一种用于做笔套的tpee材料
阅读说明：本技术 一种用于做笔套的tpee材料 (TPEE material for making pen cap ) 是由 罗流伟 植石昆 于 2021-10-26 设计创作，主要内容包括：本申请涉及PTEE材料技术领域,更具体地说,涉及一种用于做笔套的TPEE材料。所述TPEE材料包括以下重量份的原料：热塑性聚酯弹性体50～60份、纳米硅藻土15～25份、二苯基硅二醇5～10份、改性中碱玻璃纤维5～10份、改性防老化剂1～2份、抗氧化剂0.1～0.2份、润滑剂1～5份、稳定剂0.1～0.3份。通过本申请的TPEE材料制得的笔套具有良好的耐撕性、抗老化性和抗变形性,能够长时间使用保持色彩和形状不变,延长笔套的使用寿命。(The application relates to the technical field of PTEE materials, in particular to a TPEE material for making pen caps. The TPEE material comprises the following raw materials in parts by weight: 50-60 parts of thermoplastic polyester elastomer, 15-25 parts of nano diatomite, 5-10 parts of diphenyl silanediol, 5-10 parts of modified medium alkali glass fiber, 1-2 parts of modified anti-aging agent, 0.1-0.2 part of antioxidant, 1-5 parts of lubricant and 0.1-0.3 part of stabilizer. The pen cap made of the TPEE material has good tearing resistance, aging resistance and deformation resistance, can keep the color and shape unchanged after being used for a long time, and prolongs the service life of the pen cap.)
技术领域
本申请涉及TPEE材料技术领域，更具体地说，涉及一种用于做笔套的TPEE材料。
背景技术
笔作为生活中经常用到的工具之一，给人们记录资料带来很大的便利，通常制作笔时，厂家会在笔杆靠近笔头的一端安装笔套，以便于人们的书写。
一般的笔套通常是用硅胶材质制成的，手握笔杆时，笔套增加与手接触一面的摩擦，起到防滑的作用，同时由于硅胶的材质比较柔软，使用时可提高人们使用笔的舒适度，便于书写。但是，常用的笔套硅胶耐撕性差、耐磨性，人们使用笔时，习惯性会用手撕扯笔套，长时间后，笔套易变形甚至撕裂，同时长时间使用笔套易变色和老化，从而降低人们书写的舒适度，故发明人认为需要改进。
发明内容
为了改善笔套长时间使用后撕裂性差、易变形、变色和老化的问题，本申请提供一种用于做笔套的TPEE材料。
第一方面，本申请提供一种用于做笔套的TPEE材料，采用如下的技术方案：
一种用于做笔套的TPEE材料，所述TPEE材料包括以下重量份的原料：
热塑性聚酯弹性体50～60份
纳米硅藻土15～25份
二苯基硅二醇5～10份
改性中碱玻璃纤维5～10份
改性防老化剂1～2份
抗氧化剂0.1～0.2份
润滑剂1～5份
稳定剂0.1～0.3份。
