一种高透型TPE类弹性玩具高光润滑母料的制作方法

文档序号:16063891发布日期:2018-11-24 12:28阅读:230来源:国知局

本发明属于母料领域,具体涉及一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

背景技术

随着玩具行业的发展,消费者对玩具的环保及安全性能越来越重视,要求也越来越高。特别是对于3岁以下婴幼儿来说,安全性能为重要。因此,在制造儿童玩具时,对材料的选用也是越来越苛刻。目前市场上在玩具、婴童用品、汽车配件、家居用品、医疗产品、工具、电器配件等领域大规模使用硫化橡胶、pvc、硅胶等基础原料,这些原料普遍存在人工、能源消耗过大及不可回收再利用,国外发达国家已经全面限制此类原料的使用,热塑性弹性体作为新的取代品为近10年来生产发展的重要领域。热塑性弹性体,是常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体。热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能,是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,常被人们称为第三代橡胶。tpe弹性体存在一些缺陷,其耐热性不如橡胶,随着温度上升而物性下降幅度较大,因而适用范围受到限制。同时,压缩变形、弹回性、耐久性等同橡胶相比较差,价格上也往往高于同类的橡胶。在实际使用中现有技术中tpe价格高、成品率低、耐磨性和耐热性差的缺点,不耐撕扯、透光率不高的玩具公仔用tpe材料,原料普遍存在人工、能源消耗过大及不可回收再利用。因此,生产出一种能解决上述问题的高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料具有很大的市场需求。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对目前常用的tpe类玩具母料间光滑度低、透光性差的问题,提供一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料,按质量份数计,包括如下组分:15~20份聚乳酸、5~10份抗氧化剂、2~5份助剂、4~8份分散剂,其特征在于,还包括:30~50份复合基料、15~25份色度处理物。

所述复合基料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量比4:1~2:20~40取聚乙烯醇、碱木质素、水混合搅拌,加入聚乙烯醇质量20~35%的甲醛、聚乙烯醇质量3~5倍的预处理壳聚糖液混合,真空脱泡,得料液,备用;

(2)按质量比4:1~2:3:5取纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼、球磨介质混合,按球料质量比为20~30:1加入氧化锆球磨珠,球磨,得球磨物,取球磨物加入球磨物质量2~4倍的聚乙烯吡咯烷酮、球磨物质量5~8倍的溶剂混合搅拌,静置,过滤,取滤渣干燥,得填料;

(3)按质量比5:1~2:0.1~0.3取备用的料液、填料、tween-80混合,超声波分散,得分散液,取分散液加入分散液质量20~35%的甘露醇混合,以旋转蒸发,减压浓缩,即得复合基料。

所述步骤(1)中的:预处理壳聚糖液:于20~35℃,按质量比1:0.2:20~30取壳聚糖、乙酸、pbs缓冲液混合搅拌,升温至40~55℃,加入壳聚糖质量12~20%的添加剂、壳聚糖质量3~7%的分散剂混合,超声波分散,即得预处理壳聚糖液。

所述添加剂:按质量比5:1~2:1取海藻酸钠、聚丙烯酰胺、丙三醇混合,即得调节剂。

所述分散剂:按质量比3~5:1:1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺混合,即得分散剂。

所述步骤(2)中的球磨介质:按质量比1:3~6取氢化蓖麻油、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得球磨介质。

所述步骤(2)中的溶剂:按质量比1:4~8:20~30取盐酸多巴胺、碳酸氢钠、水混合,即得溶剂。

所述色度处理物的制备:按质量份数计,取20~30份柯巴树脂、8~15份异氰酸脂、12~18份松香树脂、5~10份聚乙烯吡咯烷酮、4~8份二甲基硅油、20~40份水,先于40~60℃,取聚乙烯吡咯烷酮、二甲基硅油、异氰酸酯、水混合搅拌,升温至170~190℃,加入松香树脂、柯巴树脂混合,保温,即得色度处理物。

