CN109517392A - 一种适用于厨房用品的热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，涉及厨房用品领域，其按质量份数计，包括以下组份：按质量份数计，包括以下组分：SBS20～30份、SEBS10～18份、食品级白油35～50份、食品级PP8～15份、马来酸酐接枝剂2～5份、POE弹性体3～8份、HDPE2～5份、芥酸1.5～2份、硅酮1.5～2份、填充剂15～30份。用本申请热塑性弹性体所制得菜板或菜盘的底座不仅具有止滑性好、耐候性、耐高温、减振等优点，同时，还通过了食品级LFGB等指标的检测要求，进而有助于其在厨房中具备较长的使用寿命。并且其生产方法简便，适合进行规模化生产。

Description

一种适用于厨房用品的热塑性弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及厨房用品领域，更具体地说，它涉及一种适用于厨房用品的热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
随着现今塑料制造技术地快速发展，人们生活中所使用的各类厨房用品也也有不少是用塑料来进行生产的。例如，由食品级PP等硬质塑料制成的菜板、菜盘等，也是得到了众多用户的喜爱。但同时由食品级PP材质制成的菜板和菜盘的底座，由于质地普遍过硬且光滑，因而当摆台的台面有所倾斜或有积水时，菜板和菜盘就不容易放置平稳，甚至出现滑移等现象，从而也就影响到了用户的使用安全性。
为此，部分厂家在用硬质塑料注塑完菜板和菜盘的主体后，会使用热塑性弹性体来注塑菜板和菜盘的底座，以提高底座的摩擦性能。但与此同时，由于厨房的环境比较的恶劣，且菜盘和菜板又会有大量的盐和酸等调味品接触到，因而很容易受到腐蚀，使得菜盘和菜板的使用寿命缩短。
因而，有必要研制出一种耐腐蚀的热塑性弹性体，以满足现代用户对厨房用品具备较长使用寿命的要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其具有较强抗腐蚀的能力，适合用于生产厨房用品，同时，其生产方法较为简单，适合进行规模化生产。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：SBS20～30份、SEBS10～18份、食品级白油35～50份、食品级PP8～15份、马来酸酐接枝剂2～5份、POE弹性体3～8份、HDPE2～5份、芥酸1.5～2份、硅酮1.5～2份、填充剂15～30份。
通过采用上述技术方案，将HDPE作为配方加入，有效地提高了热塑性弹性体的耐腐蚀与脱模的性能，从而使得用本申请热塑性弹性体所生产的厨房用品能够具备较强耐腐蚀的性能和快速生产效率，从而也就延长了其的使用寿命与降低了生产成品。
同时，马来酸酐接枝剂有助于食品级PP和HDPE与SBS和SEBS进行连接，这样有利于提高热塑性弹性体的整体结构强度。
另外，本申请热塑性弹性体材料还具有良好的止滑性和减振的特性，从而将其制成菜板和菜盘的底座之后，能够有效地保证菜板和菜盘的在摆放过程中的稳定性。
优选为，所述填充剂包括珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂，且珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂的质量比为4∶1∶1∶2∶1∶1。
通过采用上述技术方案，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑能强烈吸收波长为270～380nm的紫外线，化学稳定性好，挥发性极小。并且，其还具有优良的耐热升华性，耐洗涤性、耐气体褪色性和机械性能保持性。同时，其与氢化铝锂并用可产生显著的协同效应，改善热塑性弹性体制品的热氧稳定性。
优选为，所述珊瑚粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述技术方案，首先珊瑚粉中含有大量的碳酸钙，其有助于增强热塑性弹性体的成型效果。同时，经过上述三种酶液处理后的珊瑚粉，不仅保留了原有珊瑚粉的性能，同时也释放出了珊瑚粉通过采用上述技术方案，首先珊瑚粉中含有大量的碳酸钙，其有助于增强热塑性弹性体的成型效果。同时，经过上述三种酶液处理后的珊瑚粉，不仅保留了原有珊瑚粉的性能，同时也释放出了珊瑚粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌性能，所以，此时的珊瑚粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌和霉菌在热塑性弹性体材料繁殖。并且，甲壳素具有较强的年粘性，其能够进一步保证各组分之间的粘结牢固度，从而提高热塑性弹性体抗机械损伤的性能。较强的抗菌杀菌性能，所以，此时的珊瑚粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌和霉菌在热塑性弹性体材料繁殖。并且，甲壳素具有较强的年粘性，其能够进一步保证各组分之间的粘结牢固度，从而提高热塑性弹性体抗机械损伤的性能。
优选为，所述珊瑚粉的平均粒度小于5μm。
通过采用上述技术方案，由于珊瑚粉的颗粒较细，这样其能够均匀地分散于其他组分中，并且也保证了熔融状态下混合物的流动性。再者，也有利于保证最终制品表面的平整度，增强制品美感。
优选为，所述润滑剂为TAF。
