CN106554565A - 一种耐多种污染物数据线包覆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐多种污染物数据线包覆材料及其制备方法，属于新材料技术领域。以质量百分比计，该材料包括以下组分：聚丙烯树脂10‑30％、聚苯醚树脂5‑30％、聚烯烃弹性体1‑30％、苯乙烯类热塑性弹性体10‑30％、含氟防油防污助剂0.5‑3％、无卤阻燃剂10‑40％、填充油5‑30％、加工助剂0.1‑5％。含氟防油防污助剂为含氟硅氧烷聚合物，全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物，聚四氟乙烯低聚物，聚偏氟乙烯‑全氟丙烯共聚物中的一种或多种。该数据线包覆材料配伍合理，采用高分子量的含氟材料作防油防污助剂并以内添加的方式与其他成分配合作用，在保证材料力学性能的基础上提高耐多种污染物的性能。

Description

一种耐多种污染物数据线包覆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种数据线包覆材料及其制备方法，尤其涉及一种耐多种污染物数据线包覆材料及其制备方法，属于新材料技术领域。
背景技术
随着消费电子行业的迅猛发展，也促进了其配件行业的迅速发展，而数据线作为一种重要的配件，已经成为了我们生活中不可或缺的部分。随着消费电子行业竞争的日益激烈，同时消费者对电子产品要求的日益严格，消费电子市场对耐污染的数据线包覆材料的需求也越来越大。随着环保要求的日益严格，数据线的外被基本完全被无毒环保的热塑性弹性体(TPE)材料所取代，同时采用环保的无卤阻燃剂达到阻燃需求，由数据线在日常使用中，无法避免地会接触到各种污染物，会在数据线表面留下明显的污痕，一般很难通过直接擦拭完全除去痕迹。数据线包覆材料被污染物污染后，既影响了美观，同时也导致了外被上细菌的滋生，发霉，最终也会影响材料的性能以及使用寿命。虽然现在国内外有多家TPE厂家正在积极开发此类产品，但是目前市场中还基本没有相关产品成功应在数据线包覆材料商，因此此应用领域市场空白，因此创造性地开发出一种有较好耐多种污染物的数据线包覆材料，具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的问题，提供一种在保证力学性能的基础上耐多种污染物的数据线包覆材料。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种耐多种污染物数据线包覆材料，以质量百分比计，包括以下组分：
有机氟材料具有低表面能特点，在市场中，很早就成功应用到了提高纤维、纺织品的防油防污应用上，但通常以“外添加”方式使有机氟有效成分沾附在纤维表面，防油防污时间较短。“外添加”型有机氟材料大多为水溶性或者一般溶剂中可溶的低分子量有机分子，因为分子量太小，如果将其直接作为“内添加”助剂应用在高分子材料，往往会相容性差，导致材料性能下降。而本申请中采用高分子量的含氟防油防污助剂作为“内添加”助剂，很好地解决了相容性问题，高分子含氟防油防污助剂含有含氟基团，而在共混改性中，其非含氟基团与树脂有较好的相容性，起到锚固作用，含氟基团由于表面能较低，材料成型后，含氟基团就会大量富集在材料表面，使材料表面能降大大低，水接触角和油接触角增大，因此提升了其拒油拒污的能力，同时添加了防油防污助剂后，材料表面微观更紧致，减少了污染物向材料内部渗透，减轻了材料污染后擦洗的难度。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的含氟防油防污助剂为含氟硅氧烷聚合物，全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物，聚四氟乙烯低聚物，聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物中的一种或多种。
作为优选，含氟硅氧烷聚合物是以三氟丙基甲基环三硅氧烷(又称D3F)自聚或者是和六甲基环三硅氧烷(又称D3)、八甲基环四硅氧烷(又称D4)共聚得到的，其分子量为1000到500000。进一步优选，含氟硅氧烷聚合物的分子量为6000到10000。
作为优选，全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物由单体全氟烷基乙基丙烯酸酯(分子式为CnF2n+1CH2CH2OCOCH＝CH2，其中n为5-10)聚合得到，聚合物分子量为1000到50000。进一步优选，全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物的分子量为5000到8000。
作为优选，聚四氟乙烯低聚物有四氟乙烯单体自聚或者是和乙烯、丙烯共聚得到的，其分子量为5000到20000。进一步优选，聚四氟乙烯低聚物的分子量为8000到12000。
作为优选，聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物又称为PPA塑胶加工改性助剂，是由单体偏氟乙烯和全氟丙烯嵌段共聚得到的，分子量为1000到100000。进一步优选，聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物的分子量为10000到2000。
