘴的造型为一个扁平圆锥状橡皮吸嘴。吸嘴底部是一个链接真空泵的密封管，工作时通过密封管泵出吸嘴内的空气，使吸嘴牢牢吸附于物品表面，从而进行物品的搬运、传递。相对于其他机械搬运方式，真空吸嘴能在不伤害产品或原材料的前提下完成整个运送过程，因此，真空吸嘴经常被用于纸类、泡沫塑料、玻璃等易破损类产品的制造，也常用于印刷机械的输纸头，以及摄像头模组零部件的移载吸头。然而，现有的热塑性弹性体的耐磨性较差，使得制成的真空吸嘴在移载零部件的过程中易于磨损。
发明内容
基于此，有必要提供一种耐磨性较好的热塑性弹性体及其制备方法和应用。
一种热塑性弹性体，以质量份数计，制备所述热塑性弹性体的原料包括：
其中，所述无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。
上述热塑弹性体的制备原料配伍合理，以SBS为基料，白油为基础油，并且联合使用无机填料和荷叶粉，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种，使得热塑性弹性体具有较高的韧性，以得到耐磨性较好的热塑性弹性体。
在其中一个实施例中，所述滑石粉的粒径为6000目～8000目。此种设置的滑石粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且滑石粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高增加热塑弹性体的韧性和耐磨性。
在其中一个实施例中，所述无机填料包括所述滑石粉和所述纳米二氧化硅，在制备所述热塑性弹性体的原料中，所述滑石粉的质量份数为5份～10份，所述纳米二氧化硅的质量份数为5份～10份。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
在其中一个实施例中，所述无机填料包括所述滑石粉和所述纳米二氧化硅，所述荷叶粉、所述滑石粉与所述纳米二氧化硅的质量比为1:1:1～1:2:2。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
在其中一个实施例中，所述荷叶粉的粒径为3000目～5000目。此种设置的荷叶粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且荷叶粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高增加热塑弹性体的韧性和耐磨性。
在其中一个实施例中，所述白油包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
在其中一个实施例中，所述白油包括所述双塑150N白油和所述S30白油，在制备所述热塑性弹性体的原料中，所述双塑150N白油的质量份数为50份～60份，所述S30白油的质量份数为10份～20份。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
在其中一个实施例中，还包括辅助组分，所述辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种。偶联剂能够使无机填料和荷叶粉的表面形成范德华力，使得无机填料和荷叶粉能够获得表面的改性和物理包覆，形成较为密实的多相体系，使得无机填料和荷叶粉在协同作用过程中对冲击能量的吸收性更强，以提高热塑性弹性体的耐磨性能。抗氧剂的加入能够提高热塑弹性体的耐久性和环境适应性。辅助组分的加入能够加强热塑性弹性体的加工性能和耐用性能。
在其中一个实施例中，所述偶联剂包括3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述抗氧剂包括N-正丁基对氨基酚。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐久性和环境适应性，增加热塑性弹性体的耐磨性能。
在其中一个实施例中，制备所述热塑性弹性体的原料以质量份数计还包括3份～5份的所述偶联剂及1份～2份的所述抗氧剂中的至少一种。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐磨性能。
一种热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤：
将制备原料混合，然后成型，得到热塑性弹性体，所述制备原料以质量份数计包括10份～20份的无机填料、5份～10份的荷叶粉、8份～12份的SBS及60份～80份的白油，其中，所述无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。上述热塑性弹性体的制备方法操作简单，能够得到耐磨性较好的热塑性弹性体。
在其中一个实施例中，所述将制备原料混合的步骤包括：
将所述白油与所述SBS混合并熔化，得到预混物；
将所述无机填料和所述荷叶粉加入所述预混物中混合。此种设置使得各组分混合均匀，使得热塑性弹性体更加均一，具有较高的弹性和韧性，耐磨性较好。
在其中一个实施例中，所述热塑性弹性体还包括辅助组分，所述辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种，所述将所述无机填料和所述荷叶粉加入所述预混物中混合的步骤包括：将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中混合。