通过采用上述技术方案，使得TPEE材料的耐撕、耐磨和抗老化性能提高，长时间使用笔套后，笔套不易变形、变色和老化，从而提高笔套的使用寿命，同时该笔套还具有良好的柔软性，可提高人们在使用笔时的舒适度。热塑性聚酯弹性体、纳米硅藻土、二苯基硅二醇和改性中碱玻璃纤维结合使用，使得笔套具有良好的耐撕性和柔软性，纳米硅藻土和改性中碱玻璃纤维可提高笔套的防滑能力，改性防老化剂和抗氧化剂可有效地延缓TPEE材料的老化时间，使得笔套的使用时间延长，稳定剂能长时间的维持各组分中化学结构的稳定性，使得各组分能长时间稳定存在，润滑剂可提高TPEE材料中组分的流动性，便于更均匀地混合各个组分，以提高TPEE材料的耐撕性、柔软性、抗老化和抗变形的性能。
优选的，所述热塑性聚酯弹性体与所述改性玻璃纤维的用量比为(10:1)～(7:1)。
通过采用上述技术方案，使得笔套的耐撕性和柔软性更佳，使得笔套的表面柔软舒适，当人们手握笔杆时，手的触感更好，以便于书写。
优选的，所述改性玻璃纤维与所述纳米硅藻土的用量比为(4:1)～(5:2)。
通过采用上述技术方案，使得笔套的柔软性和防滑能力更佳，当人们手握笔杆进行书写时，一旦手出汗就容易拿不稳，改性中碱玻璃纤维与纳米硅藻土的用量比在(18～20)：(8～10)的范围内，提升笔套的防滑性能，减少手心出汗引起笔套打滑的可能。
优选的，每重量份所述改性中碱玻璃纤维的自卑包括以下步骤：
1)在温度为35～40℃的条件下，将重量份为1～2份的中碱玻璃纤维浸泡于重量份为2～3份的浸润剂中，浸泡8～12h，浸泡完毕后，在70～80℃的条件下进行烘干，得到预处理中碱玻璃纤维；
2)在温度为35～40℃的条件下，将步骤1)中得到的预处理中碱玻璃纤维浸泡于重量份为2～3份的质量浓度为10～15％的碳酸氢钠溶液中，经超声处理1～2h，加入重量份为0.5～1份的纳米二氧化硅，搅拌均匀，超声再处理1～2h,过滤，在100～110℃的条件下烘干，得到玻璃纤维中间体中间体。
通过采用上述技术方案，可使改性中碱玻璃纤维的柔韧度提高，与热塑性聚酯弹性体和纳米硅藻土复配使用，可有效地提高笔套的柔软性和耐撕性，延长笔套的使用寿命。浸润剂提高中碱玻璃纤维的吸附性，从而更好地与其他组分相结合，碳酸氢钠溶液调节预处理中碱玻璃纤维的PH，提高预处理中碱玻璃纤维的抗拉强度，纳米二氧化硅与预处理中碱玻璃纤维搅拌混合均匀，以增强预处理中碱玻璃纤维的强度，降低预处理中碱玻璃纤维的脆度，玻璃纤维中间体中间体经过碱性酚醛树脂溶液浸泡得到的改性中碱玻璃纤维，可使热塑性聚酯弹性体和纳米硅藻土更好地结合。
可选的，每份所述浸润剂包括以下重量份原料：
硅烷偶联剂20～25份
环氧树脂液15～20份
脂肪醇聚氧乙烯醚5～10份
硼酸盐缓冲溶液5～8份
异丙醇10～60份
去离子水50～60份
所述硼酸盐缓冲溶液的PH为9～10。
通过采用上述技术方案制得的浸润剂，能使得中碱玻璃纤维的硬度、柔韧度增加，降低中碱玻璃纤维的脆性，同时使得中碱玻璃纤维与TPEE中其他组分相互作用的面积增大，从而提高改性中碱玻璃纤维与TPEE材料中的其他组分的结合力，使得TPEE材料的耐撕性和柔软性提高。
可选的，每重量份所述改性防老化剂包括以下重量份物料：
苯并三唑40～60份
苯甲酸苯酯20～30份
N,N'-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺10～15份
环氧树脂10～20份
三氧化硼10～15份
钛白粉10～20份。
通过采用上述技术方案，制得的改性防老化剂光屏蔽作用强、抗臭氧、耐久性好和抗老化性能好，从而可提高笔套的使用寿命。
可选的，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硅酸铝镁或季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
通过采用上述技术方案，提高TPEE材料中的各个组分的流动性，使各个组分能混合均匀，从而提高TPEE材料的耐撕、柔软、抗变形和防老化性能。