再进一步优选，所述的含氟防油防污助剂为含氟硅氧烷聚合物与聚四氟乙烯低聚物的复配物，含氟硅氧烷聚合物与聚四氟乙烯低聚物的质量比为0.8-1.5:1。含氟硅氧烷聚合物综合了有机硅与有机氟化合物的优点，有改善材料加工性能，使材料表面更光滑、细腻等优点。和聚有机硅氧烷相比，含氟硅氧烷聚合物表面能更低，具有一定的拒油拒污能力，但是目前技术生产的含氟硅氧烷聚合物的含氟量较低，单独实用很难达到满意的防油防污效果，而聚四氟乙烯虽然不能有效改善材料加工性能以及表面手感，但是其含氟量很高，有更低的表面能，两者一起使用能达到更好的效果，改善了材料的综合性能。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯含量为10％-40％。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯高聚物、乙烯-丙烯高聚物以及乙烯-醋酸乙烯高聚物中的一种或多种。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的无卤阻燃剂为氮磷阻燃剂。
作为优选，所述的氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、次磷酸盐、聚磷酸铵中的一种或多种。
再进一步优选，所述的氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐与次磷酸盐的复配物，三聚氰胺氰尿酸盐与次磷酸盐的质量比为0.5-1.2:1。三聚氰胺氰尿酸盐在受热的时候能分解出氮气和二氧化碳等不可燃气体，隔绝空气，而次磷酸盐，则有助于促进树脂燃烧分解成致密的碳层，阻隔空气向内部渗透，因此两者联合使用能起到阻燃的协同作用。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的填充油为环烷油、石蜡油、芳烃油中的一种或几种混合。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料中，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、着色剂。
作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168中的一种或多种；所述润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；所述光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂1130中的一种或多种；所述着色剂为色粉或者色母。
本发明的另一个目的在于提供一种上述耐多种污染物数据线包覆材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
按照上述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，将除填充油外的原料在高速混机中高速混合3-5min后倒入单螺杆喂料机料斗中，由喂料机喂料到长径比为40:1-55:1且带侧向喂料口的双螺杆挤出机中，填充油由计量泵双螺杆侧向加入，经熔融挤出造粒、干燥得到数据线包覆材料。
在上述耐多种污染物数据线包覆材料的制备方法中，双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段130-160℃，输送段150-190℃，熔融段180-230℃，机头180-220℃，真个挤出过程的停留时间为1-3分钟，模头压力为10-30MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.05MPa至-0.09MPa。
与现有技术相比，本发明数据线包覆材料配伍合理，采用高分子量的含氟材料作防油防污助剂，采用内添加的方式与其他成分配合作用，在保证数据线包覆材料力学性能的基础上提高耐多种污染物的性能。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例进一步阐述本发明的内容，但不用来限制本发明的范围。实施例中，如无特别说明，所用工艺、试剂均为本领域常规工艺、常规试剂。
表1：实施例1-5及对比例1-3中材料的组分
实施例1
按照表1实施例1中所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，将除填充油外的原料混合后倒入单螺杆喂料机料斗中，由喂料机喂料到长径比为40:1-55:1且带侧向喂料口的双螺杆挤出机中，填充油由计量泵双螺杆侧向加入，经熔融挤出造粒、干燥得到数据线包覆材料。其中，双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段150℃，输送段170℃，熔融段200℃，机头200℃，真个挤出过程的停留时间为2分钟，模头压力为20MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.07MPa。
实施例2
该实施例的制备方法与实施例1的区别仅在于：按表1实施例2中所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，且该实施例制备过程中双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段140℃，输送段160℃，熔融段190℃，机头190℃，真个挤出过程的停留时间为2.5分钟，模头压力为25MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.08MPa。
实施例3
该实施例的制备方法与实施例1的区别仅在于：按表1实施例3中所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，且该实施例制备过程中双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段145℃，输送段180℃，熔融段220℃，机头210℃，真个挤出过程的停留时间为1.5分钟，模头压力为15MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.06MPa。
