专利名称：由聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物制备的单丝刷丝以及包含该单丝刷丝的刷子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单丝刷丝，更具体地是涉及一种由聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物制备的单丝刷丝。本发明还涉及包含该单丝刷丝的刷子。
背景技术：
在牙刷、油漆刷、化妆刷或工业刷等领域，其单丝刷丝通常由高分子合成材料如聚酰胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等制备得到。而由于牙刷本身功能所带来的一些特点，对用于牙刷的单丝刷丝材料的选择则更有一些特别的要求。例如，聚酰胺6，12牙刷丝， 由于其柔软性，在刷牙时接触牙齿时不会伤害到牙龈；又因其具有良好的弯曲恢复性，因而被广泛应用于制刷工业。然而，聚酰胺具有吸湿性，当其吸附水分时，其物理性能和弯曲恢复性都会发生变化。因此，如果牙刷持续使用一段时间，聚酰胺单丝刷丝将彼此张开，从而降低其耐用性。另外，大部分聚酰胺来源于石油化工路线，存在成本较高及资源的可持续性问题。此外，由于聚对苯二甲酸丁二醇酯本身的高硬度、低韧性、高脆性及高刚性，其也不能直接用于制备牙刷。业内通常是通过化学溶剂腐蚀方法将由聚对苯二甲酸丁二醇酯制备的单丝刷丝末端削尖，变软后才能用于牙刷，该方法无疑会增加成本，并会造成化学腐蚀液污染环境等问题。聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物(简称PTT)是近年来高分子合成材料领域中另一种新型高性能聚合物，其是一种性能优良的热塑性聚酯，具有突出的耐化学性、回弹性、较好的染色性和色牢度，还具有良好的抗污性以及耐紫外线、耐氮氧化物、耐臭氧和抗静电等优点。另外，因为用于制备聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物的原料之一的1，3_丙二醇可以通过生物化学方法从可再生资源中获得，符合当今社会普遍关注的可持续发展和开发绿色再生资源的趋势，其应用更是得到了广泛的关注和研究。例如，聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物已被应用于纺织业。美国专利U. S. 6，462，145 公开了一种包括聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物和低硬度的弹性体聚酯(例如Hytrel 4056 共聚醚酯树脂，其肖氏硬度为40)的共混物及由该共混物制备的纤维。而由该纤维制备的工业织物具有改进的尺寸稳定性和机械性能。而聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物在单丝刷丝业，尤其是牙刷刷丝业，的应用也在例如美国专利6，053，734中有所公开。具体地，美国专利6，053，734公开了一种由聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物制备的单丝刷丝和一种具有芯鞘结构的单丝刷丝，该芯鞘结构单丝刷丝包括由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的具有高弯曲弹性模量的聚合物构成的芯和由聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物构成的鞘。另外，日本专利申请JP 2007-000519也公开了一种刷丝以及由该刷丝制备的牙刷。该刷丝也是具有芯鞘结构，并包括芯部和以同心圆形式涂布该芯部的两个或多个树脂层。其中，该刷丝的芯部由聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物构成，该刷丝的外树脂层由非聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物的聚酯类树脂(例如HytrelI 共聚醚酯树脂)构成，该刷丝的位于芯部和外树脂层之间的中间树脂层则由聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物和上述非聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物的聚酯类树脂的混合物构成。该树脂中间层的作用是提供刷丝芯部与外树脂层之间的粘结力。虽然现有技术已将聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物用于制备单丝刷丝，但是本申请的发明人发现对于在牙刷、油漆刷、化妆刷或工业刷中的应用来说，聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物的硬度仍然偏高，且因其韧性差，脆度高，仍需要对其进一步改性，以提供制备工艺简单、低成本，且可以同时满足生产实践中对具有不同物理性能的单丝刷丝的需求的改性产品，得到同时具有包括例如柔软、断裂伸长率低且弯曲恢复性高等特性的聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物组合物。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种由改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物制备的单丝刷丝，其中，基于该改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的总重量，所述的改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物包含(a) 65-95重量％的至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯，以及(b)5-35 重量％的至少一种共聚醚酯，该至少一种共聚醚酯根据IS0868测定的肖氏硬度为55或更高，并且所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物根据IS0178 2001测定的弯曲模量为 2500MPa或以下，根据IS0527-2 1993分别测定的拉伸模量为^OOMPa或以下，断裂伸长率为20%或以下。