在其中一个实施例中，所述将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中混合的步骤包括：将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物。此种设置有利于无机填料、荷叶粉和辅助组分和预混物混合更加均匀，得到更均一的混合物，以得到性能优良的热塑性弹性体。
在其中一个实施例中，所述将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物的步骤之后，所述然后成型的步骤之前，还包括如下步骤：将所述混合物降温至70℃～80℃，并将所述混合物的温度维持至70℃～80℃。此种设置有利于成型操作，得到性能优良的热塑性弹性体。
在其中一个实施例中，所述将所述白油与所述SBS混合并熔化，得到预混物的步骤包括：将所述白油与所述SBS混合并在120℃～130℃下熔化，得到所述预混物。此种设置使得白油和SBS混合更加均匀。
上述热塑性弹性体或者上述热塑性弹性体的制备方法制备得到的热塑性弹性体在制备真空吸嘴中的应用。采用上述热塑性弹性体制备得到的真空吸嘴的耐磨性较好，不易磨损。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。下面给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
以下内容中，如无特别说明，物质A的粒径为X1目表示的是物质A能够通过X1目筛。例如：滑石粉的粒径为6000目表示的是滑石粉能够通过6000目筛。
一实施方式的热塑性弹性体具有较好的耐磨性能，能够用于制备耐磨性较好、不易磨损的真空吸嘴。制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括10份～20份的无机填料、5份～10份的荷叶粉、8份～12份的SBS及13份～25份的白油，其中，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。
上述热塑弹性体的制备原料配伍合理，以SBS为基料，白油为基础油，并且联合使用无机填料和荷叶粉，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种，使得热塑性弹性体具有较高的韧性，以得到耐磨性较好的热塑性弹性体。
无机填料能够增加热塑性弹性体的弹性和韧性，提高热塑性弹性体的耐磨性能。进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括12份～18份的无机填料。此种设置有利于提高热塑性弹性体的弹性和韧性，增强热塑性弹性体的耐磨性能。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或者20份的无机填料。
在其中一个实施例中，滑石粉的粒径为6000目～8000目。此种设置的滑石粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且滑石粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高热塑弹性体的韧性和耐磨性。
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，无定形白色粉末，俗称白炭黑。由于纳米二氧化硅是超细纳米级，尺寸范围在1nm～100nm，具有许多独特的性质，例如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能，用途非常广泛。
在其中一个实施例中，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅。制备热塑性弹性体的原料中，滑石粉的质量份数为5份～10份的滑石粉，纳米二氧化硅的质量份数为5份～10份。纳米二氧化硅具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且纳米二氧化硅和滑石粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高增加热塑弹性体的韧性和耐磨性。
荷叶粉作为有机填料，与无机填料配合，提高热塑性弹性体的弹性和韧性，增强热塑性弹性体的耐磨性。进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括6份～9份的荷叶粉。此种设置有利于提高热塑性弹性体的弹性和韧性，增强热塑性弹性体的耐磨性。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括5份、6份、7份、8份、9份或10份的荷叶粉。
在其中一个实施例中，荷叶粉的粒径为3000目～5000目。此种设置的荷叶粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且荷叶粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高增加热塑弹性体的韧性和耐磨性。
在其中一个实施例中，荷叶粉和无机填料的质量比为1:1～1:4。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
