CN107459758A - 一种婴童用品tpe及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种婴童用品TPE及其制备方法，解决了在TPE材料中添加塑化剂塑容易造成婴儿过敏，且由于塑化剂中含有环境雌激素中的酞酸酯类，容易形成假性荷尔蒙，影响本身体内荷尔蒙含量，进而干扰内分泌之原本机制，会造成婴儿内分泌失调的问题，其技术方案要点是：一种婴童用品TPE，该TPE材料包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：SEBS 20~40份、化妆品级白油50~60份、贝壳粉5~15份、聚烯烃 5~15份、相容剂5~10份、爽滑剂0.5~1.5份、抗氧剂0.1~0.3份、抗老化剂0.1~0.2份、抗菌剂0.1~0.5份，无需添加塑化剂，避免塑化剂的添加导致婴儿肌肤过敏。

Description

一种婴童用品TPE及其制备方法
技术领域
本发明涉及婴儿用品，特别涉及一种婴童用品TPE及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们越来越注重日常中使用的产品的材质以及手感，为了保障人们的健康，大量与肌肤接触的日用品被无毒材料所代替。尤其婴儿的皮肤娇嫩，十分容易过敏，因此，父母们在婴儿用具的选材上面更是十分重视。
现有的婴儿用具为了防止摔坏，都采用塑料制成，如婴儿床、婴儿碗、婴儿调羹、婴儿浴帽等。但是大多数厂家为了提高塑料制品的性能，会往塑料制品里添加塑化剂，以增加塑料制品的柔软度以及延展性，方便加工。但是塑化剂本身十分容易造成婴儿过敏，且由于塑化剂中含有环境雌激素中的酞酸酯类，容易形成假性荷尔蒙，影响本身体内荷尔蒙含量，进而干扰内分泌之原本机制，会造成内分泌失调。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种婴童用品TPE，无需添加塑化剂，避免塑化剂的添加导致婴儿肌肤过敏。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种婴童用品TPE，该TPE材料包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：SEBS20～40份、化妆品级白油50～60份、贝壳粉5～15份、聚烯烃5～15份、相容剂5～10份、爽滑剂0.5～1.5份、抗氧剂0.1～0.3份、抗老化剂0.1～0.2份、抗菌剂0.1～0.5份。
通过采用上述技术方案，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物，是聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物；在常温下，SEBS包含有两侧的聚苯乙烯(PS)硬塑性嵌段和中间的乙烯/丁烯(EB)弹性体嵌段，这两种嵌段在热力学上彼此是不相容的，从而产生两相结构，在微观相呈现分离状态，SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性，其耐热性相较于SBS有显著提高，电绝缘性和掺混性也有所改进，具有较好的耐磨性和柔韧性，将其作为TPE材料的基体；化妆品级白油与SEBS的中EB段的相容性较好，但不溶解软化SEBS中的PS相，充油后的SEBS制品能够继续保持稳定的物理交联网络，可以在增加SEBS的流动性，改善其加工性能，调节其硬度的同时，不破坏SEBS的力学性能；且化妆品级白油的芳烃等有害物质的含量低，同时具有良好的抗氧性和化学稳定性，长期使用无副作用，能够与婴儿肌肤直接接触；贝壳粉是以扇贝和牡蛎为主的贝壳煅烧磨成粉状物质，其具有的多孔穴状螺旋腔体结构，能吸附TPE材料在熔融挤出过程中产生的挥发性有机物，同时，贝壳经煅烧后的主要成分为贝壳碳酸钙和贝壳氧化钙，这两种成分可以有效捕捉挥发性有机物等有害气体并进行中和，最后形成无害的惰性气体再进行释放，因此贝壳粉能够减少TPE材料的异味；聚烯烃的添加能够增加SEBS的塑性，通过聚烯烃与贝壳粉的协同添加，能够代替塑化剂，进而避免TPE产品由于塑化剂的添加而具有严重的致敏性，使TPE材料更加亲肤，避免婴儿皮肤由于塑化剂的添加而出现致敏的情况；相容剂的添加提高SEBS与聚烯烃的相容性，进而获得稳定的共混合金；爽滑剂的添加可以提升TPE的手感，减少一般TPE材料具有发粘性质的缺点，同时爽滑剂的添加能够减少贝壳粉、SEBS和聚烯烃之间的内摩擦，避免成型过程中内摩擦过大而影响成型；抗氧剂和抗老化剂的添加能够避免聚合物在加工过程中的热氧化降解，使其成型加工能顺利进行；由于浴帽的所处环境偏向潮湿，普通橡塑材料容易出现霉变，当霉变产品与婴儿直接接触的时候，或造成婴儿皮肤过敏甚至导致婴儿生病，抗菌剂的添加能够避免浴帽表面滋生细菌，进而起到保护婴儿的效果；