所述抗氧化剂:按质量比4~8:1取特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯混合,即得抗氧化剂。

所述助剂:按质量比3:1~2取微晶石蜡、硬脂酸镁混合,即得助剂。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明聚乙烯醇、碱木质素为原料,以甲醛为交联剂使得两组分间有醚键生成,可增大母料表面的接触角,提高润滑性,配合预处理壳聚糖液,其中海藻酸钠、聚丙烯酰胺成分,可大大增大壳聚糖的保湿型和透光性,添加纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼,并以氢化蓖麻油和乙醇溶液为球磨介质进行球磨处理,改善其分散性能,且球磨介质的加入可增加体系内部不饱和双键以及活性含氧官能团数量,提高体系内部交联密度,使氧化硼等良好固定于交联体系中,体系中添加的异氰酸酯反应,生成二氧化碳气体,纳米氧化物可在co2作用下,与聚乳酸表面接触,形成纳米氧化物薄层,扩散到光滑外表面;

(2)本发明以松香树脂和柯巴树脂等为原料,制色度处理物,松香树脂和柯巴树脂熔点比琥珀低,可在制备过程中很好地提供类琥珀色泽,并且有很好的稳定性,无毒,柯巴树脂内含有环外双烯键、脂甲基等结构,无数纳米级初级胶粒弥散于树脂基体,经热压处理后,初级胶粒聚合形成次级异形球胶粒,并与树脂基体相互融合、硬化,与其它组分形成良好的界面结合力,这些纳米级次级球胶粒对光线有散射作用,可提高母料体系的透光性,添加的异氰酸酯可与水接触反应生成co2,在混合作用过程中,可增大体系组分间的作用面积,提高相互的分散性各组织成分的分散性,进一步,受热情况下,聚乙烯吡咯烷酮可提高多组分间的和溶剂中的多巴胺成分可增加体系间的相容性。

具体实施方式

抗氧剂:按质量比4~8:1取特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯混合,即得抗氧化剂。

助剂:按质量比3:1~2取微晶石蜡、硬脂酸镁混合,即得助剂。

添加剂:按质量比5:1~2:1取海藻酸钠、聚丙烯酰胺、丙三醇混合,即得调节剂。

分散剂:按质量比3~5:1:1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺混合,即得分散剂。

预处理壳聚糖液:于水浴20~35℃,按质量比1:0.2:20~30取脱乙酰度为90%的壳聚糖、乙酸、ph为6.2~6.8的pbs缓冲液混合,以400~600r/min磁力搅拌20~40min,升温至40~55℃,加入壳聚糖质量12~20%的添加剂、壳聚糖质量3~7%的分散剂混合,以45~55khz频率,超声波分散10~20min,即得预处理壳聚糖液。

球磨介质:按质量比1:3~6取氢化蓖麻油、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得球磨介质。

溶剂:按质量比1:4~8:20~30取盐酸多巴胺、碳酸氢钠、水混合,即得溶剂。

复合基料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量比4:1~2:20~40取聚乙烯醇、碱木质素、水混合,以350~500r/min磁力搅拌35~50min后,加入聚乙烯醇质量20~35%的甲醛、聚乙烯醇质量3~5倍的预处理壳聚糖液混合,真空脱泡,得料液,备用;

(2)按质量比4:1~2:3:5取纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼、球磨介质混合倒入球磨罐中,按球料质量比为20~30:1加入氧化锆球磨珠,以350~500r/min球磨混合3~5h后,得球磨物,取球磨物加入球磨物质量2~4倍的聚乙烯吡咯烷酮、球磨物质量5~8倍的溶剂混合,以300~500r/min磁力搅拌20~40min,静置2~5h,过滤,取滤渣于70~85℃烘箱干燥,得填料;

