本發(fā)明涉及玩具材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及變形材料及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著兒童玩具市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,制備玩具的材料需求越來(lái)越大,而且對(duì)材料的安全性要求和創(chuàng)新性也逐步擴(kuò)大。變形材料制成的玩具一般適用于6歲或以上年齡段的兒童,變形材料經(jīng)過加熱處理后可以任意變形,當(dāng)冷卻至室溫后又表現(xiàn)出一定的彈性,且不可變形。變形材料制成的玩具可以重復(fù)使用,具有一定的益智性。
然而,目前常用的變形材料一般變形溫度較高,對(duì)兒童的使用有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要針對(duì)常用的變形材料變形溫度較高的問題,提供一種變形材料及其制備方法。
一種變形材料,按質(zhì)量份數(shù)計(jì),包括:
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述SEEPS的數(shù)均分子量為5萬(wàn)~10萬(wàn)。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述白油選自石蠟油和環(huán)烷油中的至少一種。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述塑化劑選自環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯、鄰苯二甲酸二異壬酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述石油樹脂選自碳-5加氫石油樹脂和碳-9加氫石油樹脂中的至少一種。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述抗氧劑選自(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的至少一種。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述變形材料還包括不超過10份的蠟類。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述蠟類選自PE蠟、PP蠟和微晶蠟中的至少一種。
一種變形材料的制備方法,包括以下步驟:
將20份~40份SEEPS和10份~25份白油攪拌至所述SEEPS完全吸收所述白油;
再加入15份~35份石油樹脂和0.2份~0.3份抗氧劑,繼續(xù)攪拌;
再加入10份~30份的塑化劑繼續(xù)攪拌得到預(yù)混物;及
將所述預(yù)混物塑化、擠出和造粒得到變形材料。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,所述將預(yù)混物塑化、擠出在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行,所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度為60℃~80℃,轉(zhuǎn)速為500r/min~700r/min。
上述變形材料,以20份~40份SEEPS作為基材,以10份~25份白油、10份~30份塑化劑、15份~35份石油樹脂及0.2份~0.3份抗氧劑為輔助材料;上述原材料經(jīng)過合理配比,可以增加變形材料的自身粘結(jié)性能,并降低材料的彈性和強(qiáng)度,從而得到變形溫度較低的變形材料,經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,上述變形材料的變形溫度在70℃~90℃之間,變形溫度較低,兒童在使用的過程中更安全。
附圖說明
圖1為一實(shí)施方式的變形材料的制備方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)變形材料及其制備方法進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
一實(shí)施方式的變形材料,按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括:
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)為低分子量的SEEPS,其中SEEPS中的苯乙烯含量為28%-30%。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,SEEPS的數(shù)均分子量為5萬(wàn)~10萬(wàn)。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,SEEPS選自科騰的Kraton1702、日本可樂麗的SEPTON4033和日本可樂麗的SEPTON8004中的至少一種。當(dāng)然,在其他實(shí)施方式中,SEEPS也可以選擇其他廠家和其他型號(hào)。
白油選自石蠟油和環(huán)烷油中的至少一種。優(yōu)選的,白油為石蠟油,石蠟油與SEEPS具有更好的相容性。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,白油為工業(yè)級(jí)的二類白油。白油的粘度為120MPa·S~150MPa·S。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,白油為中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)塑的150N油。當(dāng)然,在其他實(shí)施方式中,白油也可以選擇其他廠家和其他型號(hào)。
塑化劑選自環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯、鄰苯二甲酸二異壬酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。上述塑化劑具有安全環(huán)保、無(wú)毒性的優(yōu)點(diǎn),可以用于玩具和食品包裝中。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,增塑劑為巴斯夫的DINCH環(huán)保增塑劑。塑化劑的加入能降低材料的彈性與強(qiáng)度。
石油樹脂選自C-5石油樹脂和C-9石油樹脂中的至少一種。優(yōu)選的,石油樹脂為C-5石油樹脂。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,石油樹脂的軟化點(diǎn)為80℃~100℃。石油樹脂的數(shù)均分子量為60~80。選擇C-5石油樹脂,其軟化點(diǎn)更低,有利于降低變形材料的變形溫度。且C-5石油樹脂具有良好的粘性、相容性、熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,能很好的改善變形材料自身的粘結(jié)性能。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,抗氧劑選自(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的至少一種??寡鮿┑募尤肟梢砸种谱冃尾牧显谑褂眠^程中的氧化老化,延長(zhǎng)變形材料的使用壽命。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,蠟類選自PE蠟、PP蠟和微晶蠟中的至少一種。在其中一個(gè)實(shí)施方式中,蠟類的熔點(diǎn)為100℃~120℃。蠟類能起到防沉降、提高變形材料的光澤和手感的作用。