经过该配方制得的TPE材料用以成型的浴帽不含塑化剂，避免了塑化剂添加导致的婴儿皮肤过敏的问题；且由于贝壳粉的存在，产生应力集中效应，引发其周围基体屈服，这种基体的屈服将吸收大量变形功，从而提高冲击强度产生增韧作用，具有耐撕扯的效果；聚烯烃的增塑作用降低了分子问作用力，使流动性增加，Tg和Tf都下降，提高了加工性能。
作为优选，所述聚烯烃为高密度聚乙烯或者无规共聚聚丙烯的其中一种。
通过采用上述技术方案，相较于普通聚乙烯，高密度聚乙烯具有更好的耐热性和机械强度，对水蒸汽的阻隔性更加好，提高了产品的耐水性；无规共聚聚丙烯中的乙烯单体无规、随机地分布到丙烯的长链中，降低了聚合物的结晶度的熔点、改善了聚丙烯的冲击、耐静水压、耐热氧、耐老化的性能，提升了聚丙烯的强度和低温韧性，进而提升了产品的韧性。
作为优选，所述爽滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镁的其中一种。
通过采用上述技术方案，硬脂酸盐具有润滑作用，可降低熔体粘度，改善体系流动性，同时，硬脂酸盐的一端为烷基，另一端为金属盐，与贝壳粉能够发生一定的化学反应，有效地覆盖在贝壳粉表面，使体系界面的分子松弛，进而降低体系的吸水性，从而提高了TPE材料的防水性。
作为优选，所述抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按照重量比为1∶1复配而成。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010是一种多元受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性，有良好的防止光和热引起TPR材料变色的作用，可以减少材料受热老化的情况；在抗氧剂1010添加抗氧剂168有很好的协同效应，可有效地防止组分在基础注塑中发生热降解。
作为优选，所述抗老化剂包括有紫外吸收剂和受阻胺光稳定剂按照2∶1复配而成。
通过采用上述技术方案，紫外线吸收剂的功能是将250-300纳米波长的紫外线转化为其它波段的无害光线，同时，紫外吸收剂在受阻胺光稳定剂的配合下能够阻止氧化还原的进行，进一步提高抗老化剂的抗老化效果，同时，受阻胺光稳定剂特别适用于聚烯烃，可以有效防止光老化现象发生，避免由于光老化导致的机械强度下降或者变黄现象，提高产品的耐候性。
作为优选，所述相容剂为马来酸酐接枝PP、EPDM的其中一种或者两种。
通过采用上述技术方案，马来酸酐接枝PP和EPDM均能够提升SEBS与聚烯烃之间的相容性，同时，当马来酸酐接枝PP和EPDM一起使用时，EPDM还能够起到增韧效果，提高聚烯烃的韧性，进而提高TPE材料的韧性。
作为优选，所述抗菌剂为硅烷偶联剂、甲壳素和纳米二氧化钛粉体按照质量比为2∶1∶1混合复配而成。
通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂能够使纳米二氧化钛粉体活化，进而使纳米二氧化钛粉体能够在体系中分散开来，提高纳米二氧化钛粉体的分散性，且硅烷偶联剂同时能够活化贝壳粉表面，使甲壳素能够通过硅烷偶联剂与贝壳粉形成架桥，进而同样能使甲壳素能够在体系中分散开来，且贝壳粉中本身含有甲壳素，能够提高抗菌剂与TPE基体中的相容性。
本发明的第二个目的是提供一种婴童用品TPE的制备方法，提高TPE材料的表面手感。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种婴童用品TPE的制备方法，包括如下步骤：(1)将SEBS均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油，100～200r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉、聚烯烃、相容剂、爽滑剂、抗氧剂、抗老化剂、抗菌剂在高混机中800～1500r/min下共混2～3min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
通过采用上述技术方案，将SEBS升温后吸收白油，能够使吸收充分，且相容性较好，避免搅拌过程中，对SEBS的分子链造成破坏，加入助剂后进一步高速混合，使助剂与充油后的SEBS充分混合，经过双螺杆挤出机熔融挤出，得到TPE材料，双螺杆挤出机能够促进材料混合，提高混合材料的分散和塑化效果，确保排出物料中的大量水分和低分子挥发物，使出料更加细腻，从而提高TPE材料表面更加平滑，握持手感更加爽滑。
作为优选，所述步骤(1)的SEBS在均匀升温过程中，事先加入一半抗氧剂。
通过采用上述技术方案，实现加入抗氧剂，避免SEBS在升温过程中提前氧化。
作为优选，其特征在于，所述步骤(2)中的抗菌剂事先进行预混后，再进行共混。
通过采用上述技术方案，抗菌剂预混过程中，硅烷偶联剂能够将纳米二氧化钛粉体提前进行活化，同时，硅烷偶联剂能够通过酸碱作用形成化学键增强界面黏力，有效改善了甲壳素与TPE基体间的界面结合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、该TPE材料通过贝壳粉与聚烯烃的协同添加，能够代替塑化剂，进而避免TPE产品由于塑化剂的添加而具有严重的致敏性，使TPE材料更加亲肤，避免婴儿皮肤由于塑化剂的添加而出现致敏的情况；
