CN113550154B - 一种箱包布涂覆用tpe组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及箱包生产的领域，更具体地说，它涉及一种箱包布涂覆用TPE组合物及其制备方法。箱包布涂覆用TPE组合物包括TPE：105份‑127份、稳定剂：0.4份‑3.2份、苯丙氨酸：1.3份‑5.7份、软化剂：2份‑7份、二环己基甲烷二异氰酸酯：4.6份‑12.8份；其制备方法为：首先将原料混合后，温度控制在80℃‑100℃，搅拌均匀得到第一混合物，然后对第一混合物进行挤出造粒，温度控制在195℃‑225℃，出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。本申请具有增强TPE涂层整体的力学性能，同时一定程度上延长涂履有TPE的箱包使用寿命的效果。

Description

一种箱包布涂覆用TPE组合物及其制备方法
技术领域
本申请涉及高分子材料的领域，更具体地说，它涉及一种箱包布涂覆用TPE组合物及其制备方法。
背景技术
布料涂覆是一种经过特殊工艺处理后，使得布料表面形成一层均匀的覆盖胶料，从而使布料更具有防水、防风等特性。
目前在箱包布料的涂覆工艺中，所采用的聚合物材料主要有，聚乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯等，然而，聚乙烯涂层的手感差、聚氯乙烯涂层的耐候性以及低温性能差、聚醋酸乙烯酯涂层的手感偏硬、聚氨酯涂层的价格高且耐黄变、耐酸、耐碱性不好，因此上述聚合物材料在现阶段都不是十分理想的布料涂覆材料。
热塑性弹性体TPE，又称人造橡胶或合成橡胶,目前由于TPE材料自身具有较优良的着色性，触感柔软，耐候性好，加工性能优越，无须硫化等特点，现已开始被应用到箱包的布料涂履生产中。但是现有的涂履有TPE材料的箱包在经过了长时间的使用后，TPE涂层容易出现开裂而脱落的情况，存在有影响箱包使用寿命的缺陷。
发明内容
为了能够有效的增强TPE涂层的力学性能，同时更好的延长涂履有TPE的箱包的使用寿命，本申请提供一种箱包布涂覆用TPE组合物及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种箱包布涂覆用TPE组合物，采用如下的技术方案：
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由包括以下重量份数的原料制成：
TPE：105份-127份；
稳定剂：0.4份-3.2份；
苯丙氨酸：1.3份-5.7份；
软化剂：2份-7份；
二环己基甲烷二异氰酸酯：4.6份-12.8份。
采用上述技术方案，通过苯丙氨酸、二环己基甲烷二异氰酸酯二者与TPE之间的协同配合，能够有效地提高箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度，从而使得箱包布涂履用TPE组合物的耐老化性能与耐撕裂性能得到较大地提高，一定程度强化了对箱包的保护作用，达到有效延长涂履TPE组合物后的箱包使用寿命的目的。
关于性能加强的现象，这可能是因为，TPE首先会在高温下快速地塑化成型为弹性体，然后经过一段时间的搅拌后，原料体系中的二环己基甲烷二异氰酸酯会首先与苯丙氨酸反应，使二环己基甲烷二异氰酸酯中部分异氰酸酯基得到改性，接着得到改性后的异氰酸酯基会与TPE弹性体中的橡胶段相结合，而未得到改性的异氰酸酯基则与TPE弹性体中的树脂段相粘结，以通过二环己基甲烷二异氰酸酯的整体来有效的提升TPE弹性体中的树脂段与橡胶段连接强度，能够更好的增强箱包布涂覆用TPE组合物整体的力学性能，从而有利于提升涂履有TPE组合物的箱包的耐老化性能与耐撕裂性能，能够在一定程度上延长了箱包的使用寿命，具有极大的经济价值。
优选的，所述箱包布涂覆用TPE组合物，由包括以下重量份数的原料制成：
TPE：115份-122份；
稳定剂：1.6份-2.2份；
苯丙氨酸：2.8份-4.7份；
软化剂：4份-7份；
二环己基甲烷二异氰酸酯：7.8份-11.2份。
采用上述技术方案，通过对各原料组分的添加量作出进一步的控制时，可以使得箱包布涂履用TPE组合物的拉伸强度得到更好的的提升，从而能够通过提升箱包的耐老化性能与耐撕裂性能，来达到有效提升箱包使用寿命的目的。
优选的，所述箱包布涂覆用TPE组合物还包括聚酰胺树脂，所述聚酰胺树脂的重量份数为14份-25份。
采用上述技术方案，当发明人选用一定重量份的聚酰胺树脂添加至原料体系中时，能够通过聚酰胺树脂来进一步增大二环己基甲烷二异氰酸酯与TPE弹性体之间的粘结力，从而能够通过更好的提升箱包布涂履用TPE组合物整体的力学性能，来进一步延长涂履TPE组合物后的箱包的使用寿命。
优选的，所述箱包布涂覆用TPE组合物还包括对苯二胺，所述对苯二胺的重量份数为8份-15份。