(3)按质量比5:1~2:0.1~0.3取备用的料液、填料、tween-80混合,以300w超声波分散15~25min,得分散液,取分散液加入分散液质量20~35%的甘露醇混合,以60~80℃旋转蒸发,减压浓缩至含水量低于5%,即得复合基料。

色度处理物的制备:按质量份数计,取20~30份柯巴树脂、8~15份异氰酸脂、12~18份松香树脂、5~10份聚乙烯吡咯烷酮、4~8份二甲基硅油、20~40份水,先于油水浴40~60℃,取聚乙烯吡咯烷酮、二甲基硅油、异氰酸酯、水混合,以300~500r/min搅拌20~45min,升温至170~190℃,加入松香树脂、柯巴树脂混合,保温2~5h,即得色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料,按质量份数计,包括如下组分:15~20份聚乳酸、5~10份抗氧化剂、2~5份助剂、4~8份分散剂,其特征在于,还包括:30~50份复合基料、15~25份色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量份数计,取15~20份聚乳酸、5~10份抗氧化剂、2~5份助剂、4~8份分散剂、30~50份复合基料、15~25份色度处理物;

(2)先取助剂、分散剂、复合基料、抗氧化剂混合,于密炼机,以140~155℃、转速400~500r/min密炼20~35min,升温至180~200℃,加入色度处理物、聚乳酸,保温10~20min,得熔融料,将熔融料喂入单螺杆挤出机以100~120℃、400~500r/min挤出造粒,出料,自然冷却,切粒,即得高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

实施例1

抗氧剂:按质量比4:1取特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯混合,即得抗氧化剂。

助剂:按质量比3:1取微晶石蜡、硬脂酸镁混合,即得助剂。

添加剂:按质量比5:1:1取海藻酸钠、聚丙烯酰胺、丙三醇混合,即得调节剂。

分散剂:按质量比3:1:1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺混合,即得分散剂。

预处理壳聚糖液:于水浴20℃,按质量比1:0.2:20取脱乙酰度为90%的壳聚糖、乙酸、ph为6.2的pbs缓冲液混合,以400r/min磁力搅拌20min,升温至40℃,加入壳聚糖质量12%的添加剂、壳聚糖质量3%的分散剂混合,以45khz频率,超声波分散10min,即得预处理壳聚糖液。

球磨介质:按质量比1:3取氢化蓖麻油、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得球磨介质。

溶剂:按质量比1:4:20取盐酸多巴胺、碳酸氢钠、水混合,即得溶剂。

复合基料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量比4:1:20取聚乙烯醇、碱木质素、水混合,以350r/min磁力搅拌35min后,加入聚乙烯醇质量20%的甲醛、聚乙烯醇质量3倍的预处理壳聚糖液混合,真空脱泡,得料液,备用;

(2)按质量比4:1:3:5取纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼、球磨介质混合倒入球磨罐中,按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,以350r/min球磨混合3h后,得球磨物,取球磨物加入球磨物质量2倍的聚乙烯吡咯烷酮、球磨物质量5倍的溶剂混合,以300r/min磁力搅拌20min,静置2h,过滤,取滤渣于70℃烘箱干燥,得填料;

(3)按质量比5:1:0.1取备用的料液、填料、tween-80混合,以300w超声波分散15min,得分散液,取分散液加入分散液质量20%的甘露醇混合,以60℃旋转蒸发,减压浓缩至含水量低于5%,即得复合基料。

色度处理物的制备:按质量份数计,取20份柯巴树脂、8份异氰酸脂、12份松香树脂、5份聚乙烯吡咯烷酮、4份二甲基硅油、20份水,先于油水浴40℃,取聚乙烯吡咯烷酮、二甲基硅油、异氰酸酯、水混合,以300r/min搅拌20min,升温至170℃,加入松香树脂、柯巴树脂混合,保温2h,即得色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料,按质量份数计,包括如下组分:15份聚乳酸、5份抗氧化剂、2份助剂、4份分散剂,其特征在于,还包括:30份复合基料、15份色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量份数计,取15份聚乳酸、5份抗氧化剂、2份助剂、4份分散剂、30份复合基料、15份色度处理物;

