CN112574524B - 一种牙刷毛注塑用tpe材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种牙刷毛注塑用TPE材料及其制备方法，属于热塑性弹体材料领域。所述牙刷毛注塑用TPE材料，包括以下重量份的组分：SEBS 20‑30份、EPDM 10‑25份、四丙氟橡胶5‑10份、聚苯醚6‑12份、溴化丁基橡胶12‑18份、改性HDPE树脂2‑8份、白油15‑30份、滑石粉12‑15份、纳米氧化锌0.2‑0.4份、纳米铜0.1‑0.3份、甲壳素0.1‑0.2份。本申请将SEBS先与白油混合，再与其他组分混合，然后在螺杆挤出机中制备得到TPE材料，其具有很好的力学强度、耐磨性、柔软度和抗菌性，将其制作成牙刷毛可以延长牙刷的使用寿命，同时提高牙刷的使用舒适度。

Description

一种牙刷毛注塑用TPE材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及热塑性弹体材料领域，特别涉及一种牙刷毛注塑用TPE材料及其制备方法。
背景技术
传统的牙刷毛一般由天然猪鬃或尼龙材料制作而成。天然猪鬃的清洁效果和吸附牙膏的能力都比尼龙材料好，但由于来源有限，限制了其使用范围。而尼龙材料虽然韧性较佳，但抗菌性一般，在使用过程中，牙刷刷头会与水或食物残渣接触，又由于牙刷刷毛比较致密，在两次使用之间其内水分很难彻底去除，随着使用时间的延长牙刷刷毛内会滋生大量的细菌，重复使用后容易诱发口腔感染，影响身体健康。而且尼龙材料制成的牙刷刷毛即使比较纤细，但硬度依然很高，也经常会刮擦到牙龈，使用舒适度一般。
TPE材料，即热塑性弹性体，是一种既具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征的材料，其环保无毒安全，应用范围广，具有优良的着色性、耐候性、抗疲劳性和耐温性，触感柔软，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本。申请人发现，如果采用TPE材料并辅以抗菌材料来加工牙刷刷毛，可以很好的解决尼龙材料硬度较高且抗菌性较差的问题。
发明内容
针对现有的牙刷刷毛材料硬度较高且抗菌性能差的问题，本申请提供一种牙刷毛注塑用TPE材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种牙刷毛注塑用TPE材料，通过以下技术方案得以实现。
一种牙刷毛注塑用TPE材料，包括以下重量份的组分：
SEBS 20-30份；
EPDM 10-25份；
四丙氟橡胶 5-10份；
聚苯醚 6-12份；
溴化丁基橡胶 12-18份；
改性HDPE树脂 2-8份；
白油 15-30份；
滑石粉 12-15份；
纳米氧化锌 0.2-0.4份；
纳米铜 0.1-0.3份；
甲壳素 0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，本申请在SEBS、EPDM中加入四丙氟橡胶、溴化丁基橡胶、改性HDPE树脂以及抗菌剂等物质，制备得到的TPE材料具有很好的力学性能、耐磨性、柔软度和抗菌性，将其制作成牙刷毛能够长效抑制细菌的滋生，延长牙刷的使用寿命，同时还能提高牙刷的使用舒适度。
具体的，本申请的溴化丁基橡胶可以与SEBS进行共混改性，溴化丁基橡胶在高速剪切力的作用下分散成微米级的橡胶硫化胶粒子，其能够均匀的分散到SEBS中去，在受到外力作用时，硫化胶粒子能够充当作用力集中点，从而减小TPE材料的压缩永久变形量，提高了材料的弹性，但加入溴化丁基橡胶后SEBS的力学性能稍微有所下降，所以，本申请通过加入改性HDPE树脂、四丙氟橡胶来弥补或改善TPE材料的力学性能，而且四丙氟橡胶还能够提高材料的耐磨性，从而提高了牙刷毛的使用次数，延长了牙刷的使用寿命。
本申请通过提高牙刷毛的耐磨性从而提高了牙刷的使用寿命，但是长期使用牙刷，牙刷毛内会形成大量的细菌，又进一步限制了牙刷的使用时间。所以，本申请为了解决细菌滋生问题，在TPE材料中进一步的增加了抗菌剂。本申请通过将无机抗菌剂和生物抗菌剂复配使用，采用不同的抗菌机理来扩大抗菌范围，对革兰氏阴性或阳性细菌、霉菌均具有很好的抑制效果，且抑菌效果持久。
综上所述，本申请的TPE材料不但具有良好的机械强度，还具有突出的耐磨性、抗菌性和弹性，从而提高了牙刷的舒适性和卫生性，延长了牙刷的使用寿命。
可选的，一种牙刷毛注塑用TPE材料，包括以下重量份的组分：
SEBS 25-28份；
EPDM 12-15份；
四丙氟橡胶 6-9份；
聚苯醚 8-10份；
溴化丁基橡胶 15-17份；
改性HDPE树脂 3-7份；
白油 20-25份；