实施例4
该实施例的制备方法与实施例1的区别仅在于：按表1实施例4中所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，且该实施例制备过程中双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段130℃，输送段150℃，熔融段180℃，机头180℃，真个挤出过程的停留时间为3分钟，模头压力为10MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.05MPa。
实施例5
该实施例的制备方法与实施例1的区别仅在于：按表1实施例5中所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，且该实施例制备过程中双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段160℃，输送段190℃，熔融段230℃，机头220℃，真个挤出过程的停留时间为1分钟，模头压力为30MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.09MPa。
对比例1
按表1对比例1中所述的质量百分比称取原料，按实施例1中所述的制备过程制备得数据线包覆材料。
对比例2
按表1对比例2中所述的质量百分比称取原料，按实施例1中所述的制备过程制备得数据线包覆材料。
对比例3
按表1对比例3中所述的质量百分比称取原料，按实施例1中所述的制备过程制备得数据线包覆材料。
将实施例1-5及对比例1-3中制得的数据线包覆材料进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2：实施例1-5及对比例1-3中制得的数据线包覆材料的性能
综上所述，本发明耐多种污染物数据线包覆材料在保证力学性能的基础上大幅度提高了耐多种污染物的性能。
在上述实施例中，苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯含量为10％-40％。聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯高聚物、乙烯-丙烯高聚物以及乙烯-醋酸乙烯高聚物中的一种或多种。含氟硅氧烷聚合物的分子量为1000-500000，全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物的分子量为1000-50000，聚四氟乙烯低聚物的分子量为5000-20000，聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物的分子量为1000-100000。填充油为环烷油、石蜡油、芳烃油中的一种或多种。所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、着色剂，根据实际情况添加。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处，同样都在本发明要求保护的范围内。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的含氟防油防污助剂为含氟硅氧烷聚合物、全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物、聚四氟乙烯低聚物、聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯含量为10％-40％。
4.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯高聚物、乙烯-丙烯高聚物以及乙烯-醋酸乙烯高聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的无卤阻燃剂为氮磷阻燃剂。
6.根据权利要求5所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、次磷酸盐、聚磷酸铵中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的填充油为环烷油、石蜡油、芳烃油中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述的耐多种污染物数据线包覆材料，其特征在于，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、着色剂。
9.一种耐多种污染物数据线包覆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：按照权利要求1所述的质量百分比称取耐多种污染物数据线包覆材料的原料，将除填充油外的原料混合后倒入单螺杆喂料机料斗中，由喂料机喂料到长径比为40:1-55:1且带侧向喂料口的双螺杆挤出机中，填充油由计量泵双螺杆侧向加入，经熔融挤出造粒、干燥得到数据线包覆材料。
10.根据权利要求9所述的耐多种污染物数据线包覆材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机中各段温度如下：加料段130-160℃，输送段150-190℃，熔融段180-230℃，机头180-220℃，真个挤出过程的停留时间为1-3分钟，模头压力为10-30MPa，挤出机末端抽真空排气，排气真空度为-0.05MPa至-0.09MPa。
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