一种HEMA-St壳核型共聚物及其在TPE改性材料中的应用的制作方法

本申请涉及塑料改性的领域，更具体地说，它涉及一种hema-st壳核型共聚物及其在tpe改性材料中的应用。

背景技术：

1、tpe是一种热塑性弹性体材料，具有高强度、高回弹性、可注塑加工的特征，应用范围广泛，环保无毒安全，有优良的着色性。因此，tpe材料一般用于制造各种器材的手柄、文具、玩具、牙刷柄及其它包覆材料，而由于tpe材料需要经常与手接触，通常要做抗菌抑菌处理，以免影响把手的外观和卫生。

2、乙二醇苯醚是新一代水性基体的环保型广谱抗菌剂，具有杀菌效果好、广谱、对格兰氏阳性菌，格兰氏阴性菌，酵母菌等各类菌种和病毒均有很强的杀灭、抑制作用、安全无毒，无腐蚀性，性能稳定，杀菌时效长。

3、目前，tpe中通常使用的抗菌剂为氧化铜、磷酸二氢铵以及碳酸锂，但是这些无机盐类抗菌剂对皮肤具有一定的刺激性，与tpe的相容性很差，导致tpe的抗菌性能下降。因此，仍有改进的空间。

技术实现思路

1、为了提高tpe与抗菌剂之间的相容性，使得tpe具有较佳的抗菌性能，且对皮肤不产生任何刺激，同时，还具有较佳的力学性能，本申请提供一种hema-st壳核型共聚物及其在tpe改性材料中的应用。

2、第一方面，本申请提供一种hema-st壳核型共聚物，采用如下的技术方案：

3、一种hema-st壳核型共聚物，所述hema-st壳核型共聚物的制备方法如下：

4、s1：苯乙烯种子乳液的制备

5、在烧瓶中加入20-30质量份的苯乙烯、40-50质量份的水、0.1-0.2质量份的乳化剂、0.8-1.0质量份的反应性乳化剂，搅拌均匀，形成乳白色溶液，然后升温至70-75℃，加入0.01-0.02质量份的引发剂，反应3-4h，得到苯乙烯种子乳液；

6、s2：预混合乳液的制备

7、先将苯乙烯和甲基丙烯酸羟乙酯混合均匀，得到混合物a，然后将水、乳化剂、反应性乳化剂、乙二醇苯醚以及引发剂混合，均质机乳化3-5min，转速为5000-8000rpm，形成预混合乳液；

8、s3：hema-st壳核型共聚物的制备

9、在烧瓶中加入苯乙烯种子乳液、水，搅拌并升温至70-75℃，转速为200-350rpm，滴加预混合乳液，反应后出现蓝色荧光，继续反应3-4h，即得到hema-st壳核型共聚物。

10、通过采用上述技术方案，由于乙二醇苯醚性能比较温和安全，所以采用乙二醇苯醚作为抗菌剂，对皮肤不容易产生刺激。但是，在研发过程中发明人发现，乙二醇苯醚与tpe材料的相容性不好，若直接加乙二醇苯醚，会出现乙二醇苯醚溢出至tpe材料表面的现象，进而导致材料表面太滑，难以达到抗菌效果。

11、经过大量的研究发现，采用苯乙烯种子乳液在苯乙烯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚过程中充当核的作用，利于苯乙烯-甲基丙烯酸羟乙酯形成壳-核聚合结构，使得乙二醇苯醚能够紧紧地与壳-核聚合结构相连，使得乙二醇苯醚不容易溢出材料的表面，乙二醇苯醚与tpe之间的相容性得到提高，从而有利于提高tpe材料的抗菌性能。

12、因此，本申请以甲基丙烯酸-2-羟乙酯(hema)和苯乙烯(st)为主要原料，配以乳化剂、反应性乳化剂、引发剂以及乙二醇苯醚(ehp)，经过二次聚合而成，制备出hema-st壳核型共聚物。hema-st在热塑性弹性体(tpe)改性中起到相容助剂的作用，改性后的tpe材料表面具有抗菌抑菌作用，并且，使得tpe改性材料的表面具有韧性好、美观的效果。

13、优选的，所述s2中水与混合物a的质量比为1-1.5：1，乳化剂的用量为混合物a的0.2-0.5％，反应性乳化剂的用量为混合物a的1.5-2.5％，乙二醇苯醚的用量为混合物a的15-30％，引发剂的用量为混合物a的0.1-0.3％。

14、优选的，所述s2中甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯以及乙二醇苯醚的质量比为10：(6-8)：(3-5)。

15、通过采用上述技术方案，采用特定比例的甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯以及乙二醇苯醚复配，使得乙二醇苯醚能够与苯乙烯-甲基丙烯酸羟乙酯形成更加稳定的壳-核聚合结构，使得乙二醇苯醚不容易从tpe材料的表面溢出，保持tpe改性材料的抗菌性能。

