CN105542442A - 智能手环用热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能手环用热塑性弹性体材料及其制备方法。该智能手环用热塑性弹性体材料包括以下重量份的组分：SEBS？20～30份；热塑性聚氨酯30～50份；马来酸酐接枝聚烯烃弹性体5～15份；矿物填料10～20份；聚丙烯10～15份；聚烯烃弹性体10～20份；及抗氧剂0.1～0.3份。上述智能手环用热塑性弹性体材料的各项性能均与TPSiV材料相似或更好，而且与传统的医用硅胶材料及TPSiV相比，价格更加便宜，加工成型更方便简单。

Description

智能手环用热塑性弹性体材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及热塑性弹性体材料，特别是涉及一种智能手环用热塑性弹性体材料及其制备方法。

背景技术

智能手环是一种可穿戴式智能设备。通过使用智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等实时数据，并将这些数据与iOS或者Android设备同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

传统的智能手环的制造材料主要以医用级硅胶和硅基热塑性硫化胶(TPSiV)为主。硅胶材料有优异的耐高低温性，生理惰性，无毒无味环保，但是硅胶存在加工工艺复杂且难以回收再次利用的问题，易造成极大的浪费，对环境造成污染。另外，硅胶的耐油、耐溶剂性能欠佳。硅基热塑性硫化胶(TPSiV)最早是由道康宁公司开发的以硫化硅橡胶颗粒在热塑性基材上形成的热塑性有机硅弹性体，其主要通过有机硅的表面富集性和憎水性，不仅拓展了热塑性弹性体和热塑性硫化胶的性能，而且使得其具有优良的抗高温性能，高温时的低拉伸性和压缩性以及良好的耐磨性、抗水解性和耐化学(包括燃料和油性)性能。TPSiV材料虽然有很高的品质，但相比热塑性弹性体TPE材料价格较昂贵。随着各大市场竞争越来越激烈，生产商对于价格的要求也将随着市场的变化承受更多的压力。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本较低的智能手环用热塑性弹性体材料及其制备方法。

一种智能手环用热塑性弹性体材料，包括以下重量份的组分：

在其中一个实施例中，所述SEBS选自科腾G1645、科腾G1644、科腾G1643、科腾G1642及科腾G1641中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯。

在其中一个实施例中，所述热塑性聚氨酯选自宝宣WE275、宝宣WE285、宝宣WE290、昆仲S-675AL、昆仲S-685AL、昆仲S-690AL、拜耳UE-70AU10及拜耳UE-85AU10中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述马来酸酐接枝聚烯烃弹性体选自陶氏GR214、陶氏GR216、陶氏GR380、及陶氏GR388中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述矿物填料为碳酸钙和白炭黑中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯为熔融指数为10～90g/10min的共聚聚丙烯。

在其中一个实施例中，所述聚烯烃弹性体为埃克森美孚POE3000、埃克森美孚POE6102、埃克森美孚POE6202、陶氏POE3000及陶氏POE4000中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自以下物质中的至少一种：(3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2、4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

一种智能手环用热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：

将30～50重量份的热塑性聚氨酯预先干燥，然后与5～15重量份的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，0.1～0.3重量份的抗氧剂混合均匀，得到热塑性弹性体预混料；

将20～30重量份的SEBS，10～15重量份的聚丙烯与10～20重量份的矿物填料，10～20份聚烯烃弹性体混合均匀，采用双螺杆挤出机进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到改性弹性体颗粒；及

将所述热塑性弹性体预混料与所属改性弹性体颗粒置于所述双螺杆挤出机中进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到智能手环用热塑性弹性体材料。

上述智能手环用热塑性弹性体材料的各项性能均与TPSiV材料相似或更好，而且与传统的医用硅胶材料及TPSiV相比，价格更加便宜，加工成型更方便简单。

附图说明

图1为一实施方式的智能手环用热塑性弹性体材料的制备方法流程图。

具体实施方式

一实施方式的智能手环用热塑性弹性体材料，从原料来说，包括以下重量份的组分：

优选的，SEBS(苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物)选自美国科腾G1645、美国科腾G1644、美国科腾G1643、美国科腾G1642及美国科腾G1641中的至少一种。上述SEBS符合美国食品药品监督管理局(FoodandDrugAdministration，FDA)的要求，具有低硬度，且无需充油即有很好的加工性。常规的SEBS在不充油的情况下是很难加工的，若使用常规的SEBS，则会引入油类物质。油类物质在与长期与人体接触汗液油脂的影响下有析出的风险，长期使用会对影响产品的手感及外观颜色要求，更严重的会对人体造成不适。而采用上述SEBS可以从根源上避免这种风险。

热塑性聚氨酯(Thermoplasticpolyurethanes，TPU)全称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，其主要分为聚酯型和聚醚型。本实施方式中，TPU优选为聚醚型TPU，例如选自台湾宝宣WE275、台湾宝宣WE285、台湾宝宣WE290、台湾昆仲S-675AL、台湾昆仲S-685AL、台湾昆仲S-690AL、德国拜耳UE-70AU10及德国拜耳UE-85AU10中的至少一种。聚醚型TPU相比于聚酯型TPU具有更好的耐老化、耐水解性能，力学强度更佳，手感更舒适。另外，TPU材料具有优良的弹性，可以与智能手环上的其他硬质塑料(例如PC等)进行注塑粘结。