进一步地，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅。荷叶粉、滑石粉与纳米二氧化硅的质量比为1:1:1～1:2:2。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。在一个具体示例中，荷叶粉、滑石粉与纳米二氧化硅的质量比为1:1:1。
SBS即苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，为热塑性弹性体的基料，使得热塑性弹性体具有优良的拉伸强度，使得热塑性弹性体材料具有表面摩擦系数大、低温性能好、电性能优良，加工性能好等特性。
进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括9份～11份的SBS。此种设置有利于提高热塑性弹性体具有拉伸强度。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括8份、9份、10份、11份或者12份的SBS。
在一个具体示例中，SBS为可乐丽公司的SBS粉。需要说明的是，SBS不限于为可乐丽公司的SBS粉，还可以为其他的SBS，可以根据需要进行设置。
在其中一个实施例中，白油包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。需要说明的是，白油不限于包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种，还可以为其他的白油，可以根据需要进行设置。其中，双塑150N白油在常温下为液体状态。S30白油在常温下为液体状态。其中，S30白油为中国石油化工股份有限公司研发的黏度(40℃下的运动黏度)约为30mm2/s且经过二次加氢炼出的白油，市售货号为S30、S30T或者N30T。
进一步地，白油包括双塑150N白油和S30白油。制备热塑性弹性体的原料中，双塑150N白油的质量份数为50份～60份，S30白油的质量份数为10份～20份。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。更进一步地，双塑150N白油及S30白油的质量比为5:2～6:1。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。具体地，制备热塑性弹性体的原料中，双塑150N白油的质量份数为55份，S30白油的质量份数为15份。
在其中一个实施例中，SBS与白油的质量比为3：20～2：15。此种设置能够提高热塑性弹性体的耐磨性。
在其中一个实施例中，还包括辅助组分。辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种。偶联剂能够使无机填料和荷叶粉的表面形成范德华力，使得无机填料和荷叶粉能够获得表面的改性和物理包覆，形成较为密实的多相体系，使得无机填料和荷叶粉在协同作用过程中对冲击能量的吸收性更强，以提高热塑性弹性体的耐磨性能。抗氧剂的加入能够提高热塑弹性体的耐久性和环境适应性。辅助组分的加入能够加强热塑性弹性体的加工性能和耐用性能。需要说明的是，偶联剂可以省略。此时，热塑性弹性体仍具有较好的耐磨性能。需要说明的是，抗氧剂可以省略。此时，热塑性弹性体仍具有较好的耐磨性能。
在其中一个实施例中，偶联剂包括3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐久性和环境适应性，增加热塑性弹性体的耐磨性能。需要说明的是，偶联剂不限于为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，还可以为其他的偶联剂，可以根据需要进行设置。其中，3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷在常温下为液体。
进一步地，制备热塑性弹性体的原料中，偶联剂的质量份数为3份～5份。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐磨性能。在一些实施例中，制备热塑性弹性体的原料中，偶联剂的质量份数为3份、3.5份、4份、4.5份或者5份。
在其中一个实施例中，抗氧剂包括N-正丁基对氨基酚。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐磨性能。需要说明的是，抗氧剂不限于为N-正丁基对氨基酚，还可以为其他的抗氧剂，可以根据需要进行设置。其中，N-正丁基对氨基酚在常温下为固体。
进一步地，制备热塑性弹性体的原料中，抗氧剂的质量份数为1份～2份。此种设置有利于提高热塑性弹性体的耐磨性能，延长热塑性弹性体的使用寿命。在一些实施例中，制备热塑性弹性体的原料中，抗氧剂的质量份数为1份、1.2份、1.5份、1.7份或2份。
在其中一个实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括5份～10份的粒径为6000目～8000目的滑石粉、5份～10份的纳米二氧化硅、5份～10份的粒径为3000目～5000目的荷叶粉、8份～12份的SBS、50份～60份的双塑150N白油、10份～20份的S30白油、3份～5份的3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和1份～2份的N-正丁基对氨基酚。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，增强热塑性弹性体的耐磨性能。