采用上述技术方案，当发明人将对苯二胺添加至原料体系中时，并将对苯二胺的添加量进行控制时，可以更好的提升TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者之间的协同作用，以有效的提升箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度，从而能够进一步的增强箱包布涂履用TPE组合物的耐老化性能与耐撕裂性能。
优选的，所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和二盐基硬脂酸铅的其中一种。
采用上述技术方案，通过选用三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和二盐基硬脂酸铅三者的其中一种作为稳定剂进行添加时，能够更有利于发挥TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者之间的协同作用，从而能够更有效的减少涂履TPE组合物后的箱包表面出现开裂的情况，进而使箱包的使用时间进一步得到延长。
优选的，所述软化剂为白油、环烷油和芳烃油的其中一种。
采用上述技术方案，当发明人将白油、环烷油和芳烃油的其中一种添加至原料体系时，能够进一步提升箱包布涂履用TPE组合物的耐撕裂性能与耐老化性能，从而达到更好地延长箱包的使用寿命的目的。
优选的，所述聚酰胺树脂的粘度为150-250cp。
采用上述技术方案，在发明人选用粘度为150-250cp的聚酰胺树脂进行添加后，可以更有效的提高二环己基甲烷二异氰酸酯与TPE弹性体之间的相互作用力，从而能够进一步增强箱包布涂履用TPE组合物的整体耐撕裂性能与耐老化性能。
第二方面，本申请提供一种箱包布涂覆用TPE组合物的制备方法，采用如下的技术方案：
一种箱包布涂覆用TPE组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将原料混合后，温度控制在80℃-100℃，搅拌均匀得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物进行挤出造粒，温度控制在195℃-225℃，出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
采用上述步骤来对箱包布涂覆用TPE组合物进行制造，可以较为充分的发挥出TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者之间的协同作用三者之间的协同效应，从而能够更有利于提升TPE组合物对箱包所起到的保护作用。
优选的，在步骤一中，一并添加重量份数为14份-25份的聚酰胺树脂与重量份数为8份-15份的对苯二胺。
采用上述技术方案，使聚酰胺树脂与对苯二胺跟随着二环己基甲烷二异氰酸酯进行添加，可以更好的发挥出聚酰胺树脂与对苯二胺二者在原料体系中所起到的有益效果，从而能够更有利于制造出符合力学性能要求的箱包布涂覆用TPE组合物。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者之间的协同配合，能够有效地提高箱包布涂覆用TPE组合物在老化前后的拉伸强度，从而使得箱包布涂履用TPE组合物的耐老化性能与耐撕裂性能得到较大地提高，达到有效延长涂履TPE组合物的箱包使用寿命的目的；
2、当发明人选用一定重量份的聚酰胺树脂添加至原料体系中时，能够通过聚酰胺树脂来进一步增大二环己基甲烷二异氰酸酯与TPE弹性体之间的粘结力，从而能够通过更好的提升箱包布涂覆用TPE组合物整体的力学性能，来进一步延长涂履TPE后箱包的使用寿命；
3、当发明人将对苯二胺添加至原料体系中时，并将对苯二胺的添加量进行控制时，能够有效的提升箱包布涂覆用TPE组合物力学性能，从而能够进一步的增强箱包布涂履用TPE组合物的耐老化性能与耐撕裂性能。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
原料来源
TPE：牌号为EM460，注塑级，购自东莞市祥捷塑化科技有限公司；
二环己基甲烷二异氰酸酯：密度为1.066g/cm3，货号为rd1060000000029，购自湖北成丰化工有限公司；
苯丙氨酸：密度为1.201g/cm3，闪光点:139.8℃，购自陕西晨明生物科技有限公司。
聚酰胺树脂：型号为KPL-88787，购自山东开普勒生物科技有限公司；
对苯二胺：闪点为155℃，沸点为267℃，工业级，购自山东信恒化工有限公司；
三盐基硫酸铅：熔点为820℃，折射率为2.1，购自石家庄台胜化工有限公司；
二盐基亚磷酸铅：折射率为2.25，工业级，购自湖北鑫润德化工有限公司；
