CN114957872A - 一种受力颗粒填充物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种受力颗粒填充物及其制备方法和应用，属于塑性材料技术领域，所述受力颗粒填充物包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。本发明制备的受力颗粒填充物，通过将至少一种颗粒物黏结形成固体材料，使得颗粒物之间形成冲击强度<0.65KJ/m2且伸长率<5％的聚合物，利于颗粒物的成型，且在受力下基于聚合物的易脆性可以压碎形成一粒粒的小颗粒物，填充于玩具玩偶内时，可以随意变换形态，不易散落，利于填充物的装填及提升使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体是一种受力颗粒填充物及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会发展，消费市场对轻质安全材料的需求逐步增长，颗粒物材料的产量和种类急剧增加，使其成为聚合物产品中非常重要的一个种类。相比未发泡的材料，颗粒物材料内部由大量尺寸结构稳定且均匀的泡孔构成，使得其具有质量轻、隔热隔音、比强度高、缓冲减震、耐磨损等优点，因此在包装业、工业以及日用品等领域得到广泛应用。
其中，颗粒物材料中如泡沫颗粒等具有质软且轻的优点，被广泛应用于各类玩具等物品的填充中使用，由于泡沫颗粒等颗粒物体积小且质量轻，在充填的过程中容易散落且难以收集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种受力颗粒填充物及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题，首次通过易脆性粘连的方法制备了一种受力颗粒填充物，解决颗粒物散乱的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种受力颗粒填充物，所述受力颗粒填充物包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
作为本发明的进一步方案，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：10-25％的增韧添加剂溶液、75-90％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
作为本发明的进一步方案，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液18-25％、苯乙烯溶液10-20％、乳化剂5-10％、硬脂酸10-15％、固化剂10-18％、余量为水。
作为本发明的进一步方案，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、硅橡胶乳液、异戊橡胶乳液、丁苯胶乳液、聚氨酯乳液、氯丁橡胶乳液和聚丁二烯胶乳液中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂35-45％、硅凝胶11-17％、马来酸酐7-13％、聚酮5-9％、热稳定剂5-9％、余量为聚乙烯纤维。
作为本发明的进一步方案，所述内核体为聚苯乙烯泡沫颗粒或聚氨酯泡沫颗粒。
作为本发明的进一步方案，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：75-90％的蔗糖、5-25％的聚丙烯树脂、0-5％的二氧化硅。
作为本发明的进一步方案，所述聚合物的冲击强度<0.65KJ/m2且伸长率<5％。
作为本发明的进一步方案，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
第二方面，本发明实施例提供了一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到15～20℃，得到固体材料。
第三方面，本发明实施例提供了一种所述的受力颗粒填充物在玩具填充物中的应用，将固体材料填充于玩偶玩具内部，固体材料通过用力压碎形成若干颗粒物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的受力颗粒填充物，通过将至少一种颗粒物黏结形成固体材料，使得颗粒物之间形成冲击强度<0.65KJ/m2且伸长率<5％的聚合物，利于颗粒物的成型，且在受力下基于聚合物的易脆性可以压碎形成一粒粒的小颗粒物，填充于玩具玩偶内时，可以随意变换形态，不易散落，利于填充物的装填及提升使用体验。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对示例性实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一个实施例的一种受力颗粒填充物的制备方法中以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒聚合物的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种受力颗粒填充物，包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
本实施例中，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：10％的增韧添加剂溶液、90％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
本实施例中，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液18％、苯乙烯溶液10％、乳化剂5％、硬脂酸10％、固化剂10％、余量为水。
本实施例中，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂35-45％、硅凝胶11％、马来酸酐7％、聚酮5％、热稳定剂5％、余量为聚乙烯纤维。
本实施例中，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液。
本实施例中，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：75％的蔗糖、25％的聚丙烯树脂。
本实施例中，所述内核体为聚苯乙烯泡沫颗粒。
本实施例中，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
本发明实施例中一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到15℃，得到固体材料。
实施例2
一种受力颗粒填充物，包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
本实施例中，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：20％的增韧添加剂溶液、80％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
本实施例中，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液20％、苯乙烯溶液12％、乳化剂6％、硬脂酸12％、固化剂11％、余量为水。
本实施例中，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂38％、硅凝胶12％、马来酸酐8％、聚酮6％、热稳定剂6％、余量为聚乙烯纤维。
本实施例中，所述橡胶乳液为丁腈橡胶乳液。
本实施例中，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：80％的蔗糖、17％的聚丙烯树脂、3％的二氧化硅。
本实施例中，所述内核体为聚氨酯泡沫颗粒。
本实施例中，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
本发明实施例中一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到16℃，得到固体材料。
实施例3
一种受力颗粒填充物，包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
