CN111349301A - 一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：线性氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物30～50％；加工油10～30％；热塑性聚酯弹性体10～30％；单体树酯3～5％；聚丙烯5～10％；填料5～10％。该材料可满足市场笔记本电脑保护壳材料对于加工工艺简单、环保可回收、质轻、耐磨性好、止滑性佳、触感佳、防摔防震性好、耐老化性能好的性能要求，以及满足市场笔记本电脑保护壳对于材料选择的多样性的需求。

Description

一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料及加工方法
技术领域
本发明涉及材料制造领域，具体涉及一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料及加工方法。
背景技术
目前市场上的笔记本电脑保护壳材料多为聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、真皮、硅橡胶等材质经不同加工方式加工而成。
众所周知，聚氨酯(PU)虽然具备耐磨、耐温、触感佳等优点，但比重高、易产生黄变、易水解、弹性差、耐老化性差、硬度范围窄。
聚氯乙烯(PVC)虽然材料成本低，但大多不环保，且加工工序复杂、比重高、不耐低温、易黄变、能耗高、不利于人类健康及环保特性。
真皮材料虽然各方面性能优异，但材料比重高、成本高，取得范围小，且破坏大自然生态平衡及危害动物。
硅橡胶虽然具备弹性好、触感佳、耐磨、耐温性佳等优点，但其材料成本及加工成本高、加工工序复杂、不易回收。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷,解决以上笔记本电脑保护壳材料存在的技术难题，及从材料的多样性及选择性为出发点，研发了一种新型的热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料及加工方法，以满足市场笔记本电脑保护壳材料对于加工工艺简单、环保可回收、质轻、耐磨性好、止滑性佳、触感佳、防摔防震性好、耐老化性能好的性能要求，以及满足市场笔记本电脑保护壳对于材料选择的多样性的需求。
本发明提供了一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物30～50％；加工油10～30％；热塑性聚酯弹性体10～30％；单体树酯3～5％；聚丙烯5～10％；填料5～10％。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物选自溶液粘度在 1500～2200cps范围内的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物选自重均分子量大于22万的高重均分子量的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。
在本发明中，高重均分子量的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物一般指重均分子量大于22万的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，优选的采用重均分子量大于30万的此类聚合物。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述加工油选自运动粘度(40℃)为150～200，CP值为45％～ 55％，CN值为40％～55％的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述热塑性聚酯弹性体选自熔体流动速率为30～60g/10min 的热塑性聚酯弹性体中的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述聚丙烯选自熔体流动速率为85～125g/10min的聚丙烯中的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述单体树脂选自烃类树脂中的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、上述填料选自目数大于2500的填料中的一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、更包含抗氧化剂，上述抗氧化剂的重量百分比占整體組分的0.1～1％。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、干式止滑系数>0.3，DIN磨耗值<105，优选的干式止滑系数>0.4，DIN磨耗值<100。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，还具有这样的特点：即、与ABS粘接强度>7，优选的与ABS粘接强度>8。
本发明提供了一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，其特征在于：具体加工工艺流程为：
流程S1：线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加入加工油；
流程S2：吸油静置；
流程S3：加入其他组分混合；
流程S4：双螺杆挤出造粒；
流程S5：注塑成型。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，还具有这样的特点：即、在上述流程S5中：
进料段温度为160～170℃；
前段温度为180～190℃；
中段温度为185～195℃；
后段温度为190～200℃；
模头温度为200～205℃。