上述热塑弹性体的制备原料配伍合理，以SBS为基料，白油为基础油，并且联合使用无机填料和荷叶粉，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种，使得热塑性弹性体具有较高的韧性，以得到耐磨性较好的热塑性弹性体。
进一步地，上述热塑性弹性体中，以6000目～8000目的滑石粉或者纳米二氧化硅为无机填料，以3000目～5000目的荷叶粉为有机填料，无机填料与有机填料协同作为热塑性弹性体的增韧和耐磨体系，上述无机填料与有机填料具有很大的比表面积，能够均匀分散以形成多相分布，当受到冲击能量时，会引发银纹和微开裂，能够对冲击能量进行吸收，并且，上述无机填料与有机填料也有一定的刚性，能够终止微开裂，从而增加了热塑弹性体的韧性和耐磨性。
再者，上述热塑性弹性体中，采用偶联剂能够在无机填料和荷叶粉的表面形成范德华力，使得无机填料和荷叶粉能够有机会获得表面的改性和物理包覆，形成较为密实的多相体系，使得无机填料和荷叶粉在协同作用过程中对冲击能量的吸收性更强。
上述热塑性弹性体中，以SBS和白油为主要功能性载体，并控制SBS与白油的质量比为3：20～2：15，且加入抗氧剂来提高热塑弹性体的耐久性和环境适应性，使得热塑性弹性体具有抗刮擦、不易磨损的特性，使得热塑性弹性体制成的真空吸嘴具有抗刮擦能力，不易磨损，以能够应用于摄像头模组(例如手机或者平板电脑的摄像头模组)生产过程中，也能够应用于智能家居的零部件的组装过程中。
一实施方式的热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤：将制备原料混合，然后成型，得到热塑性弹性体。制备原料以质量份数计包括10份～20份的无机填料、5份～10份的荷叶粉、8份～12份的SBS及60份～80份的白油，其中，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。
上述热塑性弹性体的制备方法操作简单，以SBS为基料，白油为基础油，并且联合使用无机填料和荷叶粉，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种，使得热塑性弹性体具有较高的韧性，以得到耐磨性较好的热塑性弹性体。
进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括12份～18份的无机填料。此种设置有利于提高热塑性弹性体的弹性和韧性，增强热塑性弹性体的耐磨性能。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或者20份的无机填料。
在其中一个实施例中，滑石粉的粒径为6000目～8000目。此种设置的滑石粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且滑石粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高热塑弹性体的韧性和耐磨性。
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，无定形白色粉末，俗称白炭黑。由于纳米二氧化硅是超细纳米级，尺寸范围在1nm～100nm，具有许多独特的性质，例如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。用途非常广泛。
在其中一个实施例中，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅。制备热塑性弹性体的原料中，滑石粉的质量份数为5份～10份，纳米二氧化硅的质量份数为5份～10份。
进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括6份～9份的荷叶粉。此种设置有利于提高热塑性弹性体的弹性和韧性，增强热塑性弹性体的耐磨性。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括5份、6份、7份、8份、9份或10份的荷叶粉。
在其中一个实施例中，荷叶粉的粒径为3000目～5000目。此种设置的荷叶粉具有较大的比表面积，能够在体系中均匀分散并形成多相分布，使得热塑性弹性体受到冲击能量时能够引发银纹和微开裂，以能够吸收冲击能量，并且荷叶粉具有一定的刚性，能够终止产生的微开裂，提高增加热塑弹性体的韧性和耐磨性。
在其中一个实施例中，荷叶粉和无机填料的质量比为1:1～1:4。此种设置有利于提高热塑性弹性体的韧性和弹性，使得热塑性弹性体具有较高的耐磨性。
进一步地，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅。荷叶粉、滑石粉与纳米二氧化硅的质量比为1:1:1～1:2:2。在一个具体示例中，荷叶粉、滑石粉与纳米二氧化硅的质量比为1:1:1。
进一步地，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括9份～11份的SBS。此种设置有利于提高热塑性弹性体具有拉伸强度。在一些实施例中，制备该热塑性弹性体的原料以质量份数计包括8份、9份、10份、11份或者12份的SBS。
在一个具体示例中，SBS为可乐丽公司的SBS粉。需要说明的是，SBS不限于为可乐丽公司的SBS粉，还可以为其他的SBS，可以根据需要进行设置。