本实施例中，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：15％的增韧添加剂溶液、85％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
本实施例中，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液22％、苯乙烯溶液15％、乳化剂7.5％、硬脂酸13％、固化剂14％、余量为水。
本实施例中，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂40％、硅凝胶14％、马来酸酐10％、聚酮7％、热稳定剂7％、余量为聚乙烯纤维。
本实施例中，所述橡胶乳液为硅橡胶乳液。
本实施例中，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：80％的蔗糖、15％的聚丙烯树脂、5％的二氧化硅。
本实施例中，所述内核体为聚苯乙烯泡沫颗粒。
本实施例中，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
本发明实施例中一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到18℃，得到固体材料。
实施例4
一种受力颗粒填充物，包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
本实施例中，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：23％的增韧添加剂溶液、77％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
本实施例中，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液23％、苯乙烯溶液18％、乳化剂9％、硬脂酸14％、固化剂16％、余量为水。
本实施例中，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂40％、硅凝胶16％、马来酸酐12％、聚酮8％、热稳定剂8％、余量为聚乙烯纤维。
本实施例中，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、硅橡胶乳液、异戊橡胶乳液、丁苯胶乳液、聚氨酯乳液、氯丁橡胶乳液和聚丁二烯胶乳液中的一种。
本实施例中，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：85％的蔗糖、12％的聚丙烯树脂、3％的二氧化硅。
本实施例中，所述内核体为聚氨酯泡沫颗粒。
本实施例中，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
本发明实施例中一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到19℃，得到固体材料。
实施例5
一种受力颗粒填充物，包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
本实施例中，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：25％的增韧添加剂溶液、75％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
本实施例中，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液25％、苯乙烯溶液20％、乳化剂10％、硬脂酸15％、固化剂18％、余量为水。
本实施例中，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂45％、硅凝胶17％、马来酸酐13％、聚酮9％、热稳定剂9％、余量为聚乙烯纤维。
本实施例中，所述橡胶乳液为丁苯胶乳液。
本实施例中，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：90％的蔗糖、5％的聚丙烯树脂、5％的二氧化硅。
本实施例中，所述内核体为聚苯乙烯泡沫颗粒。
本实施例中，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
本发明实施例中一种受力颗粒填充物的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到20℃，得到固体材料。
在本发明中，针对上述实施例1至实施例5制备的受力颗粒填充物的冲击力学性能测试：
本发明中采用冲击测量仪测量受力颗粒填充物的抗冲击力学性能，参见表1所示，其中，以每次冲击力增加0.05KJ/m2的方式对受力颗粒填充物的固体材料进行撞击，分别记录固体材料的撞击次数及最大冲击力下的固体材料的状态破碎的抗冲击变化结果。
表1
根据试验结果可知，固体材料的冲击响度均小于0.65KJ/m2，在将固体材料填充于玩偶玩具内部后，方便用力压碎固体材料形成若干颗粒物。
本发明制备的受力颗粒填充物，通过将至少一种颗粒物黏结形成固体材料，使得颗粒物之间形成冲击强度<0.65KJ/m2且伸长率<5％的聚合物，利于颗粒物的成型，且在受力下基于聚合物的易脆性可以压碎形成一粒粒的小颗粒物，填充于玩具玩偶内时，可以随意变换形态，不易散落，利于填充物的装填及提升使用体验。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种受力颗粒填充物，其特征在于，所述受力颗粒填充物包括至少一种颗粒物以及黏结于颗粒物之间以形成固体材料的聚合物；所述颗粒物为硅胶颗粒或泡沫颗粒，所述聚合物黏结于相邻的颗粒之间形成应力易折点。
2.根据权利要求1所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述颗粒物为表面改性的泡沫颗粒，所述泡沫颗粒包括内核体及披覆涂层，所述披覆涂层包括以下重量百分比的原料：10-25％的增韧添加剂溶液、75-90％的液态树脂；其中，所述增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层。
3.根据权利要求2所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述增韧添加剂溶液包括以下重量百分比的原料：橡胶乳液18-25％、苯乙烯溶液10-20％、乳化剂5-10％、硬脂酸10-15％、固化剂10-18％、余量为水。
4.根据权利要求3所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、硅橡胶乳液、异戊橡胶乳液、丁苯胶乳液、聚氨酯乳液、氯丁橡胶乳液和聚丁二烯胶乳液中的一种。
5.根据权利要求2所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述液态树脂包括以下重量百分比的原料：环氧树脂35-45％、硅凝胶11-17％、马来酸酐7-13％、聚酮5-9％、热稳定剂5-9％、余量为聚乙烯纤维。
6.根据权利要求1所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述内核体为聚苯乙烯泡沫颗粒或聚氨酯泡沫颗粒。
7.根据权利要求6所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述聚合物为包括以下重量百分比的原料：75-90％的蔗糖、5-25％的聚丙烯树脂、0-5％的二氧化硅。
8.根据权利要求7所述的受力颗粒填充物，其特征在于，所述聚合物原料在熔融条件下混合并在风冷条件下间歇喷洒到分散的颗粒物至完全涂覆，并粘连于相邻颗粒物之间形成固体材料。
9.一种如权利要求1-8任一所述的受力颗粒填充物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、制备颗粒物
将增韧添加剂溶液与所述液态树脂在常温条件下混合并喷洒包裹于所述内核体表层形成披覆涂层，制成表面改性的泡沫颗粒；
步骤二、制备固体材料
在搅拌的情况下，将聚合物原料熔融混合形成聚合物，将泡沫颗粒置于气流干燥器中并以喷雾形式向泡沫颗粒表面喷洒，将得到的混合颗粒物置于塑型模具中，经过10％压力混压混合，逐步降温直到15～20℃，得到固体材料。
10.一种如权利要求1-8任一所述的受力颗粒填充物在玩具填充物中的应用，将固体材料填充于玩偶玩具内部，固体材料通过用力压碎形成若干颗粒物。
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