滑石粉 13-14份；
纳米氧化锌 0.25-0.35份；
纳米铜 0.18-0.24份；
甲壳素 0.14-0.17份。
通过采用上述技术方案，本申请将TPE材料中的各组分做了进一步限定，各组分在以上的用量范围内进行混合，最终制备的TPE材料具有很好的机械性能，且柔韧性、耐磨性和抗菌性能突出。
可选的，所述改性HDPE树脂的改性方法为：将HDPE树脂12-15份、POE树脂2-3份、白炭黑0.4-0.5份和松节油0.1-0.2份进行混合，在50-70℃、800-1000rpm/min条件下搅拌40-60min，然后在220-240℃熔融混合，并在230-250℃的挤出温度下螺杆挤出，将挤出的材料采用Co60辐照50-110kGy，即得改性HDPE树脂。
通过采用上述技术方案，本申请将HDPE树脂和POE树脂进行混合，然后将二者在螺杆挤出机中熔融共混并挤出，最后将挤出的材料进行辐照处理，使二者内部进行交联，形成一个整体，最终获得的改性HDPE树脂不仅保有HDPE树脂的机械性能，还能使HDPE树脂增加了弹性，从而提高牙刷毛的使用舒适度。
可选的，所述纳米铜的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮和氯化铜溶于水中，在300-500rpm/min搅拌1-2h，聚乙烯吡咯烷酮和氯化铜的质量比为(10-15):1；然后向混合物中加入N2H4，N2H4的加入量为氯化铜质量的1/10000-1/100000，继续搅拌3-4h，在3000-4000rpm/min离心5-10min，洗涤，真空干燥12-24h，即得纳米铜。
通过采用上述技术方案，本申请采用液相化学还原法将铜盐与还原剂肼在液相中发生氧化还原反应，并辅以高分子表面活性剂，形成稳定的纳米铜粒子。将纳米铜粒子加入到TPE材料中，与氧化铜作为抗菌剂相比，纳米铜粒子更能够均匀的分散在体系中，显著提高TPE材料的抗菌性能，且抗菌效果持久。
可选的，所述TPE材料中还加入环烷油，所述环烷油的质量为白油质量的1/4-1/3。
通过采用上述技术方案，本申请采用白油和环烷油共同对SEBS进行充油，白油和环烷油可以保持SEBS物理交联网络的稳定性，进一步增加SEBS的流动性，调节TPE材料的硬度，改善其加工性能。
可选的，所述TPE材料中还包括8-12份改性碳化硅。
通过采用上述技术方案，本申请在TPE材料中还加入改性碳化硅作为填料，碳化硅化学性能稳定，耐磨性能好，将其加入TPE材料中，一方面能够提高材料的力学性能和耐磨性，另一方面还能降低材料的成本。
可选的，所述改性碳化硅的改性方法为：
a. 将碳化硅浸没于10-15%硝酸中，在65-75℃水浴反应2-3h，洗涤至中性，在70-80℃烘干18-24h；
b.将步骤a获得的产物加入到20-25%乙醇溶液中，调节pH至4-5，再加入硅烷偶联剂，65-75℃水浴反应2-3h，硅烷偶联剂与碳化硅的质量比为(0.04-0.06):1，洗涤至中性，在70-80℃烘干18-24h；
c.将步骤b获得的产物、丁基橡胶、过氧化苯甲酰和水按照质含量比为1:(0.08-0.12):(0.07-0.09):(4-5)进行混合，在转速为400-500rpm/min，球料比为 (8-10):1的条件下球磨处理2.5-4.5h，洗涤后在45-55℃干燥24-48h，即得到改性碳化硅。
所述硅烷偶联剂选用KH550型硅烷偶联剂。
通过采用上述技术方案，本申请将经过硝酸和硅烷偶联剂处理的碳化硅与丁基橡胶进行反应，获得的改性碳化硅能够均匀分布在TPE材料中，进一步提高了TPE材料的机械强度和耐磨性能，且赋予TPE材料一定的弹性，使生产获得的TPE材料更加适用于制作牙刷毛，提高牙刷的耐磨性和使用舒适度。
可选的，所述TPE材料中还包括0.1-0.5份B2O3-ZnO复合材料。
通过采用上述技术方案，本申请在TPE材料中还加入一定量的光触媒，B2O3-ZnO复合材料在光催化下，可以产生氧化能力极强的活性自由基和超氧阴离子，细菌附着于牙刷毛后，可以破坏细胞内的辅酶A和呼吸作用酶，从而发挥抗菌抑菌作用，终止有害微生物的生长繁殖，并且还可以把有害微生物释放的有害物质降解成二氧化碳和水。另外，B2O3-ZnO复合材料安全无毒不会对人体身体健康带来影响。
可选的，所述B2O3-ZnO复合材料的制备方法为：将B2O3粉末、ZnO粉末和木质素磺酸钠按照质量比为1:(1-1.2) :(0.05-0.08)进行混合，在转速为400-500rpm/min、球料比为(8-10):1、水为溶剂的条件下球磨处理5-6h；将球磨结束后的浆料在80-90℃、200-300rpm/min反应2-3h，再在60-70℃干燥48-60h，即得B2O3-ZnO复合材料。