在其中一个实施例中，白油包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种。需要说明的是，白油不限于包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种，还可以为其他的白油，可以根据需要进行设置。其中，双塑150N白油在常温下为液体状态。S30白油在常温下为液体状态。其中，S30白油为中国石油化工股份有限公司研发的黏度(40℃下的运动黏度)约为30mm2/s且经过二次加氢炼出的白油，市售货号为S30、S30T或者N30T。
进一步地，白油包括双塑150N白油和S30白油。制备热塑性弹性体的原料中，双塑150N白油的质量份数为50份～60份，S30白油的质量份数为10份～20份。更进一步地，制备热塑性弹性体的原料中，双塑150N白油的质量份数为55份，S30白油的质量份数为15份。
在其中一个实施例中，SBS与白油的质量比为3：20～2：15。此种设置能够提高热塑性弹性体的耐磨性。
在其中一个实施例中，将制备原料混合的步骤包括S110～S120：
S110、将白油与SBS混合并熔化，得到预混物。
在其中一个实施例中，S110包括：将白油与SBS混合并在120℃～130℃下熔化，得到预混物。此种设置使得白油和SBS混合更加均匀。进一步地，S110包括：将SBS加入白油中，加热熔化，混匀，得到预混物。更进一步地，熔化的温度为120℃～130℃。混匀的方式为搅拌。搅拌直至呈均匀透明状。具体地，搅拌的时间为10min～15min。更具体地，S110包括：将双塑150N白油和S30T白油混合均匀，再加入SBS搅拌均匀，边搅拌边缓慢加入SBS。
S120、将无机填料和荷叶粉加入预混物中混合。
通过将白油和SBS混合并熔化得到预混物后，在加入无机填料和荷叶粉混合，能够使得各组分混合均匀，使得热塑性弹性体更加均一，具有较高的弹性和韧性，耐磨性较好。
在其中一个实施例中，还包括辅助组分。辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种。需要说明的是，偶联剂可以省略。此时，热塑性弹性体仍具有较好的耐磨性能。需要说明的是，抗氧剂可以省略。此时，热塑性弹性体仍具有较好的耐磨性能。
在其中一个实施例中，偶联剂包括3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。其中，3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷在常温下为液体。
需要说明的是，偶联剂不限于为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，还可以为其他的偶联剂，可以根据需要进行设置。进一步地，制备热塑性弹性体的原料中，偶联剂的质量份数为3份～5份。在一些实施例中，制备热塑性弹性体的原料中，偶联剂的质量份数为3份、3.5份、4份、4.5份或者5份。
在其中一个实施例中，抗氧剂包括N-正丁基对氨基酚。其中，N-正丁基对氨基酚在常温下为固体。需要说明的是，抗氧剂不限于为N-正丁基对氨基酚，还可以为其他的抗氧剂，可以根据需要进行设置。进一步地，制备热塑性弹性体的原料中，抗氧剂的质量份数为1份～2份。在一些实施例中，制备热塑性弹性体的原料中，抗氧剂的质量份数为1份、1.2份、1.5份、1.7份或2份。
在其中一个实施例中，辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种，将无机填料和荷叶粉加入预混物中混合的步骤包括：将无机填料、荷叶粉和辅助组分加入预混物中混合。进一步地，将无机填料、荷叶粉和辅助组分加入预混物中混合的步骤包括：将无机填料、荷叶粉和辅助组分加入预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物。此种设置有利于无机填料、荷叶粉和辅助组分和预混物混合更加均匀，得到更均一的混合物，以得到性能优良的热塑性弹性体。更进一步地，混合的时间为30min～40min。混合的方式为搅拌。此种设置有利于无机填料、荷叶粉和辅助组分和预混物混合更加均匀，得到更均一的混合物，以得到性能优良的热塑性弹性体。
具体地，辅助组分包括偶联剂及抗氧剂，将无机填料、荷叶粉和辅助组分加入预混物中混合的步骤包括：将无机填料和荷叶粉混合后加入预混物中，再加入偶联剂及抗氧剂混合，得到混合物。混合的温度为120℃～130℃。混匀的方式为搅拌。搅拌的时间为30min～40min。通过将无机填料和荷叶粉混合后加入预混料，再加入偶联剂及抗氧剂混合，使得无机填料和荷叶粉能够混合的更加均匀，并且能够避免无机填料、荷叶粉和偶联剂同时加入使得偶联剂与无机填料、荷叶粉提前反应而影响无机填料和荷叶粉在热塑性弹性体中的均匀分布。
在其中一个实施例中，成型的方式为挤出成型。进一步地，采用单螺杆挤出机或者双螺杆挤出机进行挤出成型。进一步地，将无机填料、荷叶粉和辅助组分加入预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物的步骤之后，然后成型的步骤之前，还包括如下步骤：将混合物降温至70℃～80℃，并将混合物的温度维持至70℃～80℃。此种设置有利于成型操作，得到性能优良的热塑性弹性体。