16、优选的，所述反应性乳化剂为含有烯丙基键的烯丙氧基丙基烷基醇醚磺基琥珀酸盐，包括壬基酚型se/ne系列以及壬基酚游离型sr/er系列中的一种。

17、优选的，反应性乳化剂为反应性乳化剂sr-10。

18、通过采用上述技术方案，反应性乳化剂sr-10由于含有烯丙基，能够参与聚合，不会像小分子链的乳化剂游离出来，使得hema-st壳核聚合物更加稳定。

19、优选的，所述乳化剂为斯盘-80、斯盘-60、曲拉通-10以及吐温系列中的一种。

20、优选的，所述乳化剂为斯盘-80。

21、通过采用上述技术方案，非离子乳化剂斯盘-80为失水山梨醇油酸酯，在反应过程中辅助反应性乳化剂的作用，与苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯形成稳定的胶束，聚合后形成水包油型壳-核聚合状态。

22、优选的，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

23、第二方面，本申请提供一种hema-st壳核型共聚物在tpe改性材料中的应用，采用如下的技术方案：

24、一种hema-st壳核型共聚物在tpe改性材料中的应用，所述tpe改性材料包括以下质量份数的组分：

25、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)：30-40份；

26、共聚pp：35-50份；

27、hema-st壳核型共聚物：3-5份；

28、白油：7-32份；

29、抗氧剂0.2-0.4份；

30、助剂0.2-0.4份。

31、通过采用上述技术方案，将hema-st壳核型共聚物加入tpe改性材料中，使得制备得到的tpe改性材料具有较佳的抗菌抑菌作用以及力学性能。

32、优选的，所述助剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种。

33、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。

34、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.本申请以甲基丙烯酸-2-羟乙酯(hema)和苯乙烯(st)为主要原料，配以乳化剂、反应性乳化剂、引发剂以及乙二醇苯醚(ehp)，经过二次聚合而成，制备出hema-st壳核型共聚物。hema-st在热塑性弹性体(tpe)改性中起到相容助剂的作用，改性后的tpe材料表面具有抗菌抑菌作用，tpe改性材料的表面具有韧性好、美观的效果。

36、2.采用反应性乳化剂sr-10与甲基丙烯酸-2-羟乙酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂以及乙二醇苯醚共聚，由于含有烯丙基，能够参与聚合，不会像小分子链的乳化剂游离出来，使得hema-st壳核聚合物更加稳定。

技术特征：

1.一种甲基丙烯酸-2-羟乙酯（hema）-苯乙烯（st）壳核型共聚物，其特征在于：所述hema-st壳核型共聚物的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：所述s2中水与混合物a质量比为1-1.5：1，乳化剂的用量为混合物a的0.2-0.5%，反应性乳化剂的用量为苯混合物a的1.5-2.5%，乙二醇苯醚的用量为混合物a的15-30%，引发剂的用量为混合物a的0.1-0.3%。

3.根据权利要求1所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：所述s2中甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯以及乙二醇苯醚的质量比为10：（6-8）：（3-5）。

4.根据权利要求1所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：所述反应性乳化剂为含有烯丙基键的烯丙氧基丙基烷基醇醚磺基琥珀酸盐，包括壬基酚型se/ne系列以及壬基酚游离型sr/er系列中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：反应性乳化剂为反应性乳化剂sr-10。

6.根据权利要求1所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：所述乳化剂为斯盘-80、斯盘-60、曲拉通-10以及吐温系列中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种hema-st壳核型共聚物，其特征在于：所述乳化剂为斯盘-80。

8.一种如权利要求1-7任一所述的hema-st壳核型共聚物在tpe改性材料中的应用，其特征在于：所述tpe改性材料包括以下质量份数的组分：

9.根据权利要求8所述的一种hema-st壳核型共聚物在tpe改性材料中的应用，其特征在于：所述助剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种。

10.根据权利要求8所述的一种hema-st壳核型共聚物在tpe改性材料中的应用，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。

技术总结
申请涉及塑料改性的领域，具体公开了一种甲基丙烯酸‑2‑羟乙酯（HEMA）‑苯乙烯（St）壳核型共聚物，HEMA‑St壳核型共聚物的制备方法如下：S1：苯乙烯种子乳液的制备；S2：预混合乳液的制备；S3：在烧瓶中加入苯乙烯种子乳液、水，搅拌并升温至70‑75℃，转速为200‑350rpm，滴加预混合乳液；反应后出现蓝色荧光，继续反应3‑4小时，即得到HEMA‑St壳核型共聚物。本申请具有提高TPE与乙二醇苯醚（抗菌剂）之间的相容性，使得TPE具有较佳的抗菌性能，且对皮肤不容易产生刺激，同时具有较佳力学性能的效果。

技术研发人员：李敬玉,倪世茂,陶鹏,王志鹏,何子超
受保护的技术使用者：广州仕天材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15