一種用於牙刷絲的材料及其製備方法
2023-06-13 22:33:36
專利名稱：一種用於牙刷絲的材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種牙刷絲材料，具體涉及一種用於牙刷的尼龍共聚物及其合成方法。
背景技術：
牙刷是我們日常生活中密不可分的用具，好的牙刷頭不但可以清潔牙齒，而且不損傷口腔，增加刷牙樂趣。
隨著生活水平的提高，人們對牙刷頭的要求越來越高，要求牙刷頭耐磨，回彈性好，軟硬適中，口感好。這就對牙刷頭的刷絲材料要求越來越高。牙刷頭上的刷絲材料主要有聚丙烯、聚酯和尼龍。其中聚丙烯由於耐磨性和回彈性差只能用作低檔牙刷絲，而聚酯由於成型收縮率大，造成其紡絲有尺寸偏差大和直線度不高等缺點，特別是在絲徑小的情況下，其缺點就越發明顯，難以滿足牙刷絲向超細耐磨的發展方向。普通的尼龍如尼龍6雖然耐磨、彈性回復較好，但其易於吸水，由於水對尼龍有增塑作用，所以尼龍6刷絲在潮溼環境下易產生永久變形，不能長久使用。尼龍612不但耐磨，彈性回復優異，而且吸水率低，尺寸穩定性好，特別是其模量適中，其刷絲即有良好的口感，又有足夠剛度剔除牙縫中的雜質。因此常用作高檔牙刷絲材料。但是其價格貴，限制了使用範圍，只能用於高檔牙刷及一些特殊的場合，如惡劣工況下的刷洗等。
針對上述刷絲材料的缺點，有很多研究希望通過材料改性的方法改進上述缺點，得到更為理想的刷絲材料。這些研究主要集中在尼龍改性方面。一是通過共聚的方法，在尼龍聚合時加入含氟單體或有機矽單體，引入憎水基團，降低普通尼龍的吸水率；二是通過特殊工藝，將尼龍和聚酯製成皮芯結構的單絲，綜合二者的優點，可得到性能優良的刷絲材料。就第一種方法而言，在聚合時加入含有憎水基團的單體，對尼龍的吸水率的影響是兩方面的。一方面，引入憎水基團有利於降低尼龍的吸水率，另一方面共聚單體與尼龍共聚將破壞尼龍的規整度，降低醯胺基團的結晶的機率，而沒結晶的醯胺基團的吸水能力更強。因此，用此種方法改進尼龍的吸水性能效果有限。另外，加入共聚單體，會大幅度降低尼龍的模量。對於第二種方法，工藝複雜，對設備的要求也很高。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是公開一種用於牙刷絲的材料及其製備方法，以克服現有技術存在的缺陷，滿足人們的需要。
本發明的技術構思是這樣的本發明通過在普通尼龍(尼龍6、尼龍66)聚合時加入長碳鏈尼龍樹脂，利用醯胺基交換反應，在普通尼龍裡引入吸水率非常低的長碳鏈尼龍鏈段；並用含有單個能與聚醯胺共聚的基團(如氨基、羧基、羥基等)和憎水基團的單體對聚醯胺進行封端；加入成核劑以提高尼龍結晶度。通過上述措施，達到降低尼龍吸水率的目的。
本發明的方法包括如下步驟將尼龍單體、長碳鏈尼龍樹脂、含有單個能與聚醯胺共聚的基團和憎水基團的單體和成核劑進行聚合，聚合溫度200～280℃，先在0.2MPa-10MPa壓力聚合0.3～18小時，然後將壓力降為-0.1～0MPa，縮聚時間為0.3～24小時，然後出料切粒，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料；所述的尼龍單體選自尼龍單體選自己內醯胺或尼龍66；所述的長碳鏈尼龍樹脂選自尼龍9、尼龍11、尼龍12、尼龍1212或尼龍1010中的一種；所述的長碳鏈尼龍樹脂與尼龍單體的重量比為2～35∶100；所述的含有單個能與聚醯胺共聚的基團和憎水基團的單體選自氨基矽油，如道康寧公司的8460、8822、8209、通用電氣公司的TSF4703、羅納-普朗克公司的21637、21642；日華公司的Nikka Silicone AM、威克公司的WR 1300、WT1650中的一種，以尼龍單體的重量計，加入量為0.1-5wt.％。
所說的成核劑選自二氧化矽、二硫化鉬、二氧化鈦、滑石粉、或硫化鐵，以尼龍單體的重量計，加入量為0.1～9wt.‰；得到的尼龍各項性能與尼龍612接近，是一種理想的刷絲材料，而成本遠比尼龍612便宜。由於改性材料主要是長碳鏈尼龍樹脂，並且通過醯胺基交換，在普通尼龍中引入多個重複單元的長碳鏈尼龍鏈段，相比於單體間的無規共聚，更好地保持了尼龍結構的規整性；並且有憎水基團的封端和成核劑提高結晶度的作用；因此能有效地改進普通尼龍的吸水性。使普通尼龍的48h飽和吸水率由7％下降至2％或更低。另外還改進了普通尼龍的成型收縮率，保持了尼龍良好的耐磨性和彈性回復性。其模量與尼龍612相當，保證了其刷絲在絲徑相同的情況下，口感和功用與尼龍612刷絲相同。其刷絲性能如下
具體實施方式