进一步地，本发明提供的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，还具有这样的特点：即、上述流程S5采用二次注塑成型的方法进行制造；其中，上述二次注塑成型是采用热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料与ABS基材进行包胶。
本发明的作用和有益效果：
本发明涉及的热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料以苯乙烯类弹性体 (SBC)中的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，SEBS)弹性体为主体，加之以加工油、其他类型弹性体、树酯、聚丙烯、抗氧化剂、耐磨剂、填料等材料以不同配比物理共混而成。
在本发明的配方中，线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，SEBS)弹性体提供材料的主要性能，如柔软的触感、弹性、耐低温性、耐曲折性、止滑、防摔、抗震等性能，加工油可提高流动性及改善加工性作用，单体树酯提供一定的极性与流动性，聚丙烯可改善加工性及热稳定性，抗氧化剂提供抗氧性和耐热老化性，耐磨剂改善耐磨性与手感，填料在于补强与控制成本。
与传统的笔记本电脑保护壳材料相比，如图1所示，本发明热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，材料新颖、性能优异，具有可回收利用、加工工序简单、无毒、良好的耐磨性和止滑性、硬度范围广、质轻、手感舒适等优异的性能。
附图说明
附图1、本实施例涉及的笔记本电脑保护壳的实物产品示意图。
具体实施方式
本实施例中的配方，摒弃了市场上传统的聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、真皮、硅橡胶等材料为基础的主材料体系，而选择人们知之甚少的苯乙烯类弹性体(SBC)中的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，SEBS)弹性体为主体的配方体系，辅之以少量加工油、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、单体树酯、聚丙烯(PP)、抗氧化剂(AO)、填料等。
实施例一、
原料 重量百分比(wt％)
SEBS-6151 45
Oil-150N 18
TPEE-GPV 30CE NC010 17
Resin-5140 3
PP-BX3920 9
CaCO<sub>3</sub>-LH2800 8
AO-50 0.1
本实施例中的加工方法，具体加工工艺流程为：流程S1：线性氢化苯乙烯- 丁二烯嵌段共聚物加入加工油；流程S2：吸油静置；流程S3：加入其他组分混合；流程S4：双螺杆挤出造粒；流程S5：注塑成型。
上述流程S5的成型工艺为：注塑成型-二次注塑(需要与ABS基材包胶)。上述流程S5加工参数如下所示：
料筒温度 设定值
进料段温度 160℃
前段温度 180℃
中段温度 185℃
后段温度 190℃
模头温度 200℃
本发明其他实施例：
实施例二、
原料 重量百分比(wt％)
SEBS-6151 37
Oil-150N 20
TPEE-GPV 30CE NC010 22
Resin-5140 3
PP-BX3920 10
CaCO<sub>3</sub>-LH2800 8
AO-50 0.1
实施例三、
原料 重量百分比(wt％)
SEBS-6151 40
Oil-KN4010 20
TPEE-GPV 30CE NC010 20
Resin-5140 4
PP-BX3920 8
CaCO<sub>3</sub>-LH2800 8
AO-50 0.1
实施例四、
Figure BDA0002446697410000061
Figure BDA0002446697410000071
上述基础配方以苯乙烯为主体的配方体系，属于聚合物的改性，故采用机械式的双螺杆物理共混改性。
表一
Figure BDA0002446697410000072
在表一中，与ABS粘接强度越大，代表电脑保护材料与电脑ABS主体外壳及外框粘接牢度好，本数值中，与ABS粘接强度达到6以上为良好，10以上为优，由於硅胶没办法与ABS通过二次注塑后粘接在一起，因此數值為0；DIN磨耗值代表材料的易磨损程度，反映材料的耐磨性，DIN磨耗值越大，代表材料越易磨损，材料的耐磨性越差，DIN磨耗值100以下为良好，60以下为优；干式止滑系数，代表的是材料的止滑性能，干式止滑系数越大，代表材料的止滑性越好；MFR代表材料的流动性，反映材料的加工性能，一般情况下，MFR越高，材料的加工性越好；HS代表的是材料的软硬度，HS值越大，代表材料手感越硬，反之越软，用于保护壳材料的软硬度基本要求为65-75之间；Sp.Gr代表的是材料的比重，Sp.Gr数值越大，代表材料单位体积下的重量越大，数值越小，代表材料越轻量。以本案来看，作为笔记本电脑保护壳材料，其DIN磨耗值越小越好，干式止滑系数越大越好，MFR越大越好，Sp.Gr越小越好。由表一可知，本發明實施例一～四的DIN磨耗值、干式止滑系数及HS等特性可符合基本要求，且与ABS粘接强度、MFR及Sp.Gr均优於比較例，可說明本發明實施例一～四相對於比較例具有与电脑ABS主体外壳及外框粘接牢度好、加工性能优异及比重輕等优点。
