[发明专利]一种耐磨、止滑热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐磨、止滑热塑性弹性体及其制备方法，采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、丁腈橡胶(NBR)、氧化锌、硬脂酸、白炭黑、钛白粉、三氧化二铝、抗氧剂、促进剂和硫化剂，在橡塑密炼机中共混均匀，通过双螺杆挤出机动态硫化，制得的一种丁腈橡胶硫化橡胶颗粒分散在聚氨酯弹性体中的改性热塑性弹性体。该热塑性弹性体不但保持了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能和耐磨性，同时显著提高了材料的表面摩擦系数和损耗因子，并且可重复加工，回收再利用。

技术领域

本发明涉及一种高分子共混材料及其制备方法，具体涉及一种耐磨、止滑热塑性弹性体材料、制备方法及其用途。

背景技术

热塑性弹性体既具备传统硫化橡胶的高强度、高弹性、耐老化等优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式多样的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，边角料粉碎后100％直接二次使用。既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体材料已成为取代传统硫化橡胶的最新材料，其环保、无毒、手感舒适、外观精美，使产品更具创意。

热塑性弹性体主要性能指标与橡胶基本相似，有力学性能、耐高低温性能等等，而摩擦性能是热塑性弹性体实际应用中的一个重要的性能指标。鞋材及轮胎等制品都对抗干湿滑性能有着较高的要求，材料具有良好的摩擦性能才能为鞋子和轮胎等制品带来较好的防滑效果和抓地力，防滑性能的好坏直接关系到了鞋子穿着和轮胎行驶是否安全。除此之外，材料的摩擦性能和材料疲劳、磨损磨耗、生热及使用寿命之间也有着密切的联系。

目前国内外在止滑性方面的研究归纳起来主要集中在两个方面，止滑性能影响因素和估测鞋子止滑性能标准。国内对鞋底止滑性能的研究主要集中在止滑性能影响因素的探索和鞋底材料、花纹和路面对鞋底止滑性的影响等，鞋底的止滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和安全性，止滑性主要由摩擦系数来表示，在一定范围内，摩擦系数越大，止滑性越好。杨永杰等对鞋底摩擦系数的测控系统进行设计，初步探讨和实验，系统通过测量作用于鞋的拉力和压力，求得摩擦系数，从而来判断各种鞋子的安全性能。

当前鞋材用材料主要以丁苯橡胶和顺丁橡胶为主，虽然在止滑、耐磨性能方面可以满足人们日常生活的需要，但因其难以回收再利用造成极大的环境污染和资源浪费，而常用的热塑性弹性体材料如热塑性聚氨酯，虽然可回收重复使用，耐磨性能可达到要求，但是止滑性难以达到用于鞋底、传动带的要求。本发明利用聚氨酯材料作为基材制备的热塑性弹性体不但可以大幅度提高材料的摩擦系数，满足极端条件的应用，而且提高制品的耐磨性能，替代硫化橡胶实现回收再利用。

发明内容

本发明涉及一种耐磨、止滑热塑性弹性体及其制备方法，显著提高材料的摩擦系数，大幅度提高材料的止滑性能。使用热塑性聚氨酯作为动态硫化中的热塑性基体材料，选用摩擦系数高的丁腈橡胶作为动态硫化的橡胶材料，配合使用各类填料和加工助剂制备出了热塑性弹性体，该热塑性弹性体不但保持了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能和耐磨性，同时显著提高了材料的表面摩擦系数和损耗因子，并且可以替代硫化橡胶实现回收再利用。

本发明解决其技术问题所采用具体技术方案：

一种耐磨、止滑热塑性弹性体及其制备方法，以质量份计包含以下组分：热塑性聚氨酯弹性体：100、丁腈橡胶：50-150、氧化锌：3-5、硬脂酸：1-3、白炭黑：10-50、钛白粉：2-5、三氧化二铝：5-10、抗氧剂：1-3促进剂：1-3、硫化剂：0.5-2。

本发明采用高耐磨的热塑性聚氨酯作为塑性基材，既具有良好的流变特性和加工性能，又具有好的力学性能，并具有可重复加工性；该类弹性体包括聚酯型热塑性聚氨酯和聚醚型热塑性聚氨酯，可以一种或多种并用。

采用中高丙烯腈含量丁腈橡胶作为橡胶基材，提高材料在0℃的损耗因子，提高材料的抗湿滑性和材料的摩擦系数。可以采用一种或多种丙烯腈含量的丁腈橡胶并用，当丙烯腈含量为37-38％时，该类橡胶具有较好的抗湿滑性和较大的损耗因子。