一种高耐磨环保益智玩具及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及益智玩具技术领域，具体涉及一种高耐磨环保益智玩具及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 玩具在儿童的成长过程中是必不可少的，而益智玩具越来越受到人们的喜爱，主 要是儿童在玩耍的同时，逐渐建立起孩子的手脚协调、手眼配合等身体机能，孩子在跟他们 的同伴或父母玩益智玩具的过程中，不知不觉间提高了动手能力和智力。
[0003] 现有的益智玩具其耐磨性较差，易磨损；且婴幼儿经常会咬住益智玩具，而现有的 益智玩具多采用聚碳酸酯（PC)和环氧树脂制作，而聚碳酸酯（PC)和环氧树脂均由双酚A合 成，双酚A会导致内分泌失调，严重威胁着婴幼儿的健康；因此，有必要研发一种高耐磨环 保益智玩具。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高耐磨环保 益智玩具，该高耐磨环保益智玩具具有较高的耐磨性，抑菌环保，且强度高，阻燃效果好，压 缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种高耐磨环保益智玩具的制备方法，该制备方法工 艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，制造成本低，可大规模工业化生产。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高耐磨环保益智玩具，它由高耐磨环 保材料制得，所述高耐磨环保材料包括如下重量份的原料： ABS树脂 70-90份 PP树脂 10-20份 填充剂 28-36份 增塑剂 24-32份 热稳定剂 8-12份 耐磨改性剂 4-8份 抗冲改性剂 7-11份 抗氧剂 1. 0-1. 4份 润滑剂 1. 2-1. 6份。
[0007] 本发明的高耐磨环保益智玩具具有较高的耐磨性，抑菌环保，且强度高，阻燃效果 好，压缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。
[0008] 优选的，所述ABS树脂为丁二烯含量在28wt%-38wt%、苯乙烯含量在25wt%-35wt% 的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0009] 本发明通过采用丁二稀含量在28wt%_38wt%、苯乙稀含量在25wt%_35wt%的丙稀 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作为ABS树脂，制得的高耐磨环保益智玩具具有良好尺寸稳定 性，突出的耐冲击性、耐热性、介电性、耐磨性，表面光泽性好，易涂装和着色等优点。
[0010] 所述PP树脂是由熔融指数在l〇-l〇〇g/l〇min的共聚聚丙烯和熔融指数在 20-80g/10min的均聚聚丙烯以重量比1 :1. 4-2. 2组成的混合物。
[0011] 本发明通过采用熔融指数在l〇-l〇〇g/l〇min的共聚聚丙烯和熔融指数在 20-80g/10min的均聚聚丙烯作为PP树脂复配使用，并控制其重量比为1:1. 4-2. 2,制得的 高耐磨环保益智玩具的拉伸强度、刚性和耐环境应力开裂性优良；耐磨性好、硬度高、高温 抗冲击性好、耐折叠性效果好；且耐高温、化学稳定性能较好、电绝缘性能优良、透明性好。
[0012] 优选的，所述填充剂为粒径在10_20nm、且经马来酸酐接枝聚氯乙烯处理过的纳米 活性碳酸钙。
[0013] 填充剂的粒径越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益，本发明通过选用 超纳米活性碳酸钙作为填充剂并控制其粒径在2-20nm，可以提高材料的强度；填充剂与树 脂良好的相容性是发挥其作用和控制添加量的关键，本发明采用经相容剂马来酸酐接枝聚 氯乙烯处理过的纳米活性碳酸钙，可以提高纳米活性碳酸钙与PVC树脂的相容性，从而提 高材料的强度。
[0014] 优选的，所述增塑剂是由环己烷1，2_二甲酸二异壬基酯和柠檬酸三正丁酯以重 量比0. 8-1. 2:1组成的混合物。
[0015] 本发明通过采用环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯和柠檬酸三正丁酯作为增塑剂复 配使用，并控制其重量比为0.8-1. 2:1，两种增塑剂均为环保增塑剂，可以降低材料分子链 间的作用力，使材料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂 的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。