產物性能的測試是採用GB標準規定的方法進行的。
實施例1將90公斤己內醯胺、10公斤原料尼龍9樹脂、1公斤通用電氣公司的TSF4703氨基矽油和0.9公斤成核劑二氧化矽進行聚合，先在200℃、0.2MPa下聚合5小時，然後減壓為-0.1MPa，繼續聚合3小時，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料，將材料押出切粒，即可送纖維生產廠進行牙刷絲材料的製造。
得到的產物性能如下
實施例2將93公斤尼龍66鹽、7公斤尼龍11樹脂、0.5公斤道康寧公司的8460氨基矽油和0.1公斤成核劑滑石粉進行聚合，先在230℃、5MPa下聚合12小時，然後減壓為-0.1MPa，繼續聚合9小時，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料，將材料押出切粒，即可送纖維生產廠進行牙刷絲材料的製造。材料的性能見下表。
實施例3將65公斤己內醯胺、35公斤尼龍1212樹脂、1公斤道康寧公司的8460氨基矽油和0.05公斤成核劑二氧化鈦進行聚合，先在260℃、10MPa下聚合24小時，然後減壓為-0.1MPa，繼續聚合12小時，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料，將材料押出切粒，即可送纖維生產廠進行牙刷絲材料的製造。材料的性能見下表。
實施例4將75公斤尼龍66鹽、25公斤尼龍1010樹脂、1公斤道康寧公司的8460氨基矽油和0.1公斤成核劑二氧化鈦進行聚合，先在240℃、7MPa下聚合18小時，然後減壓為-0.1MPa，繼續聚合7小時，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料，將材料押出切粒，即可送纖維生產廠進行牙刷絲材料的製造。材料的性能見下表。
實施例5將85公斤尼龍66鹽、15公斤尼龍11樹脂、0.5公斤道康寧公司的8209氨基矽油和0.08公斤成核劑二硫化鉬進行聚合，先在240℃、5MPa下聚合18小時，然後減壓為-0.1MPa，繼續聚合7小時，即獲得本發明的用於牙刷絲的材料，將材料押出切粒，即可送纖維生產廠進行牙刷絲材料的製造。材料的性能見下表。
權利要求
1.一種用於牙刷絲的材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟將尼龍單體、長碳鏈尼龍樹脂、含有單個能與聚醯胺共聚的基團和憎水基團的單體和成核劑進行聚合，聚合溫度200～280℃，聚合壓力為0.2MPa～10MPa，然後減壓為-0.1～0MPa，聚合時間為0.3～24小時，最後出料切粒，即獲得用於牙刷絲的材料；所述的尼龍單體選自己內醯胺或尼龍66。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的長碳鏈尼龍樹脂選自尼龍9、尼龍11、尼龍12、尼龍1212或尼龍1010。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述尼龍單體與長碳鏈尼龍樹脂的重量比為2～35∶100。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的含有單個能與聚醯胺共聚的基團和憎水基團的單體選自氨基矽油，以尼龍單體的重量計，加入量為0.1-5wt.％。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的成核劑選自二氧化矽、二硫化鉬、二氧化鈦、滑石粉、或硫化鐵，以尼龍單體的重量計，加入量為0.1-9wt.‰。
6.根據權利要求1～5任一項方法製備的用於牙刷絲的材料。
全文摘要
本發明公開了一種用於牙刷絲的材料及其製備方法。本發明通過在普通尼龍(尼龍6、尼龍66)聚合時加入長碳鏈尼龍樹脂，利用醯胺基交換反應，在普通尼龍裡引入吸水率非常低的長碳鏈尼龍鏈段；並用含有單個能與聚醯胺共聚的基團和憎水基團的單體對聚醯胺進行封端；加入成核劑以提高尼龍結晶度。使普通尼龍的48h飽和吸水率由7％下降至2％或更低。另外還改進了普通尼龍的成型收縮率，保持了尼龍良好的耐磨性和彈性回復性。其模量與尼龍612相當，保證了其刷絲在絲徑相同的情況下，口感和功用與尼龍612刷絲相同。
文檔編號A46D1/00GK1903912SQ200510028188
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者曾昭智, 張懷忠, 李惠文 申請人:上海傑事傑新材料股份有限公司