在所述单丝刷丝的一个实施方案中，所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物是所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述至少一种共聚醚酯形成的单相组合物。在所述单丝刷丝的另一个实施方案中，基于该改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的总重量，所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述至少一种共聚醚酯的含量分别为 70-90重量％和10-30重量％，或优选分别为75-85重量％和15-25重量％。在所述单丝刷丝的再一个实施方案中，所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的弯曲模量为1800-2500MPa，拉伸模量为1800_2600MPa，断裂伸长率为5-15%。在所述单丝刷丝的再一个实施方案中，所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的弯曲模量为2100-2300MPa，拉伸模量为2200_2300MPa，断裂伸长率为8-15%。在所述单丝刷丝的在一个实施方案中，所述至少一种共聚醚酯根据IS0868测定的肖氏硬度为55-82、或优选为60-70。在所述单丝刷丝的再一个实施方案中，所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯的特性粘度为0. 8-1. 7dl/g、或优选为0. 9-1. 4dl/g。在所述单丝刷丝的再一个实施方案中，所述共聚醚酯包括多个通过酯键头尾相连的重复的长链酯单元和重复的短链酯单元，所述长链酯单元用式(I)表示
权利要求
1.一种由改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物制备的单丝刷丝，其中，基于该改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的总重量，所述的改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物包含(a)65-95重量％的至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯，以及(b)5-35重量％的至少一种共聚醚酯，该至少一种共聚醚酯根据IS0868测定的肖氏硬度为阳或更高，并且所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物根据IS0178 :2001测定的弯曲模量为 2500MPa或以下，根据IS0527-2 1993分别测定的拉伸模量为^OOMPa或以下，断裂伸长率为20%或以下。
2.如权利要求1中任一项所述的单丝刷丝，其中所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物是所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述至少一种共聚醚酯形成的单相组合物。
3.如权利要求1或2所述的单丝刷丝，其中，基于该改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的总重量，所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述至少一种共聚醚酯的含量分别为 70-90重量％和10-30重量％，或优选分别为75-85重量％和15-25重量％。
4.如权利要求1-3中任一项所述的单丝刷丝，其中所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的弯曲模量为1800-2500MPa，拉伸模量为1800_2600MPa，断裂伸长率为5-15%。
5.如权利要求1-3中任一项所述的单丝刷丝，其中所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的弯曲模量为2100-2300MPa，拉伸模量为2200_2300MPa，断裂伸长率为8-15%。
6.如权利要求1-5中任一项所述的单丝刷丝，其中所述至少一种共聚醚酯根据IS0868 测定的肖氏硬度为55-82、或优选为60-70。
7.如权利要求1-6中任一项所述的单丝刷丝，其中所述至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯的特性粘度为0. 8-1. 7dl/g、或优选为0. 9-1. 4dl/g。
8.如权利要求1-7中任一项所述的单丝刷丝，其中所述共聚醚酯包括多个通过酯键头尾相连的重复的长链酯单元和重复的短链酯单元，所述长链酯单元用式(I)表示
9.如权利要求8所述的单丝刷丝，其中所述共聚醚酯包含10-50重量％的所述重复的长链酯单元和50-90重量％的重复的短链酯单元。
10.一种刷子，其包括权利要求1-9中任一项所述的单丝刷丝。
11.如权利要求10所述的刷子，其选自牙刷、油漆刷、化妆刷和工业刷。
12.如权利要求10或11所述的刷子，其是牙刷。
全文摘要
本发明公开了一种由一种改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物制备的单丝刷丝，其中，基于该改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物的总重量，所述的改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物包含(a)65-95重量％的至少一种聚对苯二甲酸丙二醇酯，以及(b)5-35重量％的至少一种共聚醚酯，该至少一种共聚醚酯根据ISO868测定的肖氏硬度为约55或更高，并且所述改性聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物根据ISO1782001测定的弯曲模量为约2500MPa或以下，根据ISO527-21993分别测定的拉伸模量为约2600MPa或以下，断裂伸长率为约20％或以下。本发明还公开了一种包括所述单丝刷丝的刷子。
文档编号D01F8/14GK102534862SQ201010613359
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者倪勇, 刘先桥 申请人:杜邦公司