在本发明中，关于苯乙烯类弹性体(SBC)的选择：目前市场上使用较多的苯乙烯类弹性体(SBC)主要有氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯-乙烯- 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，SEBS)、未氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，SBS)、未氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(苯乙烯- 异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，SIS)，其中SBS价格低廉，加工工序简单，来源广，应用较广泛，但SBS耐高低温性、触感、耐老化等性能稍差。SIS加工工序简单，价格适中，但耐高低温性、触感、耐热老化、加工性、触感等性能较差，应用范围较窄。而SEBS价格适中，来源广、应用范围广，且止滑性、弹性、触感、耐低温性、耐热老化性等性能要明显优于其他常用的苯乙烯类弹性体，故选择线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)弹性体为配方的主体材料，根据本发明产品的需要，从SEBS的重均分子量、耐热老化性、来源、价格、品质稳定性等因素综合考量，本配方优选自溶液粘度在1500～2200cps范围内的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，最优选择台橡的高重均分子量的SEBS-6151为主体材料。
关于加工油的选择：基于材料相容性的考量，此次选择与配方中其它材料相容性较好的、粘度适中的、耐热老化性能较优的环烷烃白油KN4010。
关于热塑性聚酯弹性体的选择：基于笔记本电脑保护壳材料需要有较好的耐热性与强度，故选择掺配适量的热塑性聚酯弹性体作为辅助，从材料加工温度、流动性、硬度等性能考量，此配方选用熔体流动速率为30～60g/10min的热塑性聚酯弹性体，最优选自杜邦的热塑性聚酯弹性体(TPEE-GPV 30CE NC010)。
关于单体树酯的选择：与普通聚丙烯塑料相比，单体树酯具有较高的流动性与易加工的特性，且弹性模量高，故在此配方体系中加之适量比例的单体树酯，提供部份流动性、加工性及提高弹性模量，此配方最优选择伊士曼的单体树酯Resin-5140。
关于聚丙烯的选择：在聚丙烯的选择上，基于产品性质的要求，此配方选择熔体流动速率为85～125g/10min的聚丙烯，最优选择SK的超高流动性的 PP-BX3920，以提供恰当的流动性与加工性能。
关于抗氧化剂的选择：可选用任何类型的抗氧化剂，最优选市场上使用较广范的中国台湾长春化工的AO-50以满足笔记本电脑保护壳对于抗氧性及耐老化性的需求。
关于填料的选择：根据产品性质的需要，上述填料选自目数大于2500的填料中的一种或几种，最优选目数为2800的特殊的碳酸钙(LH2800)作为填料，以提供较好的分散性、补强、降低收缩的作用。

Claims (16)

1.一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物30～50％；加工油10～30％；热塑性聚酯弹性体10～30％；单体树酯3～5％；聚丙烯5～10％；填料5～10％。
2.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物选自溶液粘度在1500～2200cps范围内的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物选自重均分子量大于22万的高重均分子量的线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述加工油选自运动粘度(40℃)为150～200，CP值为45％～55％，CN值为40％～55％的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述热塑性聚酯弹性体选自熔体流动速率为30～60g/10min的热塑性聚酯弹性体中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述单体树脂选自烃类树脂中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述聚丙烯选自熔体流动速率为85～125g/10min的聚丙烯中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：所述填料选自目数大于2500的填料中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：更包含抗氧化剂，所述抗氧化剂的重量百分比占整体组分的0.1～1％。
10.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：干式止滑系数>0.3，DIN磨耗值<105。
11.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：干式止滑系数>0.4，DIN磨耗值<100。
12.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：与ABS粘接强度>7。
13.如权利要求1所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料，其特征在于：与ABS粘接强度>8。
14.一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，其特征在于：具体加工工艺流程为：流程S1：线性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加入加工油；流程S2：吸油静置；流程S3：加入其他组分混合；流程S4：双螺杆挤出造粒；流程S5：注塑成型。
15.如权利要求14所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，其特征在于：在所述流程S5中：
进料段温度为160～170℃；
前段温度为180～190℃；
中段温度为185～195℃；
后段温度为190～200℃；
模头温度为200～205℃。
16.如权利要求15所述的一种热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料的加工方法，其特征在于：所述流程S5采用二次注塑成型的方法进行制造；其中，所述二次注塑成型是采用热塑性弹性体笔记本电脑保护壳材料与ABS基材进行包胶。
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