[0016] 优选的，所述热稳定剂是由硬脂酸钙和硬脂酸锌以摩尔比1.4-1. 8:1组成的混合 物。
[0017] 由硬脂酸钙和硬脂酸锌组成的钡锌热稳定剂为无毒、透明的热稳定剂，本发明通 过选用硬脂酸钙和硬脂酸锌作为热稳定剂并控制其摩尔比为1. 4-1. 8:1，热稳定效果好，且 兼具润滑性，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性 优良，具有尚效耐候性。
[0018] 优选的，所述耐磨改性剂是由丁苯橡胶和天然橡胶以重量比2-4:1组成的混合 物。
[0019] 本发明通过采用丁苯橡胶和天然橡胶作为耐磨改性剂复配使用，并控制其重量比 为2-4:1，可以提高材料的耐磨性能，还可以提高材料的耐热性、耐旱性和加工性。
[0020] 优选的，所述抗冲改性剂是由含氯量为25%-45%的氯化聚乙烯和醋酸乙烯单元含 量5%-25%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1. 8-2. 6:1组成的混合物。
[0021] 本发明通过采用含氯量为25%-45%的氯化聚乙烯和醋酸乙烯单元含量5%-25%的 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为抗冲改性剂复配使用，并控制其重量比为1. 8-2. 6:1，可以提 高材料的冲击强度，改善材料的耐高温和耐低温性能，还可以降低材料的熔融粘度，提高流 动性，改善塑料的加工性能，延长制品的使用寿命。
[0022] 优选的，所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1-2:1组成的混合 物。
[0023]本发明通过采用抗氧剂1010和抗氧剂168作为抗氧剂复配使用，并控制其重量比 为1-2:1，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
[0024] 所述润滑剂是由天然石蜡和亚甲基双硬脂酰胺以重量比1. 2-1. 8:1组成的混合 物。
[0025] 本发明采用天然石蜡作为外润滑剂，能降低材料熔体与模具、机筒的摩擦；采用 亚甲基双硬脂酰胺作为内润滑剂，能降低材料熔体的分子间摩擦；两种润滑剂以重量比 1. 2-1. 8:1混合使用可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性。
[0026] 优选的，所述高耐磨环保材料的制备方法包括如下步骤： A、 按组成原料的重量份称取上述原料，混合； B、 将混合后的原料放入高速共混机中，在100-140°C温度下搅拌15-25min; C、 将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述高耐磨环保材料；所述双螺 杆挤出机的螺杆温度为：一区温度138-160°C、二区温度135-160°C、三区温度135-155°C、 四区温度132-150°C和五区温度130-148°C。
[0027] 本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种高耐磨环保益智玩具的制备方 法，包括如下步骤： (1) 物料干燥：将高耐磨环保材料进行烘烤处理，烘烤温度为155_165°C，烘烤时间为 3. 5-4. 5h； (2) 熔胶：将烘干的高耐磨环保材料进行熔胶处理，熔胶温度为360-380°C，溶胶时间 为 40_60min; (3) 注塑：将熔化的胶液注入玩具模具中，并在5-7MPa压强下保压2-4s，然后冷却，制 得所述高耐磨环保益智玩具。
[0028] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，制造成本低， 可大规模工业化生产。
[0029] 本发明的有益效果在于：本发明的高耐磨环保益智玩具通过采用ABS树脂和PP树 脂共混改性，使得高耐磨环保益智玩具既具有ABS树脂良好尺寸稳定性优良，突出的耐冲 击性、耐热性、介电性、耐磨性，表面光泽性好，易涂装和着色等优点；又具有PP树脂拉伸强 度、刚性和耐环境应力开裂性优良，耐磨性好、硬度高、高温抗冲击性好、耐折叠性效果好， 且耐高温、化学稳定性能较好、电绝缘性能优良、透明性好等优点。
[0030] 本发明的高耐磨环保益智玩具具有较高的耐磨性，抑菌环保，且强度高，阻燃效果 好，压缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。本发明采用多种高环保材料制得的 高耐磨环保益智玩具，其外观光滑，不含邻苯二甲酸盐，不含多环芳烃，不含游离酚，不含卤 素阻燃剂，无硼化合物，环保优于欧盟R0HS、DEHP、ATBC等国际标准。
[0031] 本发明的制备方法工艺简单，操作控