食品级tpe材料及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于TPE材料领域，具体而言，本发明涉及一种食品级TPE材料。
【背景技术】
[0002] 目前的一些食品行业的包装还在实用PVC材料，或者一些小的部件使用PVC材料； PVC(聚氯乙烯)材料及其添加剂DEHP对人体健康和环境存在损害。
[0003] 1987年，氯乙稀被国际肿瘤研究机构确定为人类致癌物。无论是在聚氯乙稀树脂 合成时，还是加工时，总会或多或少产生氯乙稀。研究发现:长期接触氯乙稀单体会引起神 经衰弱、氯痤疮和雷诺氏症等症状，统称氯乙烯病。
[0004] 研究表明：增塑氯乙烯树脂用DEHP对人和动物多种器官有产生毒副作用，更令人 担心的是，DEHP水解会生成邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)，其毒副作用远远高于DEHP。
[0005] 2001年，DEHP增塑的聚氯乙烯被国际癌症研究中心列为有致癌作用的物质；采用 TPE材料来替代PVC材料来制作相关食品包装是一种趋势，但是对于一些硬度形状要求较高 的部件，现有TPE材料的机械性能和加工性能还有待提高，作为食品级材料的安全性能也需 要提升，以此来增加市场普及度。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种食品级 TPE材料及其制备工艺，采用该TPE材料制备的食品级材料的产品能够替代PVC材料，具有食 品级安全可靠性且具有良好的机械性能和加工性能。
[0007] 为了达到上述目的，本发明公开的食品级TPE材料采用以下技术方案予以实现：
[0008] 食品级TPE材料，其特征在于，包含下述重量配比的原料： 苯乙烯类弹性体 60~80份； 聚丙烯树脂 20~40份； 白油 30~50份 聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物 5~20份;
[0009] 磺化聚苯并咪唑 5~15份； 2, 2'-双(4-羧基苯氧基）联苯胺 2~10份； 爽滑剂 0.5~1份； 抗氧化剂 0. 1~1份；
[0010] 所述聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物通过先用聚季铵盐改性壳聚糖，再用 得到的改性壳聚糖对超支化聚氨酯进行改性处理得到。
[0011] 进一步的是:所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按等比例复配而成。
[0012] 进一步的是:所述聚丙稀树脂为无规共聚聚丙稀，恪体流动速率为5~15g/min;所 述爽滑剂为纳米级二氧化硅粉体或季戊四醇硬脂酸脂;所述无规共聚聚丙烯的熔体流动速 率为8g/min;所述纳米级二氧化娃粉体的粒径为15~20nm，比表面积为300~400m2/g。 [0013]更进一步的是:所述苯乙烯类弹性体为苯乙烯-异戊二烯/ 丁二烯_苯乙烯氢化共 聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物;所述苯乙烯-异戊二烯/ 丁二烯-苯乙 烯氢化共聚物与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为3:0.5~2;所述苯乙烯-异 戊二烯/ 丁二烯-苯乙烯氢化共聚物选自硬度为65~80A、分子量小于12万的苯乙烯-异戊二 烯/ 丁二烯-苯乙烯氢化共聚物中的一种或几种的混合物;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段 共聚物选自分子量小于20万的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种的混合 物。
[0014] 更进一步的是:所述聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物中，所述聚季铵盐由 对二苄基溴与1，4-二甲基哌嗪按摩尔比1: (0.8~0.99)制备得到;所述磺化聚苯并咪唑由 磺化二酸、非磺化二酸以及四胺按摩尔比(0.1~0.2): (0.8~0.9): 1制备得到。
[0015] 更进一步的是:所述磺化二酸选自2-磺酸对苯二甲酸、4-磺酸间苯二甲酸、4，6-二 磺酸基间苯二甲酸、2-磺酸间苯二氢溴酸、4-磺酸间苯二氢溴酸、4,6_二磺酸基间苯二氢溴 酸、2-磺酸基己二酸、3-磺酸基己二酸、2-磺酸基辛二酸以及3-磺酸基辛二酸中的任意一种 或多种。
[0016] 更进一步的是:所述磺化二酸选自间苯二酸、对苯二酸、4，4 联苯二甲酸、1，4-萘 二甲酸，联苯酸(2，2'-联苯二羧酸），苯基茚满二羧酸、1，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、4，4 ' -二苯基醚二甲酸以及4,4'_二苯基硫醚二甲酸中的任意一种或多种;所述四胺选自3,3'_二 氨基联苯胺、3,3'，4,4'_四氨基二苯酿、3,3'，4,4'_二胺基二苯讽、3,3'，4,4'_二胺基二苯 甲酮、3,3'，4,4'_二胺基二苯甲、3,3'，4,4'_二胺基二苯硫醚、1，2,4,5_四胺基苯或1，2,5， 6_四胺基萘中的任意一种或多种。
[0017]本发明还公开了上述食品级TPE材料的制备工艺，其包含如下步骤：
[0018] (1)配料;按照上述的食品级TPE材料的配方配置原料;采用低速卧式搅拌桶低速 搅拌混合均匀；
[0019] (2)挤出；将步骤（1)得到的混合料依次送入双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，挤出 成型；
[0020] (3)切粒;将步骤(2)挤出成型的物料送入切粒机切粒；