(2)先取助剂、分散剂、复合基料、抗氧化剂混合,于密炼机,以140℃、转速400r/min密炼20min,升温至180℃,加入色度处理物、聚乳酸,保温10min,得熔融料,将熔融料喂入单螺杆挤出机以100℃、400r/min挤出造粒,出料,自然冷却,切粒,即得高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

实施例2

抗氧剂:按质量比8:1取特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯混合,即得抗氧化剂。

助剂:按质量比3:2取微晶石蜡、硬脂酸镁混合,即得助剂。

添加剂:按质量比5:2:1取海藻酸钠、聚丙烯酰胺、丙三醇混合,即得调节剂。

分散剂:按质量比5:1:1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺混合,即得分散剂。

预处理壳聚糖液:于水浴35℃,按质量比1:0.2:30取脱乙酰度为90%的壳聚糖、乙酸、ph为6.8的pbs缓冲液混合,以600r/min磁力搅拌40min,升温至55℃,加入壳聚糖质量20%的添加剂、壳聚糖质量7%的分散剂混合,以55khz频率,超声波分散20min,即得预处理壳聚糖液。

球磨介质:按质量比1:6取氢化蓖麻油、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得球磨介质。

溶剂:按质量比1:8:30取盐酸多巴胺、碳酸氢钠、水混合,即得溶剂。

复合基料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量比4:2:40取聚乙烯醇、碱木质素、水混合,以500r/min磁力搅拌50min后,加入聚乙烯醇质量35%的甲醛、聚乙烯醇质量5倍的预处理壳聚糖液混合,真空脱泡,得料液,备用;

(2)按质量比4:2:3:5取纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼、球磨介质混合倒入球磨罐中,按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,以500r/min球磨混合5h后,得球磨物,取球磨物加入球磨物质量4倍的聚乙烯吡咯烷酮、球磨物质量8倍的溶剂混合,以500r/min磁力搅拌40min,静置5h,过滤,取滤渣于85℃烘箱干燥,得填料;

(3)按质量比5:2:0.3取备用的料液、填料、tween-80混合,以300w超声波分散25min,得分散液,取分散液加入分散液质量35%的甘露醇混合,以80℃旋转蒸发,减压浓缩至含水量低于5%,即得复合基料。

色度处理物的制备:按质量份数计,取30份柯巴树脂、15份异氰酸脂、18份松香树脂、10份聚乙烯吡咯烷酮、8份二甲基硅油、40份水,先于油水浴60℃,取聚乙烯吡咯烷酮、二甲基硅油、异氰酸酯、水混合,以500r/min搅拌45min,升温至190℃,加入松香树脂、柯巴树脂混合,保温5h,即得色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料,按质量份数计,包括如下组分:20份聚乳酸、10份抗氧化剂、5份助剂、8份分散剂,其特征在于,还包括:50份复合基料、25份色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量份数计,取20份聚乳酸、10份抗氧化剂、5份助剂、8份分散剂、50份复合基料、25份色度处理物;

(2)先取助剂、分散剂、复合基料、抗氧化剂混合,于密炼机,以155℃、转速500r/min密炼35min,升温至200℃,加入色度处理物、聚乳酸,保温20min,得熔融料,将熔融料喂入单螺杆挤出机以120℃、500r/min挤出造粒,出料,自然冷却,切粒,即得高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