通过采用上述技术方案，TAF润滑剂不仅能够增强各原料之间的润滑性能，使得在生产的过程中各原料之间能够充分地混合。同时，其还具有与珊瑚粉等表面部分极性基团相结合的极性基团结构。对于整个复合体系来说，TAF润滑剂还能够促使珊瑚粉等和SEBS之间形成了类似锚固结点，改善了珊瑚粉等和SEBS的粘结状态，进而提高了珊瑚粉等在SEBS中的分散性。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物。
通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物分别为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，两者复合使用，能够发生协同作用，从而有效地促进了各原料之间的分散效果。
同时，由于脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚中带有脂肪酸根离子，在双螺杆挤出机中混合挤出的过程中，脂肪酸根离子能够与珊瑚粉中的Ca2+、CaHCO3+、CaOH+等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物，包覆在珊瑚粉颗粒表面，并且，脂肪酸钙中的烃基使珊瑚粉表面性质由亲水变成亲油，同时，这种脂肪酸钙的粘结性也较强，从而位于热塑性弹性体表面的珊瑚粉能够形成一道膜，为热塑性弹性体起到屏障保护作用，从而降低了热塑性弹性体与外界腐蚀物的直接接触，从而降低了被腐蚀的概率。
所述热稳定剂为碘化锂。
通过采用上述技术方案，碘化锂相较于其他碘化盐，不仅因为自身的物理性能而提高了热塑性弹性体的热稳定性能。同时，碘化锂中的锂离子还能够与热塑性弹性体中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了热塑性弹性体分子链及相应自由基的运动，因而使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而，促使了热塑性弹性体具有更高的热分解温度。
所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1∶2∶1.4。
通过采用上述技术方案，上述抗氧剂能够有效地提高热塑性弹性体的抗氧性，这样有利于延长热塑性弹性体的使用寿命。
一种适用于厨房用品的热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤：
S1、秤取20～30份SBS和10～18份SEBS加入到混合器中，并加入35～50份食品级白油预热至70～80℃，并进行搅拌混合；
S2、待食品级白油完全被吸收之后，向混合器中依次加入秤取的8～15份食品级PP、2～5份马来酸酐接枝剂，3～8份POE弹性体、2～5份HDPE、1.5～2份芥酸、1.5～2份硅酮和15～30份填充剂，并加热温度至80～90℃，保持1h，得到混合物；
S3、将S2中的混合物加入到挤出机中挤出，并经过冷却风干后得到热塑性弹性体料条；
S4、将料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将产品粒子进行包装。
通过采用上述技术方案，先对SBS和SEBS进行预热，这样能够使其在熔化后分子键可以充分的打开，从而有利于其他组分与其更好地进行溶合。
优选为，混合器为高速搅拌机。
通过采用上述技术方案，高速搅拌机能够利用自身的高速转速产生热量，所以能够使白油和SBS及SEBS快速密切并吻合塑炼要求。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本申请的热塑性弹性体在制成菜板等厨房用品后，具有较强的防滑性能，避免在使用过程中滑动，同时其还较为环保适合在食品领域进行使用；
2.经酶液处理后的珊瑚粉，不仅有利于促进热塑性弹性体生产成型，同时产生的甲壳素还能够进一步增强热塑性弹性体的抑菌性能；
3.向原料中添加碘化锂，使得制成后的制品能够有效地提高热稳定性。
附图说明
图1为一种适用于厨房用品的热塑性弹性体的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
步骤一、秤取20Kg SBS和10Kg SEBS加入到混合器中，并加入35Kg食品级白油，并对混合器内的物料进行预热，预热温度至70～80℃，并且混合器中的搅拌桨以60rpm的转速对物料进行搅拌混合；
步骤二、待食品级白油完全被物料吸收之后，再向混合器中依次加入秤取的8Kg食品级PP、2Kg马来酸酐接枝剂，3Kg POE弹性体、2Kg HDPE、1.5Kg芥酸、1.5Kg硅酮和15Kg填充剂，搅拌均匀后，加热温度至80～90℃，保持1h，得到混合物；
步骤三、将步骤二中的混合物加入到挤出机中挤出，并经过冷却风干后得到热塑性弹性体料条；
步骤四、将料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将产品粒子进行包装。
其中，填充物主要为珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂，且珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂的质量比为4∶1∶1∶2∶1∶1，即6Kg珊瑚粉、1.5Kg润滑剂、1.5Kg表面活性剂、3Kg热稳定剂、1.5Kg 2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和1.5Kg抗氧剂。