2、该TPE材料通过抗菌剂的添加，通过贝壳粉含有甲壳素的性质，提高了抗菌剂中的甲壳素与TPE材料之间的相容性，通过外加甲壳素以及硅烷偶联剂的协同作用，还能使纳米二氧化钛负载到贝壳粉上，够起到活化贝壳粉的效果；
3、该TPE材料通过马来酸酐接枝PP与EPDM的添加，提高了聚烯烃与SEBS之间的相容性，EPDM还能够起到增韧效果，提高聚烯烃的韧性，进而提高TPE材料的韧性；
4、该TPE材料通过抗氧剂、抗老化剂的使用，在TPE材料的加工成型以及后期使用过程中，分别起到了抗黄变和抗老化的作用，延长了该婴儿浴帽的使用年限；
5、该TPE材料通过硬脂酸盐的添加，有效地覆盖在贝壳粉表面，使体系界面的分子松弛，进而降低体系的吸水性，从而提高了TPE材料的防水性，适用于如浴室等潮湿环境。
具体实施方式
将主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按照重量比为1∶1复配作为抗氧剂使用。
选用美国氰特紫外线吸收剂UV5411和氰特光稳定剂THT 4611按照重量比为2∶1复配作为抗老化剂使用。
选用马来酸酐接枝PP作为相容剂A；选用EPDM作为相容剂B；选用马来酸酐接枝PP与EPDM按照质量比1∶1混合使用作为相容剂C；选用马来酸酐接枝PP与EPDM按照质量比2∶1混合使用作为相容剂D。
将硅烷偶联剂、甲壳素和纳米二氧化钛粉体按照质量比为2∶1∶1事先混合，使硅烷偶联剂活化纳米二氧化钛粉体，作为抗菌剂使用。
将硬脂酸锌作为爽滑剂A使用；硬脂酸钙作为爽滑剂B使用；硬脂酸镁作为爽滑剂C使用。
选取象山地区贝壳作为原料，将贝壳洗干净后在质量浓度为0.4％的盐酸溶液中浸泡30min后，取出沥干，然后经过高温煅烧后，粉碎过1500目筛，即得贝壳粉。
实施例一
(1)将SEBS 20份和抗氧剂0.05份混合后，均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油50份，100r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉5份、无规共聚聚丙烯5份、相容剂A 5份、爽滑剂A 0.5份、抗氧剂0.05份、抗老化剂0.1份、抗菌剂0.1份在高混机中1500r/min下共混2min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
实施例二
(1)将SEBS 40份和抗氧剂0.15份混合后，均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油60份，200r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉15份、无规共聚聚丙烯15份、相容剂B 10份、爽滑剂B 1.5份、抗氧剂0.15份、抗老化剂0.2份、抗菌剂0.5份在高混机中800r/min下共混3min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
实施例三
(1)将SEBS 30份和抗氧剂0.1份混合后，均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油55份，150r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉10份、高密度聚乙烯10份、相容剂C 7份、爽滑剂C 1份、抗氧剂0.1份、抗老化剂0.15份、抗菌剂0.25份在高混机中1200r/min下共混2min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
实施例四
(1)将SEBS 25份和抗氧剂0.07份混合后，均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油52份，180r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉8份、高密度聚乙烯8份、相容剂D6份、爽滑剂C0.8份、抗氧剂0.07份、抗老化剂0.14份、抗菌剂0.3份在高混机中1100r/min下共混2min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
实施例五
(1)将SEBS 35份和抗氧剂0.12份混合后，均匀升温加热至100℃，并保温2h；
(2)向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油57份，120r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
