CN115746431A

CN115746431A - 一种触控笔笔尖用改性pe复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN115746431A
Application number: CN202211390159.XA
Authority: CN
Inventors: 请求不公布姓名
Original assignee: Guangzhou Zhongyuan Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Zhongyuan Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明涉及一种触控笔笔尖用改性PE复合材料及其制备方法。所述触控笔笔尖用改性PE复合材料包括聚乙烯、陶瓷粉、硅酮粉以及润滑剂。本发明通过将聚乙烯与陶瓷粉按一定比例均匀共混，合理的调节了成品的硬度，使其作为笔尖材料使用时能够保证一定的强度，但不至于过硬而造成较大的撞击声响，同时陶瓷粉的加入可以改善笔尖材料的耐磨性，并增加其表面粗糙度，有利于产生真实书写时的摩擦感，获得更好的用户体验，硅酮粉的加入增加材料的流动性及加工性能；所述制备方法工艺设计合理，加工参数易于控制，生产加工条件要求低，有助于降低生产难度，节约生产成本并提高生产加工速率，提高经济效益。

Description

一种触控笔笔尖用改性PE复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别是涉及一种触控笔笔尖用改性PE复合材料及其制备方法。

背景技术

现目前，触控笔尖多采用POM塑料、硅胶、橡胶、尼龙、毛毡、纤维、甚至木材等材质，POM塑料、尼龙制作的笔尖，有很好的自润滑性和刚性，书写时有良好的耐磨性能和抗跌落性，但是由于有良好的刚性在书写时会带来比较强的撞击声、书写时因过于光滑而无感；硅胶、橡胶等弹性体笔尖，有良好的降噪作用，在触控行业也大量使用，但是在公众产品，如商显、教育显示使用的大屏显示设备，其表面做了AG处理，弹性体书写阻力大，在弹性体表面包裹织布、植绒等可以解决书写阻力大问题但是带来不耐磨和成本大幅度上升的问题；毛毡的触控笔，在行业也有较多使用，但是毛毡表面本身纵横交错的纤维，易藏污纳垢，短时间的应用都是脏污问题严重，大屏本就是公共使用的产品，藏污纳垢为病毒、细菌提供了生存的环境，确实不是一个好的解决方案；纤维包括木材，因为纤维的结构及材料本身属性导致在快速书写时会出现高频噪声，严重影响开会、上课受众的感受。因此，如何通过对笔尖材料的改性来提升书写体验成为该行业的难题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，其具具有优异的耐擦划、耐磨损、易加工、高力学性能以及合适的摩擦系数和机械硬度等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，其包括如下按照重量份数计的各原料组分：

进一步地，所述触控笔笔尖用改性PE复合材料，按照重量份数计，还包括分散剂0.5～1.5份。

进一步地，触控笔笔尖用改性PE复合材料包括如下按照重量份数计的各原料组分：

进一步地，所述聚乙烯的热变形温度为70～90℃，熔融指数为1.2～1.7g/10min。

进一步地，所述陶瓷粉的粒径为0.02～0.25mm，其包括刚玉、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、氧化锆、氮化铝、氮化硅中的一种或多种。适量陶瓷粉的加入可以有效改善笔尖材料的耐磨性，同时增加其粗糙度，粗糙度的提高有利于产生真实书写时的摩擦感。

进一步地，所述硅酮粉的粒径为5～20μm，其用于增加材料的加工流动性，改善各组分间的界面相容性，从而显著提高材料的力学性能。

进一步地，所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为30～60μm，SCD作为润滑剂，具有良好的内外润滑性和脱模性，能加速熔融，降低熔融粘度，增加制品韧性，提高最终产品的质量。

本发明所提供的触控笔尖用改性PE粉料，本发明对后续的成型加工方法没有特别地限定，可以采用常规的成型工艺，例如注塑成型等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过将聚乙烯与陶瓷粉按一定比例均匀共混，合理的调节了成品的硬度，使其作为笔尖材料使用时能够保证一定的强度，但不至于过硬而造成较大的撞击声响，同时陶瓷粉的加入一方面可以进一步改善笔尖材料的耐磨性，并增加其表面粗糙度，粗糙度的提高有利于产生真实书写时的摩擦感，获得更好的用户体验；进一步地，陶瓷粉选用具有疏松多孔微观结构的材料，其能够更好地与聚乙烯进行结合；

(2)本发明实施例所述触控笔尖用改性PE粉料还在上述组份中加入了硅酮粉、润滑剂SCD和分散剂，其中加入的硅酮粉粒径为5～20μm，可增加材料的加工流动性，从而改善复合材料的后续加工性能，如便于后续注塑成型等，同时增加各组分间的界面相容性，使该材料的组织结构更加均匀，力学性能更加稳定；SCD粒径为30～60μm，具有良好的内外润滑性和脱模性，能加速熔融，降低熔融粘度，增加制品韧性，二者同时加入时产生的协同作用使得复合材料具有更加优异的耐擦划、耐磨损、高强度且易加工等性能，同时SCD其还可作为聚乙烯在聚合过程中的催化剂，相比于引入新组分，如EBS等进行催化，使用SCD可尽量不引入新的组分，避免给加工参数带来新的不稳定性，且避免引入新的杂质。

另外，本发明实施例还提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理；

S2.按照以上任一所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，或者称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，在预设条件下共混均匀，出料；