马来酸酐(MAH)接枝聚烯烃弹性体(POE)选自陶氏GR214、陶氏GR216、陶氏GR380、及陶氏GR388中的至少一种。其接枝率为1.3％MA，分子量分布窄，具有较好的流动性，与TPU、SEBS、POE及PP的相容性都很好。

矿物填料主要起到补强、提高成品尺寸稳定性作用，并可以降低配方成本。优选的，矿物填料为碳酸钙和白炭黑中的至少一种。例如，白炭黑可选自矽比科M6000；碳酸钙可选自东莞立茂LH2200。

聚丙烯(PP)能够提供材料刚性及起调节硬度作用。聚丙烯为均聚PP和共聚PP中的至少一种，优选为熔融指数为10～90g/10min的共聚PP。例如，选自泰国IRPC1100NK及台塑3084中的至少一种。

聚烯烃弹性体(POE)中的辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。POE分子结构中没有不饱和双键，因此能够改善TPU体系的耐老化性能。POE的良好的流动性可改善矿物填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。优选的，聚烯烃弹性体(POE)为埃克森美孚POE3000、埃克森美孚POE6102、埃克森美孚POE6202、陶氏POE3000及陶氏POE4000中的至少一种。

抗氧剂可以防止加工过程中聚合物产生热氧化降解，及延缓成品使用过程中的氧化老化。优选的，抗氧剂可以为(3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯(抗氧剂1076)和三(2、4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)中的至少一种。

上述智能手环用热塑性弹性体材料引入了马来酸酐接枝POE、POE、及特殊规格的SEBS，由此赋予了材料更好的耐老化水解、耐热性能、耐低温性能、更优异的力学性能，以及更好的手感。所用材料均无毒无味、无挥发物、手感舒适、柔软亲肤，可与热塑性工程塑料如PC、PC/ABS、ABS等产生优异的粘接性，可用于共挤和双射注塑一体成型。另外，材料的抗油性及耐化学腐蚀性较好，易上色，色泽鲜艳。更重要的是，与传统的医用硅胶材料及硅基热塑性硫化胶(TPSiV)相比，价格更便宜，加工成型更方便简单，且可以回收利用，不会对环境污染。

请参阅图1，一实施方式的智能手环用热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S100、将30～50重量份的热塑性聚氨酯预先干燥，然后与5～15重量份的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，0.1～0.3重量份的抗氧剂混合均匀，得到热塑性弹性体预混料。

在上述步骤中，由于TPU和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体都属于容易受潮水解的材料，因此需要预先干躁处理，否则会因干燥不充分而影响整体复合材料的性能。

步骤S200、将20～30重量份的SEBS，10～15重量份的聚丙烯与10～20重量份的矿物填料，10～20份聚烯烃弹性体混合均匀，采用双螺杆挤出机进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到改性弹性体颗粒。

上述步骤将SEBS、PP和矿物填料提前混合造粒是为了让材料更好分散，而且可以使的制成的改性弹性体颗粒有效地备库存，不容易受潮。

步骤S300、将所述热塑性弹性体预混料与所属改性弹性体颗粒置于所述双螺杆挤出机中进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到智能手环用热塑性弹性体材料。

由于上述步骤在生产时为固体颗粒的混合，因此能够有效减少粉尘污染。

以下为具体实施例部分：

1.原料配比

2.生产加工步骤

按上表配方将的TPU预先干燥4小时，干燥条件为80℃。然后将TPU与马来酸酐(MAH)接枝POE、抗氧剂混合均匀，得到热塑性弹性体预混料。

接下来按上表配方将SEBS、PP与矿物填料、POE混合均匀，采用双螺杆挤出机(型号为：SJ-5001)进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，制成改性弹性体颗粒。

将上述预混料与改性弹性体颗粒置于上述双螺杆挤出机中进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到智能手环用热塑性弹性体材料。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为185℃～200℃。

3.性能测试

由上述实施例及测试数据可看出，本发明所提供的智能手环用热塑性弹性体材料的各项性能均与TPSiV材料相似或更好，而且与传统的医用硅胶材料及TPSiV相比，价格更加便宜，加工成型更方便简单。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述SEBS选自科腾G1645、科腾G1644、科腾G1643、科腾G1642及科腾G1641中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯。

4.根据权利要求3所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯选自宝宣WE275、宝宣WE285、宝宣WE290、昆仲S-675AL、昆仲S-685AL、昆仲S-690AL、拜耳UE-70AU10及拜耳UE-85AU10中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚烯烃弹性体选自陶氏GR214、陶氏GR216、陶氏GR380、及陶氏GR388中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述矿物填料为碳酸钙和白炭黑中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述聚丙烯为熔融指数为10～90g/10min的共聚聚丙烯。

8.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为埃克森美孚POE3000、埃克森美孚POE6102、埃克森美孚POE6202、陶氏POE3000及陶氏POE4000中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的智能手环用热塑性弹性体材料，其特征在于，所述抗氧剂选自以下物质中的至少一种：(3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2、4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

10.一种智能手环用热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将30～50重量份的热塑性聚氨酯预先干燥，然后与5～15重量份的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，0.1～0.3重量份的抗氧剂混合均匀，得到热塑性弹性体预混料；

将20～30重量份的SEBS，10～15重量份的聚丙烯与10～20重量份的矿物填料，10～20份聚烯烃弹性体混合均匀，采用双螺杆挤出机进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到改性弹性体颗粒；及

将所述热塑性弹性体预混料与所属改性弹性体颗粒置于所述双螺杆挤出机中进行塑化、抽真空、挤出、冷却、造粒，干燥，得到智能手环用热塑性弹性体材料。