(3)将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉12份、高密度聚乙烯12份、相容剂D6份、爽滑剂C1.2份、抗氧剂0.12份、抗老化剂0.12份、抗菌剂0.4份在高混机中1300r/min下共混2min，至混合均匀；
(4)将步骤(3)混合完成的物料加入长径比为48∶1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
将上述五组实施例的配方制得的TPE材料进行以下测试，测试项目及测试标准如下：熔融指数(g/10min)：按照ISO1133标准进行测试；
邵氏硬度A：按照ISO7619-1标准进行测试；
断裂拉伸应力(Mpa)：按照ISO37标准进行测试；
抗菌性：配置标准PDA培养基，将TPE通过流延压型制成薄膜，将薄膜覆盖在培养基表面，并在薄膜上均匀涂覆1mL金黄色葡萄球菌菌液/大肠杆菌菌液，将培养基置于28℃培养箱中，倒置培养48h，观察培养基表面菌落情况。
测试结果见下表：
综上，选取实施例五作为最有实施例，进行对比试验。
对比例一
对比例一为实施例五添加同等质量份SEBS，以塑化剂代替其他助剂，并且不添加贝壳粉制得的TPE材料。
对比例二
对比例二为实施例五添加SEBS、贝壳粉后，以塑化剂代替其他助剂制得的TPE材料。
对比例三
对比例二为实施例五添加SEBS、贝壳粉和抗菌剂后，以塑化剂代替其他助剂制得的TPE材料。
对比例四
对比例二为实施例五仅添加SEBS、贝壳粉、高密度聚乙烯和抗菌剂制得的TPE材料。
将对比例制得的TPE材料重复上述实验，并与实施例五进行对比，测试结果见下表：
从上表可知，该TPE材料具有较好的抗菌性，避免了细菌滋生而导致婴儿出现生病的情况。同时，在未添加塑化剂的情况下，该TPE材料在不添加塑化剂的情况下仍然有较高的裂拉伸应力，使TPE材料更加耐撕扯。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种婴童用品TPE，其特征在于，该TPE材料包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：SEBS 20~40份、化妆品级白油50~60份、贝壳粉5~15份、聚烯烃 5~15份、相容剂5~10份、爽滑剂0.5~1.5份、抗氧剂0.1~0.3份、抗老化剂0.1~0.2份、抗菌剂0.1~0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述聚烯烃为高密度聚乙烯或者无规共聚聚丙烯的其中一种。
3.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述爽滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镁的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按照重量比为1:1复配而成。
5.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述抗老化剂包括有紫外吸收剂和受阻胺光稳定剂按照2：1复配而成。
6.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝PP、EPDM的其中一种或者两种。
7.根据权利要求1所述的一种婴童用品TPE，其特征在于，所述抗菌剂为硅烷偶联剂、甲壳素和纳米二氧化钛粉体按照质量比为2:1:1混合复配而成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种婴童用品TPE的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将SEBS均匀升温加热至100℃，并保温2h；
（2）向加热至100℃下的SEBS中添加化妆品级白油，100~200r/min低速搅拌至SEBS完全吸收白油；
（3）将保温完成并充分吸收化妆品级白油的SEBS、贝壳粉、聚烯烃、相容剂、爽滑剂、抗氧剂、抗老化剂、抗菌剂在高混机中800~1500r/min下共混2~3min，至混合均匀；
（4）将步骤（3）混合完成的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，得到用于制造婴儿浴帽用的TPE材料。
9.根据权利要求8所述的一种婴童用品TPE的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的SEBS在均匀升温过程中，事先加入一半抗氧剂。
10.根据权利要求8所述的一种婴童用品TPE的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的抗菌剂事先进行预混后，再进行共混。
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