通过采用上述技术方案，本申请采用球磨法在表面活性剂的作用下，将B2O3粉末、ZnO粉末合成纳米异质结结构的B2O3-ZnO复合材料。制备得到的B2O3-ZnO复合材料催化效率较高，对太阳光的吸收率显著提高，无需在紫外光下激发就可以发挥催化作用，从而可以在牙刷的日常使用过程中发挥抗菌抑菌作用。
第二方面，本发明提供了一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，采用以下技术方案得以实现。
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取规定量的SEBS，在90-100℃保温1-2h，然后向SEBS中加入规定量的白油，在温度为90-100℃、转速为150-200rpm/min的条件下搅拌1-2h；
S2.称取规定量的EPDM、四丙氟橡胶、 聚苯醚、溴化丁基橡胶、改性HDPE树脂、滑石粉、纳米氧化锌、纳米铜、甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1000-1500rpm/min搅拌10-20min；
S3.将步骤S2获得的混合物在170-200℃熔融混合，并在180-210℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料。
通过采用上述技术方案，本申请先将SEBS与白油进行混合，然后再将充油后的SEBS与其他物料进行充分混合，最后将所有成分送入螺杆挤出机，最终生产得到牙刷毛注塑用TPE材料。整个TPE材料制备方法简单，采用行业内通用的螺杆挤出机进行生产，适合工业化大规模生产。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请TPE材料具有很好的力学性能的同时，还具有良好的耐磨性和抗菌性，从而提高了牙刷毛的使用寿命；
2、本申请还兼顾了TPE材料的柔软度，提高了牙刷的使用舒适度，满足使用者的需要。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的SEBS购自宁波市英创塑胶有限公司，型号YH-503；
本申请的EPDM、溴化丁基橡胶、丁基橡胶购自上海缘橡实业有限公司；
本申请的四丙氟橡胶购自成都森发橡塑有限公司；
本申请的聚苯醚购自东莞市铭汇塑胶有限公司；
本申请的HDPE树脂购自东莞市绵恒塑料有限公司；
本申请的POE树脂购自东莞市丰益塑胶原料有限公司；
本申请的白油购自山东振威新材料有限公司，7#；
本申请的松节油购自南京永禄医药科技有限公司
本申请的环烷油购自广州茂廷化工有限公司；
本申请的纳米氧化锌购自南京保克特新材料有限公司；
本申请的甲壳素购自平顶山市豫峰生物科技有限责任公司；
本申请的聚乙烯吡咯烷酮购自广州市昊兆化工有限公司；
本申请的N2H4购自北京百灵威科技有限公司；
本申请的B2O3粉末购自南京化学试剂股份有限公司；
本申请的木质素磺酸钠购自山东瑞鸿德化工科技有限公司。
制备例1
改性HDPE树脂的改性方法为：将HDPE树脂12kg、POE树脂3kg、白炭黑0.4kg和松节油0.2kg进行混合，在50℃、800rpm/min条件下搅拌60min，然后在220℃熔融混合，并在230℃的挤出温度下螺杆挤出，将挤出的材料采用Co60辐照50kGy，即得改性HDPE树脂。
制备例2
改性HDPE树脂的改性方法为：将HDPE树脂15kg、POE树脂2kg、白炭黑0.5kg和松节油0.1kg进行混合，在70℃、1000rpm/min条件下搅拌40min，然后在240℃熔融混合，并在250℃的挤出温度下螺杆挤出，将挤出的材料采用Co60辐照110kGy，即得改性HDPE树脂。
制备例3
纳米铜的制备方法为：将10kg聚乙烯吡咯烷酮和1kg氯化铜溶于水中，在300rpm/min搅拌2h；然后向混合物中加入0.1g N2H4，继续搅拌3h，在4000rpm/min离心5min，洗涤，真空干燥24h，即得纳米铜。
制备例4
纳米铜的制备方法为：将15kg聚乙烯吡咯烷酮和1kg氯化铜溶于水中，在500rpm/min搅拌1h；然后向混合物中加入0.01g N2H4，继续搅拌4h，在3000rpm/min离心10min，洗涤，真空干燥12h，即得纳米铜。
制备例5
改性碳化硅的改性方法为：
a.称取50kg碳化硅浸没于10%硝酸中，在65℃水浴反应3h，洗涤至中性，在70℃烘干24h；
b.将步骤a获得的产物加入到25%乙醇溶液中，调节pH至5，再加入3kgKH550型硅烷偶联剂，75℃水浴反应2h，洗涤至中性，在70℃烘干24h；
