[发明专利]一种抗老化改性SBS/煤粉复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于SBS改性技术领域，具体涉及一种抗老化改性SBS/煤粉复合材料及其制备方法。

背景技术

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在常温下拥有优秀的力学性能和加工性能，具有橡胶的高弹性和热塑性塑料可多次塑化成型的特点，被广泛应用于橡胶制品(鞋底、皮筋等)、胶粘剂等领域。但其存在着热稳定性差、抗老化性能差等缺点。当温度升高时，其硬度会出现较为明显的下降；空气中的光、氧、热会使其制品丧失光泽、表面出现龟裂，其物理机械性能如拉伸强度、断裂伸长率等也会大幅降低，从而使其丧失使用价值，限制了其在橡胶等领域的应用。因此，对SBS改性，提高其热稳定性能和抗老化性能是亟待解决的问题。

煤是一种天然形成的有机矿石，由芳香族碳-碳键、醚键等形成的以芳香结构为主的大分子结构，可提高聚合物的力学性能和热性能，拥有的羧基、羟基等高活性官能团可改善其与聚合物的相容性，这些特性使煤可应用于改性聚合物领域。

发明内容

为解决SBS热稳定性差、抗老化性能差的技术问题，本发明提供了一种抗老化改性SBS/煤粉复合材料及其制备方法。本发明制备的复合材料具有较高的拉伸强度和断裂伸长率、硬度高、热稳定性好，且具有优异的抗老化性能。本发明使用煤粉改性SBS，在改善SBS各种性能的同时大大降低了生产成本，具有较好的经济效益，市场前景广阔。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗老化改性SBS/煤粉复合材料，由以下质量份原料制成：SBS 100份，煤粉5～25份，助剂5～15份，硬脂酸锌2份。

优选的，所述助剂包括抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂，且三者的质量比为2∶2∶1。

优选的，所述煤粉是经硅烷偶联剂表面处理的。

一种上述抗老化改性SBS/煤粉复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用硅烷偶联剂对煤粉表面处理；

(2)按质量份称取SBS、表面处理的煤粉、助剂、硬脂酸锌，在高速混合机中进行均匀混合，加入顺序依次为表面处理的煤粉、SBS、助剂、硬脂酸锌，混合10～20分钟，得到混合均匀的原料；

(3)取步骤(2)中所得混合原料放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、冷却切粒，即得改性SBS/煤粉复合材料。

优选的，所述步骤(1)中煤粉表面处理的过程为：研磨原煤并筛选粒径≤100um的煤粉；将煤粉加入到硅烷偶联剂、乙醇、水的混合溶液中，混合均匀后恒温水浴，并不断搅拌，搅拌20～30min后抽滤，将抽滤后的固体干燥，即得表面处理的煤粉。

优选的，所述硅烷偶联剂、乙醇、水的质量比为5∶18∶2，所述煤粉的用量为硅烷偶联剂的1～1.5倍。

优选的，所述恒温水浴的温度为65～70℃。

优选的，所述双螺杆挤出机各部位的温度为：机头180℃、一区175℃、二区180℃、三区185℃、四区185℃、五区185℃；其中螺杆转速为14.5转/分，喂料转速为16.5转/分。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明制备出的复合材料具有较高的拉伸强度和断裂伸长率、硬度高、热稳定性好。拉伸强度和断裂伸长率最高可比纯SBS提高了61.0％和33.0％，硬度比纯SBS提升了20.6％，导热系数达到了0.146W/m·K。

(2)本发明采用硅烷偶联剂KH-570处理后的煤粉改性SBS，同时添加了其它助剂，该配方能够赋予SBS复合材料长效的抗紫外光老化性能，老化24h后其拉伸强度和断裂伸长率保持率最高分别为95.5％和99.2％。

(3)本发明使用煤粉改性SBS，在改善SBS各种性能的同时大大降低了生产成本，具有较好的经济效益，市场前景广阔。

具体实施方式

本发明提供一种抗老化改性SBS/煤粉复合材料，具体是由以下质量份原料制成的：SBS 100份，煤粉5～25份，助剂5～15份，硬脂酸锌2份，其中助剂包括抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂。作为本发明的一种实施方式，所述助剂中抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂的质量比为2∶1∶1。

本发明中所用煤粉为煤矿浮选无烟煤，粉状。

作为本发明的一种实施方式，所述抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂采用抗氧剂1010、紫外吸收剂UV-327、光稳定剂UV-770。下述实施例中采用抗氧剂1010、紫外吸收剂UV-327、光稳定剂UV-770作为助剂，但是并不限于这些型号的产品，市售的其他型号的抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂也可以在本发明中作为助剂，也属于本发明的保护范围。