S3.将步骤S2中共混均匀的材料熔融造粒，得到所述触控笔笔尖用改性PE复合材料。

进一步地，所述步骤S1干燥处理中干燥温度为60～90℃，干燥时间为4～8h。

进一步地，所述步骤S2中，共混条件如下：首先在2000～3000r/min速度下进行高速搅拌1～3min，然后再在500～1500r/min速度下进行低速搅拌15～30min，然后在500～1500r/min速度下出料。

本发明实施例所述触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其工艺设计合理，加工参数易于控制，生产加工条件要求低，有助于降低生产难度，节约生产成本并提高生产加工速率，提高经济效益。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本发明。

实施例1

本发明实施例1提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，由以下重量份数的原料组成：聚乙烯为76份；陶瓷粉为20份；硅酮粉为2份；润滑剂为1.5份；分散剂为0.5份，其中本实施方式中，所述聚乙烯的热变形温度为75℃，熔融指数为1.3g/10min；所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为35μm；所述陶瓷粉粒径为0.05mm，其包括刚玉与碳化硅；所述硅酮粉粒径为10μm。

实施例2

本发明实施例2提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，由以下重量份数的原料组成：聚乙烯为80份；陶瓷粉为15份；硅酮粉为2.5份；润滑剂为1.5份；分散剂为0.7份，其中本实施方式中，所述聚乙烯的热变形温度为80℃，熔融指数为1.6g/10min；所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为40μm；所述陶瓷粉粒径为0.1mm，其包括氮化硼、二氧化硅以及氮化硅；所述硅酮粉粒径为15μm。

实施例3

本发明实施例3提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，由以下重量份数的原料组成：聚乙烯为85份；陶瓷粉为10份；硅酮粉为1.2份；润滑剂为3份；分散剂为0.8份，其中本实施方式中，所述聚乙烯的热变形温度为85℃，熔融指数为1.4g/10min；所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为45μm；所述陶瓷粉粒径为0.15mm，其包括氧化锆、氮化铝以及氮化硅；所述硅酮粉粒径为17μm。

实施例4

本发明实施例4提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，由以下重量份数的原料组成：聚乙烯为70份；陶瓷粉为5份；硅酮粉为0.5份；润滑剂为1份；分散剂为0.6份，其中本实施方式中，所述聚乙烯的热变形温度为90℃，熔融指数为1.7g/10min；所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为50μm；所述陶瓷粉粒径为0.2mm，其包括氮化硼以及氮化硅；所述硅酮粉粒径为18μm。

实施例5

本发明实施例5提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，由以下重量份数的原料组成：聚乙烯为70份；陶瓷粉为5份；硅酮粉为0.5份；润滑剂为1份；其中本实施方式中，所述聚乙烯的热变形温度为70℃，熔融指数为1.2g/10min；所述润滑剂为硬脂酸钙(SCD)，其粒径为30μm；所述陶瓷粉粒径为0.0/氧化锆2mm，其包括氮化硼以及氮化硅；所述硅酮粉粒径为5μm。

实施例6

本发明实施例6提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理，具体为在80℃下干燥处理2h；

S2.按照实施例1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，首先在3000r/min速度下进行高速搅拌3min，然后再在1000r/min速度下进行低速搅拌30min，然后在1000r/min速度下出料；

实施例7

本发明实施例7提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理，具体为在70℃下干燥处理5h；

S2.按照实施例2所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，首先在2500r/min速度下进行高速搅拌2min，然后再在1500r/min速度下进行低速搅拌25min，然后在1000r/min速度下出料；

实施例8

本发明实施例8提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理，具体为在65℃下干燥处理6h；

S2.按照实施例3所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，首先在2500r/min速度下进行高速搅拌1.5min，然后再在1000r/min速度下进行低速搅拌20min，然后在1000r/min速度下出料；

实施例9

本发明实施例9提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理，具体为在60℃下干燥处理8h；

S2.按照实施例4所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，先在3000r/min速度下进行高速搅拌1min，然后再在1500r/min速度下进行低速搅拌25min，然后在1500r/min速度下出料；

实施例10

本发明实施例10提供一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理，具体为在90℃下干燥处理4h；

S2.按照实施例5所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，首先在3000r/min速度下进行高速搅拌2min，然后再在500r/min速度下进行低速搅拌30min，然后在500r/min速度下出料；

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于，包括如下按照重量份数计的各原料组分：

2.根据权利要求1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于：按照重量份数计，还包括分散剂0.5～1.5份。

3.根据权利要求2所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于，包括如下按照重量份数计的各原料组分：

4.根据权利要求1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于：所述聚乙烯的热变形温度为70～90℃，熔融指数为1.2～1.7g/10min。

5.根据权利要求1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于：所述陶瓷粉的粒径为0.02～0.25mm，其包括刚玉、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、氧化锆、氮化铝、氮化硅中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于：所述硅酮粉的粒径为5～20μm。

7.根据权利要求1所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙，其粒径为30～60μm。

8.一种触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体操作步骤：

S1.将聚乙烯进行干燥处理；

S2.按照权利要求1～7任一所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的配方称取陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，或者称取原料陶瓷粉、硅酮粉、润滑剂、分散剂以及步骤S1中经干燥处理后的聚乙烯，依次加入至共混设备中，在预设条件下共混均匀，出料；

9.根据权利要求8所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1干燥处理中干燥温度为60～90℃，干燥时间为4～8h。

10.根据权利要求8所述的触控笔笔尖用改性PE复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，共混条件如下：首先在2000～3000r/min速度下进行高速搅拌1～3min，然后再在500～1500r/min速度下进行低速搅拌15～30min，然后在500～1500r/min速度下出料。