需要說明的是,在其他實(shí)施方式中,蠟類也可以省略。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,變形材料,按質(zhì)量份數(shù)計(jì),包括:
上述變形材料,以20份~40份SEEPS作為基材,以10份~25份白油、10份~30份塑化劑、15份~35份石油樹脂及0.2份~0.3份抗氧劑為輔助材料;上述原材料經(jīng)過合理配比,可以增加變形材料的自身粘結(jié)性能,并降低材料的彈性和強(qiáng)度,從而得到變形溫度較低的變形材料,經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,上述變形材料的變形溫度在70℃~90℃之間,變形溫度較低,兒童在使用的過程中更安全。
請(qǐng)參閱圖1,上述變形材料的制備方法,包括以下步驟:
S110、將20份~40份SEEPS和10份~25份白油攪拌至SEEPS完全吸收白油。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,攪拌是在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行,高速攪拌機(jī)的攪拌速率為250r/min~400r/min,攪拌時(shí)間為10min~15min。
S120、向完全吸收白油的SEEPS中加入15份~35份石油樹脂和0.2份~0.3份抗氧劑繼續(xù)攪拌。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,攪拌是在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行,高速攪拌機(jī)的攪拌速率為250r/min~400r/min,攪拌時(shí)間為3min~5min。
S130、再加入10份~30份的塑化劑繼續(xù)攪拌得到預(yù)混物。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,攪拌是在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行,高速攪拌機(jī)的攪拌速率為250r/min~400r/min,攪拌時(shí)間為3min~5min。
S140、將預(yù)混物塑化、擠出和造粒得到變形材料。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中,將預(yù)混物塑化、擠出和造粒在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行,所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度為60℃~80℃,轉(zhuǎn)速為500r/min~700r/min。雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為32:1~40:1。
上述變形材料的制備方法工藝流程簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)備要求低,適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
以下是具體實(shí)施例的說明。
實(shí)施例1
將20份SEEPS和10份石蠟油在高速攪拌機(jī)中攪拌10min至SEEPS完全吸收石蠟油。攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min。向完全吸收石蠟油的SEEPS中加入35份碳-5加氫石油樹脂和0.2份(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳酸酯繼續(xù)攪拌,攪拌時(shí)間為3min。再加入10份的環(huán)己烷1,2-二甲酸二異壬基酯繼續(xù)攪拌得到預(yù)混物,攪拌時(shí)間為3min。將預(yù)混物在雙螺桿擠出機(jī)中塑化、擠出和造粒得到變形材料,雙螺桿擠出機(jī)的溫度為60℃,轉(zhuǎn)速為700r/min。
實(shí)施例2
將20份SEEPS和25份石蠟油在高速攪拌機(jī)中攪拌12min至SEEPS完全吸收石蠟油。攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為250r/min。向完全吸收石蠟油的SEEPS中加入15份碳-9加氫石油樹脂、5份PE蠟和0.3份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯繼續(xù)攪拌,攪拌時(shí)間為5min。再加入20份的鄰苯二甲酸二異壬酯繼續(xù)攪拌得到預(yù)混物,攪拌時(shí)間為5min。將預(yù)混物在雙螺桿擠出機(jī)中塑化、擠出和造粒得到變形材料,雙螺桿擠出機(jī)的溫度為80℃,轉(zhuǎn)速為500r/min。
實(shí)施例3
將40份SEEPS和25份環(huán)烷油在高速攪拌機(jī)中攪拌15min至SEEPS完全吸收環(huán)烷油。攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min。向完全吸收環(huán)烷油的SEEPS中加入35份碳-5加氫石油樹脂、10份PP蠟和0.3份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯繼續(xù)攪拌,攪拌時(shí)間為5min。再加入30份的鄰苯二甲酸二辛酯繼續(xù)攪拌得到預(yù)混物,攪拌時(shí)間為5min。將預(yù)混物在雙螺桿擠出機(jī)中塑化、擠出和造粒得到變形材料,雙螺桿擠出機(jī)的溫度為80℃,轉(zhuǎn)速為700r/min。
對(duì)實(shí)施例1~3及傳統(tǒng)變形材料的性能進(jìn)行測(cè)試結(jié)果如表1所示。其中硬度測(cè)試根據(jù)ASTMD2240(Shore OO/A)中的方法進(jìn)行;比重測(cè)試根據(jù)ASTMD492中的方法進(jìn)行;變形溫度測(cè)試根據(jù)ASTMD1525中的方法進(jìn)行。
表1
從表1中數(shù)據(jù)可知,實(shí)施例1~3所制備的變形材料的變形溫度在70℃至90℃之間,比傳統(tǒng)的變形材料的變形溫度更低,使用安全性更高。且實(shí)施例1~3所制備的變形材料的硬度更低,材料更軟,手感更好。同時(shí)變形材料的透明度也明顯提高。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡(jiǎn)潔,未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。