c.将50kg步骤b获得的产物、4kg丁基橡胶、4.5kg过氧化苯甲酰和200kg水进行混合，在转速为400rpm/min，球料比为8:1的条件下球磨处理2.5h，洗涤后在45℃干燥48h，即得到改性碳化硅。
制备例6
改性碳化硅的改性方法为：
a.称取50kg碳化硅浸没于15%硝酸中，在75℃水浴反应2h，洗涤至中性，在80℃烘干18h；
b.将步骤a获得的产物加入到20%乙醇溶液中，调节pH至4，再加入2kgKH550型硅烷偶联剂，65℃水浴反应3h，洗涤至中性，在80℃烘干18h；
c.将50kg步骤b获得的产物、6kg丁基橡胶、3.5kg过氧化苯甲酰和250kg水进行混合，在转速为500rpm/min，球料比为10:1的条件下球磨处理4.5h，洗涤后在55℃干燥24h，即得到改性碳化硅。
制备例7
B2O3-ZnO复合材料的制备方法为：将1kg B2O3粉末、1kg ZnO粉末和0.08kg木质素磺酸钠进行混合，在转速为500rpm/min、球料比为10:1、水为溶剂的条件下球磨处理6h；将球磨结束后的浆料在90℃、200rpm/min反应3h，再在70℃干燥48h，即得B2O3-ZnO复合材料。
制备例8
B2O3-ZnO复合材料的制备方法为：将1kg B2O3粉末、1.2kg ZnO粉末和0.05kg木质素磺酸钠进行混合，在转速为400rpm/min、球料比为8:1、水为溶剂的条件下球磨处理5h；将球磨结束后的浆料在80℃、300rpm/min反应2h，再在60℃干燥60h，即得B2O3-ZnO复合材料。
实施例1
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取20kgSEBS，在90℃保温2h，然后向SEBS中加入15kg白油，在温度为90℃、转速为200rpm/min的条件下搅拌1h；
S2.称取25kgEPDM、5kg四丙氟橡胶、12kg聚苯醚、12kg溴化丁基橡胶、8kg制备例1改性HDPE树脂、12kg滑石粉、0.4kg纳米氧化锌、0.1kg制备例3纳米铜、0.2kg甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1500rpm/min搅拌10min；
S3.将步骤S2获得的混合物在170℃熔融混合，并在180℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料。
实施例2
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取30kgSEBS，在100℃保温1h，然后向SEBS中加入30kg白油，在温度为100℃、转速为150rpm/min的条件下搅拌2h；
S2.称取10kgEPDM、10kg四丙氟橡胶、6kg聚苯醚、18kg溴化丁基橡胶、2kg制备例2改性HDPE树脂、15kg滑石粉、0.2kg纳米氧化锌、0.3kg制备例4纳米铜、0.1kg甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1000rpm/min搅拌20min；
S3.将步骤S2获得的混合物在200℃熔融混合，并在210℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料。
实施例3
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取25kgSEBS，在95℃保温1.5h，然后向SEBS中加入20kg白油，在温度为95℃、转速为180rpm/min的条件下搅拌1.2h；
S2.称取15kgEPDM、6kg四丙氟橡胶、10kg聚苯醚、15kg溴化丁基橡胶、7kg制备例1改性HDPE树脂、13kg滑石粉、0.35kg纳米氧化锌、0.18kg制备例3纳米铜、0.17kg甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1200rpm/min搅拌16min；
S3.将步骤S2获得的混合物在180℃熔融混合，并在190℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料。
实施例4
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取28kgSEBS，在92℃保温1.8h，然后向SEBS中加入25kg白油，在温度为92℃、转速为160rpm/min的条件下搅拌1.8h；
S2.称取12kgEPDM、9kg四丙氟橡胶、8kg聚苯醚、17kg溴化丁基橡胶、3kg制备例2改性HDPE树脂、14kg滑石粉、0.25kg纳米氧化锌、0.24kg制备例4纳米铜、0.14kg甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1400rpm/min搅拌12min；