上述热塑性弹性体的制备方法操作简单，以SBS为基料，白油为基础油，并且联合使用无机填料和荷叶粉，无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种，使得热塑性弹性体具有较高的韧性，以得到耐磨性较好的热塑性弹性体，能够用于制备具有抗刮擦能力，不易磨损的真空吸嘴，以能够应用于摄像头模组(例如手机或者平板电脑的摄像头模组)生产过程中，也能够应用于智能家居的零部件的组装过程中。
可以理解，将制备原料混合的步骤不限于将白油与SBS混合并熔化得到预混物后加入无机填料和荷叶粉混合，也可以将各制备原料同时混合。
以下实施例，如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。
以下实施例，如未特殊说明，“份”均为质量份数。偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。抗氧剂为N-正丁基对氨基酚。
实施例1～13
按照表1～2中的参数，制备实施例1～13的热塑性弹性体。其中，实施例1～13的热塑性弹性体的制备原料的质量份数如表1所示，其中，SBS为可乐丽公司的SBS粉；实施例1～13的热塑性弹性体的制备过程的工艺参数如表2所示。
具体地，热塑性弹性体的制备过程如下：
(1)将双塑150N白油和S30T白油混合均匀，再加入SBS于T1℃下恒温搅拌t1min，得到预混物。其中，边搅拌边缓慢加入SBS。预混物为均一透明状。
(2)将粒径为X1目的滑石粉、纳米二氧化硅和粒径为X2目的荷叶粉混合后加入预混物中，再依次加入偶联剂及抗氧剂于T2℃下搅拌t2min，冷却至T3℃，并维持在T3℃，然后挤出成型，得到热塑性弹性体。
表1实施例1～13的制备热塑性弹性体的各原料的质量份数
表2实施例1～13的热塑性弹性体的制备过程的工艺参数
实施例14
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，S30T白油的质量份数为70份，双塑150N白油的质量份数为0份。
实施例15
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，S30T白油的质量份数为0份，双塑150N白油的质量份数为70份。
实施例16
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，纳米二氧化硅的质量份数为15份，滑石粉的质量份数为0份。
实施例17
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，纳米二氧化硅的质量份数为0份，滑石粉的质量份数为15份。
实施例18
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，滑石粉的质量份数为11.25份，纳米二氧化硅的质量份数为11.25份，荷叶粉的质量份数为0份。
实施例19
本实施例的热塑性弹性体的制备原料的配方、制备过程及其工艺参数与实施例8大致相同，不同之处在于，本实施例的制备热塑性弹性体的原料中，滑石粉的质量份数为0份，纳米二氧化硅的质量份数为0份，荷叶粉的质量份数为22.5份。
测试：
测试实施例1～19及对比例的热塑性弹性体的韧性和耐磨性能。其中，对比例的热塑性弹性体为市售的热塑性弹性体(购于塑源科技公司)。测定结果详见表3。其中，按照国标GB/T 1451-2005《纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法》测定热塑性弹性体的韧性；按照国标GB/T 9867-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定》中的方法测定热塑性弹性体的耐磨性能。
表3实施例1～19及对比例的热塑性弹性体的韧性和耐磨性能
| 韧性(J/cm<sup>2</sup>) | DIN磨耗量(mm<sup>3</sup>) | |
| 实施例1 | 2.3 | 18 |
| 实施例2 | 2.2 | 16 |
| 实施例3 | 2.5 | 20 |
| 实施例4 | 2.8 | 21 |
| 实施例5 | 3.1 | 25 |
| 实施例6 | 3.0 | 24 |
| 实施例7 | 3.5 | 27 |
| 实施例8 | 3.6 | 29 |
| 实施例9 | 3.4 | 25 |
| 实施例10 | 3.5 | 23 |
| 实施例11 | 2.3 | 18 |
| 实施例12 | 2.2 | 19 |
| 实施例13 | 3.2 | 25 |
| 实施例14 | 3.0 | 23 |
| 实施例15 | 3.2 | 24 |
| 实施例16 | 2.8 | 18 |
| 实施例17 | 3.0 | 20 |
| 实施例18 | 2.1 | 13 |
| 实施例19 | 2.4 | 14 |
| 对比例 | 2.5 | 15 |
从表3可以看出，实施例1～13的热塑性弹性体的韧性为2.3J/cm2～3.6J/cm2，DIN磨耗量为16mm3～29mm3，说明上述实施方式的热塑性弹性体具有良好的韧性和优异的耐磨性能。
其中，实施例8的热塑性弹性体的韧性优于实施例14～15，说明双塑150N白油和S30T白油协同作用更有利于提高热塑性弹性体的韧性。实施例8的热塑性弹性体的耐磨性能优于实施例16～17，说明纳米二氧化硅和滑石粉协同作用更有利于增强热塑性弹性体的耐磨性能。实施例8的热塑性弹性体的耐磨性优于实施例18～19，说明有机填料(即荷叶粉)与无机填料的协同配合更有利于提高热塑性弹性体的耐磨性。