二盐基硬脂酸铅：折射率为1.6，密度为2.15g/cm3，购自武汉吉业升化工有限公司；
白油：型号为5#，工业级，购自济南晶昊化工有限公司；
环烷油：工业级，济南汇锦川商贸有限公司；
芳烃油：指标闪点(开口)>210℃，芳烃含量84％，购自湖北兴恒业科技有限公司；
硬脂酸钾：货号为SSWXCS，食品级，购自江苏采薇生物科技有限公司；
古马隆树脂：玻璃化温度为56℃，型号为LA-F564，购自山东力昂新材料科技有限公司。
实施例
实施例1
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由以下步骤制备而成：
步骤一：将105kgTPE、5.7kg苯丙氨酸、4.6kg二环己基甲烷二异氰酸酯、3.2kg硬脂酸钾、2kg古马隆树脂添加至高混机中，温度控制在80℃，混合均匀后，得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物添加至双螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆转速为300r/min，温度控制在225℃，冷却20s后出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
实施例2
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由以下步骤制备而成：
步骤一：将127kgTPE、1.3kg苯丙氨酸、12.8kg二环己基甲烷二异氰酸酯、0.4kg硬脂酸钾、7kg古马隆树脂添加至高混机中，温度控制在100℃，混合均匀后，冷却20s后出料得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物添加至双螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆转速为300r/min，温度控制在195℃，冷却20s后出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
实施例3
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由以下步骤制备而成：
步骤一：将111kgTPE、2kg苯丙氨酸、5.9kg二环己基甲烷二异氰酸酯、2.8kg硬脂酸钾、3.2kg古马隆树脂添加至高混机中，温度控制在95℃，混合均匀后，得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物添加至双螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆转速为300r/min，温度控制在200℃，冷却20s后出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
实施例4
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由以下步骤制备而成：
步骤一：将115kgTPE、2.8kg苯丙氨酸、11.2kg二环己基甲烷二异氰酸酯、2.2kg硬脂酸钾、7kg古马隆树脂添加至高混机中，温度控制在95℃，混合均匀后，得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物添加至双螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆转速为300r/min，温度控制在200℃，冷却20s后出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
实施例5
一种箱包布涂覆用TPE组合物，由以下步骤制备而成：
步骤一：将122kgTPE、4.7kg苯丙氨酸、7.8kg二环己基甲烷二异氰酸酯、1.6kg硬脂酸钾、4kg古马隆树脂添加至高混机中，温度控制在95℃，混合均匀后，得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物添加至双螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆转速为300r/min，温度控制在200℃，冷却20s后出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
实施例6
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例5的区别在于，原料还包括有粘度为90-110cp的聚酰胺树脂，且在步骤一中，一并添加质量为25kg的聚酰胺树脂。
实施例7