S3.将步骤S2获得的混合物在190℃熔融混合，并在200℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料。
实施例5
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中还加入5kg环烷油。
实施例6
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，还加入3.75kg环烷油。
实施例7
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例2的不同之处在于：在步骤S2中，还加入8kg制备例5制备的改性碳化硅。
实施例8
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例2的不同之处在于：在步骤S2中，还加入12kg制备例6制备的改性碳化硅。
实施例9
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例3的不同之处在于：在步骤S2中，还加入0.1kg制备例7制备的B2O3-ZnO复合材料。
实施例10
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例3的不同之处在于：在步骤S2中，还加入0.5kg制备例8制备的B2O3-ZnO复合材料。
对比例1
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例4的不同之处在于：在步骤S2中，不含有四丙氟橡胶。
对比例2
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例4的不同之处在于：在步骤S2中，不含有溴化丁基橡胶。
对比例3
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例4的不同之处在于：在步骤S2中，采用等量的HDPE树脂替换改性HDPE树脂。
对比例4
一种牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，与实施例4的不同之处在于：在步骤S2中，采用等量氧化铜替换纳米铜。
性能检测
1.参照JISK6251-2014测试标准检测本申请实施例1-10和对比例1-4制备获得的TPE材料的拉升强度和断裂伸长率；
2.参照ASTM D624测试标准检测本申请实施例1-10和对比例1-4制备获得的TPE材料的撕裂强度；
3.采用ISO815-1-2014测试标准检测本申请实施例1-10和对比例1-4制备获得的TPE材料的压缩变性性；
4.采用阿克隆磨耗机测定本申请实施例1-10和对比例1-4制备获得的TPE材料的耐磨性；
5.采用JIS Z22801标准测试本申请实施例1-10和对比例1-4制备获得的TPE材料金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性值。
实验结果参见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从表1可以看出，本申请实施例1-4制备的TPE材料的拉伸强度在14.2MPa以上，撕裂强度在43.6 KN/m，压缩变性小于17.3%，阿克隆磨耗小于0.07 cm3/1.61km，金黄葡萄球菌抗菌值大于4.7，大肠杆菌抗菌值大于4.3。以上实验结果表明，本申请实施例1-4制备的TPE材料具有很好的机械强度，且耐磨性、抗菌性和弹性都比较突出。本申请实施例5-6与实施例1的区别在于采用环烷油和白油与SEBS进行混合，从表1上可以看出，采用环烷油和白油后，TPE材料的力学性能得到了一定程度的提升。本申请实施例7-8与实施例2的区别在于加入改性碳化硅，从表1可以看出，加入改性碳化硅后TPE材料的耐磨性能明显提高。实施例9-10与实施例3的区别在于加入B2O3-ZnO复合材料后，TPE材料的抗菌性显著提高。
对比例1与实施例4的区别在于不加入四丙氟橡胶，从表1可以看出，由此制备获得的TPE材料的拉伸强度、撕裂强度降低，抗变形能力降低，尤其是耐磨性显著下降。实验结果表明，四丙氟橡胶的加入对TPE材料机械性能具有很好的提升，且显著提高了TPE材料的耐磨性，从而延长了牙刷毛的使用寿命。