可选的，所述抗氧化剂为丙酸正十八碳醇、环己六醇磷酸酯、叔丁基对苯二酚或4-甲基-6-叔丁基苯酚中的一种。
通过采用上述技术方案，提高TPEE材料的抗氧化性能，从而延长笔套的使用寿命。
可选的，所述稳定剂为亚磷酸三乙酯、交联聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
通过采用上述技术方案，使TPEE材料中各个组分的化学性能保持稳定，长时间使用笔套后，能够保持良好的耐撕性、耐磨性和抗老性，从而使笔套不易变形和变色，延长笔套的使用寿命。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过热塑性聚酯弹性体、纳米硅藻土、改性中碱玻璃纤维、改性防老化剂、抗氧化剂、润滑剂和稳定剂的复配使用，使得TPEE材料的耐撕性、耐用性、抗氧化性能提高，长时间使用笔套后，笔套难以变形、变色和老化，从而是笔套的使用寿命延长。
2、本申请通过采用的改性中碱玻璃纤维的硬度、柔韧度好，脆性低，与热塑性聚酯弹性体和纳米硅藻土复配使用，可有效的提高笔套的柔软性和耐撕性，延长笔套的使用寿命。
3、本申请通过采用的改性防老化剂，使TPEE材料具有良好的抗老化性能，可延长笔套的使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
本申请制备例、实施例及对比例使用的原料均可通过市售获得。
试验中的热塑性弹性体购买于科恒高分子(广东)有限公司，该产品的型号为KH-S135。
试验中的中碱玻璃纤维购买于沁阳市紫陵镇国庆纤维布厂，其型号为02中碱，购买之后，对其进行切碎处理，切碎至粒径为10～20nm。
改性防老化剂的制备例
制备例1
一种改性防老化剂，通过如下步骤制得：
A)按照重量分别称取苯并三唑4千克、苯甲酸甲酯2千克、N,N'-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺1千克、环氧树脂1千克、三氧化硼1千克和钛白粉1千克，在高速混合机中搅拌均匀，得到混合物料。
B)将混合物料加入至双螺杆挤出机中，经挤出、冷却、切粒，得到母粒，混合物料依次经过加温区、恒温区和保温区，加温区依次包括一区、二区、三区和四区，温度分别为100℃、130℃、150℃和170℃；恒温区包括五区、六区、七区、八区和九区，温度分别为170℃、180℃、170℃、180℃和170℃；保温区包括十区、十一区和十二区，温度分别为160℃、130℃、110℃和90℃,双螺旋杆的转速为450rpm。
C)将母粒置于80℃的真空干燥箱中进行烘干，烘干时长为2.5h。
制备例2
一种改性防老化剂，通过如下步骤制得：
本制备例与制备例1的不同之处在于：分别称取苯并三唑5千克、苯甲酸甲酯2.5千克、N,N'-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺1.25千克、环氧树脂1.5千克、三氧化硼1.25千克和钛白粉1.5千克，其余的步骤与参数均与制备例1一致。
制备例3
一种改性防老化剂，通过如下步骤制得：
本制备例与制备例1的不同之处在于：分别称取苯并三唑6千克、苯甲酸甲酯3千克、N,N'-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺1.5千克、环氧树脂2千克、三氧化硼1.5千克和钛白粉2千克，其余的步骤与参数均与制备例1一致。
浸润剂的制备例
制备例4
一种浸润剂，通过如下步骤制得：
向反应釜中加入去离子水5千克和异丙醇1千克，边搅拌边加入脂肪醇聚氧乙烯醚0.5千克，分别称取乙烯基三乙酰氧基硅烷2千克、环氧树脂溶液1.5千克加入反应釜中，搅拌均匀后，加入硼酸盐缓冲溶液0.5千克，搅拌均匀，得到浸润剂。