实施例3

抗氧剂:按质量比6:1取特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯混合,即得抗氧化剂。

助剂:按质量比3:1.5取微晶石蜡、硬脂酸镁混合,即得助剂。

添加剂:按质量比5:1.5:1取海藻酸钠、聚丙烯酰胺、丙三醇混合,即得调节剂。

分散剂:按质量比4:1:1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺混合,即得分散剂。

预处理壳聚糖液:于水浴28℃,按质量比1:0.2:25取脱乙酰度为90%的壳聚糖、乙酸、ph为6.5的pbs缓冲液混合,以500r/min磁力搅拌30min,升温至48℃,加入壳聚糖质量16%的添加剂、壳聚糖质量5%的分散剂混合,以50khz频率,超声波分散15min,即得预处理壳聚糖液。

球磨介质:按质量比1:4取氢化蓖麻油、体积分数为70%的乙醇溶液混合,即得球磨介质。

溶剂:按质量比1:6:25取盐酸多巴胺、碳酸氢钠、水混合,即得溶剂。

复合基料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量比4:1.5:30取聚乙烯醇、碱木质素、水混合,以420r/min磁力搅拌42min后,加入聚乙烯醇质量30%的甲醛、聚乙烯醇质量4倍的预处理壳聚糖液混合,真空脱泡,得料液,备用;

(2)按质量比4:1.5:3:5取纳米氧化铝、纳米氧化镁、氧化硼、球磨介质混合倒入球磨罐中,按球料质量比为25:1加入氧化锆球磨珠,以420r/min球磨混合4h后,得球磨物,取球磨物加入球磨物质量3倍的聚乙烯吡咯烷酮、球磨物质量6倍的溶剂混合,以400r/min磁力搅拌30min,静置3h,过滤,取滤渣于80℃烘箱干燥,得填料;

(3)按质量比5:1.5:0.2取备用的料液、填料、tween-80混合,以300w超声波分散20min,得分散液,取分散液加入分散液质量30%的甘露醇混合,以70℃旋转蒸发,减压浓缩至含水量低于5%,即得复合基料。

色度处理物的制备:按质量份数计,取25份柯巴树脂、12份异氰酸脂、16份松香树脂、8份聚乙烯吡咯烷酮、6份二甲基硅油、30份水,先于油水浴50℃,取聚乙烯吡咯烷酮、二甲基硅油、异氰酸酯、水混合,以400r/min搅拌35min,升温至180℃,加入松香树脂、柯巴树脂混合,保温3h,即得色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料,按质量份数计,包括如下组分:18份聚乳酸、8份抗氧化剂、3份助剂、6份分散剂,其特征在于,还包括:40份复合基料、20份色度处理物。

一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料的制备方法,包括如下步骤:

(1)按质量份数计,取18份聚乳酸、8份抗氧化剂、4份助剂、6份分散剂、40份复合基料、20份色度处理物;

(2)先取助剂、分散剂、复合基料、抗氧化剂混合,于密炼机,以145℃、转速450r/min密炼30min,升温至190℃,加入色度处理物、聚乳酸,保温15min,得熔融料,将熔融料喂入单螺杆挤出机以110℃、450r/min挤出造粒,出料,自然冷却,切粒,即得高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料。

对比例1:与实施例1的制备方法相同,唯有不同的是缺少复合基料。

对比例2:与实施例1的制备方法相同,唯有不同的是缺少色度处理物。

对比例3:北京市某公司生产的tpe类玩具母料。

将上述实施例所得tpe类玩具母料与对比例的tpe类玩具母料分别在常温(25℃)下进行性能测试,测试项目及测试标准如下:透光率(%):按gb/t2410-2008标准进行测试;断裂伸长率(%):按iso37-2011标准进行测试;撕裂强度(kn/m):按iso6383-1-2004标准进行测试;回弹率(%):按iso4662-2009标准进行测试。常温(25℃)下测试结果见表1:

表1:

经上述实验可知,该tpe类母料相较于市售tpe类母料,其透光率具有显著的提升,且断裂伸长率和撕裂强度以及回弹率也有明显的提升,证明其具有较好的耐撕扯能力,润滑性,使得到的材料的具有较好的光泽感和透光率,值得大力推广使用。

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