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例5的区别在于，原料还包括有粘度为90-110cp的聚酰胺树脂，且在步骤一中，一并添加质量为14kg的聚酰胺树脂。
实施例8
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例5的区别在于，原料还包括有粘度为90-110cp的聚酰胺树脂，且在步骤一中，一并添加质量为22kg的聚酰胺树脂。
实施例9
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例8的区别在于，原料还包括有对苯二胺，且在步骤一中，一并添加质量为8kg的对苯二胺。
实施例10
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例8的区别在于，原料还包括有对苯二胺，且在步骤一中，一并添加质量为15kg的对苯二胺。
实施例11
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例8的区别在于，原料还包括有对苯二胺，且在步骤一中，一并添加质量为12kg的对苯二胺。
实施例12
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例11的区别在于，硬脂酸钾采用等量的三盐基硫酸铅代替。
实施例13
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例11的区别在于，硬脂酸钾采用等量的二盐基亚磷酸铅代替。
实施例14
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例11的区别在于，硬脂酸钾采用等量的二盐基硬脂酸铅代替。
实施例15
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例14的区别在于，古马隆树脂采用等量的环烷油代替。
实施例16
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例14的区别在于，古马隆树脂采用等量的白油代替。
实施例17
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例14的区别在于，古马隆树脂采用等量的芳烃油代替。
实施例18
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例17的区别在于，聚酰胺树脂的粘度为120-160cp。
实施例19
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例17的区别在于，聚酰胺树脂的粘度为150-250cp。
对比例
对比例1
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例3的区别在于，苯丙氨酸采用等量的TPE代替。
对比例2
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例3的区别在于，二环己基甲烷二异氰酸酯采用等量的TPE代替。
对比例3
一种箱包布涂覆用TPE组合物，与实施例3的区别在于，苯丙氨酸与二环己基甲烷二异氰酸酯均采用等量的TPE代替。
性能检测试验
根据ISO/DIS37-1990《硫化和热塑性橡胶-拉伸应力应变性能的测定》检测实施例1-19与对比例1-3中制得的箱包布涂覆用TPE组合物的拉伸强度(MPa)；然后将实施例1-19与对比例1-3中制得的箱包布涂覆用TPE组合物置于耐黄变老化试验箱中处理24h，并控制耐黄变老化试验箱的温度为70℃，湿度为90％，氧气浓度为65％，最后再根据ISODIS37-1990《硫化和热塑性橡胶-拉伸应力应变性能的测定》检测实施例1-19与对比例1-3中制得的箱包布涂覆用TPE组合物经过耐黄变老化试验箱处理后的拉伸强度(MPa)，并计算橡胶制品在处理前后的拉伸强度变化率(％)，其中，拉伸强度变化率参照以下公式计算。其中，处理前的拉伸强度越大，则箱包布涂覆用TPE组合物的耐撕裂性能越强；拉伸强度变化率越小，箱包布涂覆用TPE组合物的耐老化性能越强。
表1-实施例1-19和对比例1-3的试验数据汇总
根据表1中实施例3和对比例1-3的试验数据对比可知，当发明人将TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者添加至原料体系后，通过发挥苯丙氨酸、二环己基甲烷二异氰酸酯两者与TPE之间的协同作用，能够有效地增大箱包布涂覆用TPE组合物在处理前后的拉伸强度，同时还能有利于降低箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度变化率，从而能够较为直观的体现出涂履有TPE组合物的箱包的耐老化性能与耐撕裂性能得到较大程度上地提高，达到了有效延长箱包使用寿命的目的。