并且，珊瑚粉的制备方法：先配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。之后，将珊瑚研磨成平均粒度小于5μm的珊瑚粉。
而此处润滑剂选用的为TAF。表面活性剂选用的为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物，两者的质量比优选为1∶1。其次，热稳定剂为碘化盐，例如碘化钾、碘化亚铜等，此处优选为碘化锂。另外，此处的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1∶2∶1.4。
并且，此处的混合器为高速搅拌机。
而实施例二至实施例五以及对比例一至对比例三与实施例一的区别，如下表一和表二所示：
表一
表二
其中，对比例一和对比例二的热稳定剂为碘化锂，对比例三和对比例四的热稳定剂为蓖麻油酸锌。
对成品热塑性弹性体进行抑菌性能、抗老化、熔融指数和耐候性的测试。
测试方法：
抑菌性能：将10cm*10cm的热塑性弹性体块置于相对于湿度75％，温度为25℃，72小时，观察热塑性弹性体表面的菌落数量；
抗老化性：先检测热塑性弹性体的拉伸强度ASTM-D412、伸长率ASTM-D412和撕裂强度ASTM-D624，待用200uW/cm2强度的紫外线照射后，再对热塑性弹性体进行拉伸强度、伸长率和撕裂强度的检测；
熔融指数：根据ASTM-D1238，取2.16Kg，在190℃温度下进行检测；
耐候性：将热塑性弹性体放置于50℃环境下，4小时，之后再放置于-10℃环境中，4小时，重复3次，再对热塑性弹性体进行拉伸强度、伸长率和撕裂强度的检测；
耐酸碱性：将热塑性弹性体分别浸润于pH值为1至14的溶液中，然后取出分别测试其力学强度，以确定热塑性弹性体耐酸碱能力。
检测结果如下表三所示：
表三
从上表三实施例一至实施例五的测试结果可以看出，本申请的热塑性弹性体具有良好的机械性能和热稳定性；结合对比例一和实施例三结果可以看出，本申请具有良好的耐酸碱的性能；而从对比例二和实施例三的结果可以看出，在配方中加入经酶液处理后的珊瑚粉，使得热塑性弹性体具备了良好的抑菌功能；再者，结合对比例三、对比例四和实施例三的结果可以看出，本申请中2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂的配合使用，使得热塑性弹性体具备了良好的抗老化和耐候性。
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)

1.一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述填充剂包括珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂，且珊瑚粉、润滑剂、表面活性剂、热稳定剂、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和抗氧剂的质量比为4∶1∶1∶2∶1∶1。
3.根据权利要求2所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述珊瑚粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
4.根据权利要求3所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述珊瑚粉的平均粒度小于5μm。
5.根据权利要求2所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述润滑剂为TAF。
6.根据权利要求2所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚的混合物。
7.根据权利要求2所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述热稳定剂为碘化锂。
8.根据权利要求1所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1∶2∶1.4。
9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤：
S1、秤取20～30份SBS和10～18份SEBS加入到混合器中，并加入35～50份食品级白油预热至70～80℃，并进行搅拌混合；
S2、待食品级白油完全被吸收之后，向混合器中依次加入秤取的8～15份食品级PP、2～5份马来酸酐接枝剂，3～8份POE弹性体、2～5份HDPE、1.5～2份芥酸、1.5～2份硅酮和15～30份填充剂，并加热温度至80～90℃，保持1h，得到混合物；
S3、将S2中的混合物加入到挤出机中挤出，并经过冷却风干后得到热塑性弹性体料条；
S4、将热塑性弹性体料条输送至切粒机进行切粒后，将产品粒子再次经过风干、分筛后，将产品粒子进行混合、检测，最后将产品粒子进行包装。
10.根据权利要求9所述的一种适用于厨房用品的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：混合器为高速搅拌机。
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