制备例5
一种浸润剂，通过如下步骤制得：
向反应釜中加入去离子水5.5千克和异丙醇4千克，边搅拌边加入脂肪醇聚氧乙烯0.75千克，分别称取乙烯基三乙酰氧基硅烷2.25千克、环氧树脂溶液1.75千克加入反应釜中，搅拌均匀后，加入硼酸盐缓冲溶液0.7千克，搅拌均匀，得到浸润剂。
制备例6
一种浸润剂，通过如下步骤制得：
向反应釜中加入去离子水6千克和异丙醇6千克，边搅拌边加入脂肪醇聚氧乙烯醚1千克，分别称取乙烯基三乙酰氧基硅烷2.5千克、环氧树脂溶液2千克加入反应釜中，搅拌均匀后，加入硼酸盐缓冲溶液0.8千克，搅拌均匀，得到浸润剂。
改性中碱玻璃纤维的制备例
制备例7
1)在温度为35℃的条件下，将中碱玻璃纤维2千克浸泡于制备例4中制得的浸润剂3千克中，浸泡8h，浸泡完毕后，在70℃的条件下进行烘干，得到预处理中碱玻璃纤维；
2)在温度为35℃的条件下，将步骤1)中得到的预处理中碱玻璃纤维浸泡于质量浓度为10％的碳酸氢钠溶液3千克中，碳酸氢钠溶液没过预处理中碱玻璃纤维，经超声处理1h，加入纳米二氧化硅0.5千克，搅拌均匀，超声再处理1h,过滤，在100℃条件下烘干，得到玻璃纤维中间体；
3)在温度为35℃的条件下，将步骤2)中得到的到玻璃纤维中间体浸泡于碱性酚醛树脂溶液3千克中，浸泡10h,过滤，在70℃的条件下进行烘干，得到改性中碱玻璃纤维。
制备例8
本制备例与制备例7的不同之处在于：所使用的的浸润液来源于制备例5。
制备例9
本制备例与制备例7的不同之处在于：所使用的的浸润液来源于制备例6。
制备例10
本制备例与制备例7的不同之处在于：所使用的的浸润液来源于制市售。
实施例
实施例1
一种用于做笔套的TPEE材料，其制作步骤如下：
S1：分别称取热塑性聚酯弹性体5千克、纳米硅藻土1.5千克、市售改性中碱玻璃纤维0.5千克、市售改性防老化剂0.1千克、环己六醇磷酸酯0.01千克、硬脂酸锌0.1千克和交联聚乙烯吡咯烷酮0.01千克加入至搅拌机中，搅拌速度为150rpm，搅拌均匀，得到混合均匀的加工料；
S2：将上述加工料，从双螺杆挤出机主下料口投入，进行熔融混合挤出造粒。加工料依次经过加温区、恒温区和保温区，加温区依次包括一区、二区、三区和四区，温度分别为100℃、110℃、130℃和160℃；恒温区包括五区、六区、七区、八区和九区，温度分别为170℃、160℃、170℃、160℃和170℃；保温区包括十区、十一区和十二区，温度分别为150℃、90℃和60℃，双螺杆的转速为500rpm。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：称取热塑性聚酯弹性体的重量为5千克、纳米硅藻土的重量为1.5千克、来自于制备例7中改性中碱玻璃纤维的重量为0.5千克、来自于制备例1中改性防老化剂的重量为0.1千克、环己六醇磷酸酯的重量为0.01千克、硬脂酸锌的重量为0.1千克和交联聚乙烯吡咯烷酮的重量为0.01千克,其余步骤和参数与实施例1一致。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：称取热塑性聚酯弹性体的重量为5.5千克、纳米硅藻土的重量为2千克、来自于制备例7中改性中碱玻璃纤维的重量为0.75千克、来自于制备例1中改性防老化剂的重量为0.15千克、叔丁基对苯二酚的重量为0.015千克、硬脂酸钡的重量为0.3千克和聚乙烯吡咯烷酮的重量为0.02千克，其余步骤和参数与实施例1一致。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：称取热塑性聚酯弹性体的重量为6千克、纳米硅藻土的重量为2.5千克、来自于制备例7中改性中碱玻璃纤维的重量为1千克、来自于制备例1中改性防老化剂的重量为0.2千克、叔丁基对苯二酚的重量为0.02千克、硅酸铝镁的重量为0.5千克和亚磷酸三乙酯的重量为0.03千克，其余步骤和参数与实施例1一致。