对比例2与实施例4的区别在于不加入溴化丁基橡胶，从表1可以看出，由此制备获得的TPE材料的拉伸强度、撕裂强度降低，尤其是抗变形能力显著降低。实验结果表明，溴化丁基橡胶能够提高TPE材料的机械性能，尤其能够提高TPE材料的回弹能力，使其具有很好的柔韧性，从而提高了牙刷毛的使用舒适度。
对比例3与实施例4的区别在于采用HDPE树脂，从表1可以看出，由此制备获得的TPE材料的抗变形能力下降。实验结果表明，采用POE改性HDPE树脂，可以提高TPE材料的柔韧性，更加适合将其制作成牙刷毛。
对比例4与实施例4的区别在于采用氧化铜，从表1可以看出，由此制备获得的TPE材料的抗菌性能下降。实验结果表明，采用纳米铜材料能够更加均匀的分散在体系中，提高了TPE材料的抗菌性能，减少细菌的滋生。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种牙刷毛注塑用TPE材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：
Figure FDA0003753749620000011
所述改性HDPE树脂的改性方法为：将HDPE树脂12-15份、POE树脂2-3份、白炭黑0.4-0.5份和松节油0.1-0.2份进行混合，在50-70℃、800-1000rpm/min条件下搅拌40-60min，然后在220-240℃熔融混合，并在230-250℃的挤出温度下螺杆挤出，将挤出的材料采用Co60辐照50-110kGy，即得改性HDPE树脂；
所述纳米铜的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮和氯化铜溶于水中，在300-500rpm/min搅拌1-2h，聚乙烯吡咯烷酮和氯化铜的质量比为(10-15):1；然后向混合物中加入N2H4，N2H4的加入量为氯化铜质量的1/10000-1/100000，继续搅拌3-4h，在3000-4000rpm/min离心5-10min，洗涤，真空干燥12-24h，即得纳米铜；
所述TPE材料中还包括8-12份改性碳化硅；
所述改性碳化硅的改性方法为：
a.将碳化硅浸没于10-15％硝酸中，在65-75℃水浴反应2-3h，洗涤至中性，在70-80℃烘干18-24h；
b.将步骤a获得的产物加入到20-25％乙醇溶液中，调节pH至4-5，再加入硅烷偶联剂，65-75℃水浴反应2-3h，硅烷偶联剂与碳化硅的质量比为(0.04-0.06):1，洗涤至中性，在70-80℃烘干18-24h；
c.将步骤b获得的产物、丁基橡胶、过氧化苯甲酰和水按照质含量比为1:(0.08-0.12):(0.07-0.09):(4-5)进行混合，在转速为400-500rpm/min，球料比为(8-10):1的条件下球磨处理2.5-4.5h，洗涤后在45-55℃干燥24-48h，即得到改性碳化硅；
所述TPE材料中还包括0.1-0.5份B2O3-ZnO复合材料；
所述B2O3-ZnO复合材料的制备方法为：将B2O3粉末、ZnO粉末和木质素磺酸钠按照质量比为1:(1-1.2):(0.05-0.08)进行混合，在转速为400-500rpm/min、球料比为(8-10):1、水为溶剂的条件下球磨处理5-6h；将球磨结束后的浆料在80-90℃、200-300rpm/min反应2-3h，再在60-70℃干燥48-60h，即得B2O3-ZnO复合材料。
2.根据权利要求1所述的牙刷毛注塑用TPE材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：
Figure FDA0003753749620000021
3.根据权利要求1所述的牙刷毛注塑用TPE材料，其特征在于：所述TPE材料中还加入环烷油，所述环烷油的质量为白油质量的1/4-1/3。
4.一种权利要求1-2任一项所述的牙刷毛注塑用TPE材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.称取规定量的SEBS，在90-100℃保温1-2h，然后向SEBS中加入规定量的白油，在温度为90-100℃、转速为150-200rpm/min的条件下搅拌1-2h；
S2.称取规定量的EPDM、四丙氟橡胶、聚苯醚、溴化丁基橡胶、改性HDPE树脂、滑石粉、纳米氧化锌、纳米铜、甲壳素与步骤S1获得的混合物进行混合，在1000-1500rpm/min搅拌10-20min；
S3.将步骤S2获得的混合物在170-200℃熔融混合，并在180-210℃的挤出温度为下螺杆挤出，即得牙刷毛注塑用TPE材料；
其中，改性碳化硅和B2O3-ZnO复合材料均在S2步骤中添加。
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