综上，上述实施方式的热塑性弹性体具有良好的韧性和优异的耐磨性能，具有抗刮擦、不易磨损的特性，使得热塑性弹性体制成的真空吸嘴具有抗刮擦能力，不易磨损，以能够应用于摄像头模组(例如手机或者平板电脑的摄像头模组)生产过程中，也能够应用于智能家居的零部件的组装过程中。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种热塑性弹性体，其特征在于，以质量份数计，制备所述热塑性弹性体的原料包括：
其中，所述无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述滑石粉的粒径为6000目～8000目。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述无机填料包括所述滑石粉和所述纳米二氧化硅，在制备所述热塑性弹性体的原料中，所述滑石粉的质量份数为5份～10份，所述纳米二氧化硅的质量份数为5份～10份。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述无机填料包括所述滑石粉和所述纳米二氧化硅，所述荷叶粉、所述滑石粉与所述纳米二氧化硅的质量比为1:1:1～1:2:2。
5.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述荷叶粉的粒径为3000目～5000目。
6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述白油包括双塑150N白油和S30白油中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述白油包括所述双塑150N白油和所述S30白油，在制备所述热塑性弹性体的原料中，所述双塑150N白油的质量份数为50份～60份，所述S30白油的质量份数为10份～20份。
8.根据权利要求1～7任一项所述的热塑性弹性体，其特征在于，还包括辅助组分，所述辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述偶联剂包括3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述抗氧剂包括N-正丁基对氨基酚。
10.根据权利要求8所述的热塑性弹性体，其特征在于，制备所述热塑性弹性体的原料以质量份数计还包括3份～5份的所述偶联剂及1份～2份的所述抗氧剂中的至少一种。
11.一种热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将制备原料混合，然后成型，得到热塑性弹性体，所述制备原料以质量份数计包括10份～20份的无机填料、5份～10份的荷叶粉、8份～12份的SBS及60份～80份的白油，其中，所述无机填料包括滑石粉和纳米二氧化硅中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述将制备原料混合的步骤包括：
将所述白油与所述SBS混合并熔化，得到预混物；及
将所述无机填料和所述荷叶粉加入所述预混物中混合。
13.根据权利要求12所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体还包括辅助组分，所述辅助组分包括偶联剂及抗氧剂中的至少一种，所述将所述无机填料和所述荷叶粉加入所述预混物中混合的步骤包括：将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中混合。
14.根据权利要求13所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中混合的步骤包括：将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物。
15.根据权利要求14所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述将所述无机填料、所述荷叶粉和所述辅助组分加入所述预混物中在120℃～130℃下混合，得到混合物的步骤之后，所述然后成型的步骤之前，还包括如下步骤：将所述混合物降温至70℃～80℃，并将所述混合物的温度维持至70℃～80℃。
16.根据权利要求12所述的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述将所述白油与所述SBS混合并熔化，得到预混物的步骤包括：将所述白油与所述SBS混合并在120℃～130℃下熔化，得到所述预混物。
17.权利要求1～10任一项所述的热塑性弹性体或者权利要求11～16任一项所述的热塑性弹性体的制备方法制备得到的热塑性弹性体在制备真空吸嘴中的应用。
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|---|---|---|---|
| CN201910749221.1A CN112391058A (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 热塑性弹性体及其制备方法和应用 |
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