实施例5
本实施例与实施例4的不同之处在于：改性中碱玻璃纤维1千克来自于制备例8、改性防老化剂0.2千克来自于制备例2，其余步骤和参数与实施例4一致。
实施例6
本实施例与实施例4的不同之处在于：改性中碱玻璃纤维1千克来自于制备例9、改性防老化剂0.2千克来自于制备例3，其余步骤和参数与实施例4一致。
实施例7
本实施例与实施例4的不同之处在于：改性中碱玻璃纤维1千克来自于市售、改性防老化剂0.2千克来自于制备例3，其余步骤和参数与实施例4一致。
实施例8
一种用于做笔套的TPEE材料，其制作步骤如下：
本实施例与实施例4的不同之处在于：改性中碱玻璃纤维1千克来自于制备例7、改性防老化剂0.2千克来自于市售，其余步骤和参数与实施例4一致。
对比例
对比例1
本对比例与实施例4的不同之处在于：将来自于制备例7的改性中碱玻璃纤维替换成等量的普通的中碱玻璃纤维、来自于制备例1中的改性防老化剂替换成等量的普通防老化剂，其余步骤和参数与实施例4一致。
对比例2
本对比例与实施例4的不同之处在于：将来自于制备例7的改性中碱玻璃纤维替换成等量的普通的中碱玻璃纤维，其余步骤和参数与实施例4一致。
对比例3
本对比例与实施例4的不同之处在于：将来自于制备例1中的改性防老化剂替换成等量的普通防老化剂，其余步骤和参数与实施例4一致。
对比例4
本对比例与实施例4的不同之处在于：将来自于制备例7的改性中碱玻璃纤维替换成等量来自于制备例10中碱玻璃纤维，其余步骤和参数与实施例4一致。
对比例5
将来自于制备例7的改性中碱玻璃纤维替换成等量来自于制备例10中碱玻璃纤维，将来自于制备例1中的改性防老化剂替换成等量的普通防老化剂，其余步骤和参数与实施例4一致。
表1实施例和对比例中改性中碱玻璃纤维和改性防老化剂的来源
性能检测试验针对本申请实施例1～8和对比例1～3制得的TPEE材料，实验数据如表1所示，按照GB/T1040.3-2006测定TPEE材料的拉伸强度和断裂伸长率。
检测方法/试验方法
表1拉伸强度和断裂伸长率性能检测实验数据
拉伸强度(MPa)
断裂伸长率(％)
实施例1
57
510
实施例2
68
572
实施例3
68
569
实施例4
67
580
实施例5
69
571
实施例6
68
575
实施例7
69
579
实施例8
70
574
对比例1
45
401
对比例2
50
455
对比例3
52
447
对比例4
51
456
对比例5
51
459
结合实施例1～8和对比例1～5并结合表1可以看出，本发明提供的TPEE材料的拉伸强度、断裂伸长率明显提高，使得TPEE材料的耐撕性提高，用该材料制得的笔套，经长时间使用后，笔套不易变形，从而可提高笔套的使用寿命。
将实施例1～8和对比例1～5制得的TPEE材料制成的笔套进行光老化性能试验，记录试验后拉伸强度的变化，按照GB/T14522-2008测定TPEE材料的抗老化性能，试验温度设置为80℃，每隔4个小时取一组样，进行拉伸强度测试，将结果记录与表2，测试结果如下：
表2抗老化性能检测实验数据
结合实施例1～8和对比例1～3并结合表2可以看出，实施例1～8中的TPEE材料的拉伸强度在试验过程中基本上没有变化，对比例1～3中的TPEE材料的拉伸强度在试验过程中发生较大变化，对比例1中拉伸强度降低15MPa，对比例2中拉伸强度降低8MPa，对比例3中的拉伸强度变化为6MPa，对比例4中的拉伸强度变化为7MPa，对比例5中的拉伸强度变化为11MPa，说明该TPEE材料具有良好的抗老化性能。
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。
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