[0021 ] (4)冷却;将步骤(3)切粒完成后的物料进行冷却；
[0022] (5)脱水;将步骤(4)冷却后的物料送入离心脱水机脱水；
[0023] (6)包装;将步骤(5)脱水后的物料进行包装，即得最终产品。
[0024] 进一步的是:所述步骤（5)和步骤(6)之间还包含干燥的步骤和筛选的步骤;所述 干燥的步骤是:在具有恒温功能的干燥搅拌桶内干燥;所述筛选的步骤为:在振动筛上筛选 出符合要求的产品。
[0025]进一步的是:所述步骤(2)中，双螺杆机的转速为30~50转/分，加料段温度为160 °C~170 °C，压缩段温度为170 °C~180 °C，计量段温度为180 °C~190 °C，机颈温度为190 °C~ 200°C，口模温度190°C~200°C;单螺杆挤出机模头区温度为160~230°C，螺杆区的温度为 160~230。。。
[0026]本发明有益效果是：
[0027] 本发明公开的食品级TPE材料，其配方包含:苯乙烯类弹性体;聚丙烯树脂；白油； 聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物;磺化聚苯并咪唑；2，2 双(4-羧基苯氧基）联苯 胺;爽滑剂;抗氧化剂;这些主要原料使得整个材料具备优良的物理机械性能和加工性能， 能够替代现有的用于制备医用导管的PVC材料，避免了 PVC材料带来了危害;本发明配方中 还通过爽滑剂、抗氧化剂使得性能稳定，优良。
[0028] 本发明的聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物通过先用聚季铵盐改性壳聚糖， 再用得到的改性壳聚糖对超支化聚氨酯进行改性处理得到。聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨 酯复合物的加入一方面可以通过聚季铵盐的大量集中，起到良好的抗菌的效果，另一方面， 还可在不影响加工性能的前提下，起到一定的交联作用，提高强度。
[0029]本发明公开的制备方法，不仅能够得到具备上述优良性能的食品级TPE材料，还通 过制备方法本身的双螺杆与单螺杆优势结合互补的挤出工艺，由双螺杆强制输送、高效塑 化混炼与剪切分散，无机头背压回流，避免了高剪切过热;单螺杆高压挤出，但低速低剪切， 同样回避了过热矛盾，在配料的时候采用使用低速的搅拌桶配料，相较高速桶搅拌更均匀， 不易产生摩擦热，同时，原料经切粒机后生产出的颗粒温度较高，经过冷却系统降低温度， 经过水冷却的料粒虽经离心脱水机能滤除大部分水份，但料粒表面还会残有少量水份，再 通过带有恒温功能的搅拌桶烘干产品，这样就能使得同一批次的产品各项物性更趋一致。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的， 不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0031] 实施例1:
[0032] 食品级TPE材料，其特征在于，包含下述重量配比的原料： 苯乙烯类弹性体 60份； 聚丙烯树脂 20份； 白油 30份 聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物 5份；
[0033] 磺化聚苯并咪唑 5份; 2,2'-双(4-羧基苯氧基）联苯胺 2份； 爽滑剂 0. 5份； 抗氧化剂 〇? 1份;
[0034] 所述聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物通过先用聚季铵盐改性壳聚糖，再用 得到的改性壳聚糖对超支化聚氨酯进行改性处理得到。
[0035]其制备方法为：
[0036] (1)配料;按照上述食品级TPE材料的配方配置原料;采用低速卧式搅拌桶低速搅 拌混合均匀；（2)挤出；将步骤(1)得到的混合料依次送入双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，挤 出成型；（3)切粒;将步骤(2)挤出成型的物料送入切粒机切粒；（4)冷却;将步骤(3)切粒完 成后的物料进行冷却；（5)脱水;将步骤(4)冷却后的物料送入离心脱水机脱水；（6)包装;将 步骤(5)脱水后的物料进行包装，即得最终产品。
[0037]所述步骤(2)中，双螺杆机的转速为30转/分，加料段温度为160°C，压缩段温度为 170°C，计量段温度为180°C，机颈温度为190°C，口模温度190°C ;单螺杆挤出机模头区温度 为160，螺杆区的温度为160 °C。
[0038] 实施例2:
[0039]食品级TPE材料，其特征在于，包含下述重量配比的原料： 苯乙烯类弹性体 70份；
[0040]聚丙烯树脂 30份； 白袖 40份 聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物 12份； 磺化聚苯并咪唑 10份;
[0041 ] 2, 2' -双(4-羧基苯氧基）联苯胺 5份； 爽滑剂 0. 8份； 抗氧化剂 0. 5份；
[0042]所述聚季铵盐-壳聚糖-超支化聚氨酯复合物通过先用聚季铵盐改性壳聚糖，再用 得到的改性壳聚糖对超支化聚氨酯进行改性处理得到。
[0043]其制备方法为：
[0044] (1)配料;按照上述食品级TPE材料的配方配置原料;采用低速卧式搅拌桶低速搅 拌混合均匀；（2)挤出；将步骤(1)得到的混合料依次送入双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，挤 出成型；（3)切粒;将步骤(2)挤出成型的物料送入切粒机切粒；（4)冷却;将步骤(3)切粒完 成后的物料进行冷却；（5)脱水;将步骤(4)冷却后的物料送入离心脱水机脱水；（6)包装;将 步骤(5)脱水后的物料进行包装，即得最终产品。
[0045]