根据表1中实施例3-5的试验数据对比可知，当发明人对各原料的添加量作出进一步的控制后，能够在更好地提升箱包布涂覆用TPE组合物在处理前后的拉伸强度的同时，还能进一步降低箱包布涂覆用TPE组合物经老化后的拉伸强度变化率。
根据表1中实施例5-8的试验数据对比可知，当发明人在原料体系中添加入聚酰胺树脂后，TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者之间的协同作用得到较好的发挥，可以看出箱包布涂覆用TPE组合物的处理前后的拉伸强度得到较为明显地增大，同时箱包布涂覆用TPE组合物的拉伸强度变化率也得到一定程度上的降低，从而达到提升箱包布涂覆用TPE组合物耐撕裂性能与耐老化性能的目的。
根据表1中实施例8-11的试验数据对比可知，当发明人将对苯二胺投入至原料体系后，能够更好的提升TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者的协同效果，从而更好地提升箱包布涂覆用TPE组合物耐撕裂性能与耐老化性能，以达到进一步延长涂履TPE组合物后的箱包使用寿命的目的。
根据表1中实施例12-14的试验数据对比可知，当发明人将三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和二盐基硬脂酸铅三者作为不同的稳定剂投入至原料体系中时，能够更有效地提高箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度，同时进一步降低箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度变化率，从而能够通过进一步提高箱包布涂覆用TPE组合物整体的力学性能，来达到更有效的延长箱包使用寿命的目的。
根据表1中实施例15-17的试验数据对比可知，当发明人将环烷油、白油和芳烃油三者作为不同的稳定剂投入至原料体系中时，能够在进一步提升箱包布涂覆用TPE组合物在老化处理前后的拉伸强度的同时，还能更好地降低箱包布涂覆用TPE组合物的拉伸强度变化率，从而在一定程度达到提升箱包布涂覆用TPE组合物的耐撕裂性能与耐老化性能的目的。
根据表1中实施例17-19的试验数据对比可知，当发明人对聚酰胺树脂的粘度控制在150-250cp时，能够更大程度地发挥聚酰胺树脂在原料体系中的作用，以能够更好地发挥出TPE、苯丙氨酸和二环己基甲烷二异氰酸酯三者的协同效应，从而进一步增强箱包布涂覆用TPE组合物的耐撕裂性能与耐老化性能，更有效地延长了涂履TPE组合物后的箱包的使用寿命，具有极大的经济价值。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种箱包布涂覆用TPE组合物，其特征在于，所述箱包布涂覆用TPE组合物由包括下列重量份数的原料制成：
TPE：105份-127份；
稳定剂：0.4份-3.2份；
苯丙氨酸：1.3份-5.7份；
软化剂：2份-7份；
二环己基甲烷二异氰酸酯：4.6份-12.8份；
聚酰胺树脂：14份-25份；
对苯二胺：8份-15份；
所述聚酰胺树脂的粘度为150-250cp。
2.根据权利要求1所述的一种箱包布涂覆用TPE组合物，其特征在于：所述箱包布涂覆用TPE组合物由包括下列重量份数的原料制成：
TPE：115份-122份；
稳定剂：1.6份-2.2份；
苯丙氨酸：2.8份-4.7份；
软化剂：4份-7份；
二环己基甲烷二异氰酸酯：7.8份-11.2份；
聚酰胺树脂：14份-25份；
对苯二胺：8份-15份；
所述聚酰胺树脂的粘度为150-250cp。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种箱包布涂覆用TPE组合物，其特征在于：所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和二盐基硬脂酸铅的其中一种。
4.根据权利要求1-2任一所述的一种箱包布涂覆用TPE组合物，其特征在于：所述软化剂为白油、环烷油和芳烃油的其中一种。
5.一种箱包布涂覆用TPE组合物的制备方法，用于制备权利要求1-4任一所述的一种箱包布涂覆用TPE组合物，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将原料混合后，温度控制在80℃-100℃，搅拌均匀得到第一混合物；
步骤二：对第一混合物进行挤出造粒，温度控制在195℃-225℃，出料得到箱包布涂覆用TPE组合物。
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