CN115260437A - 一种实际使用不易变黄的手机保护套及其制作方法 - Google Patents

一种实际使用不易变黄的手机保护套及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实际使用不易变黄的手机保护套及其制作方法。制作手机保护套的材料为芳香族热塑性聚氨酯弹性体；芳香族热塑性聚氨酯弹性体由硬段和软段两部分组成；硬段的原材料为二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4‑丁二醇；软段为小分子二元醇和小分子二元酸制备的聚酯多元醇；小分子二元酸为质量比为75:25的己二酸和对苯二甲酸。手机保护套由芳香族热塑性聚氨酯弹性体通过注塑工艺制作得到。本发明将对苯二甲酸引入到TPU的软段中，由于软段引入了刚性基团，从而提高软段的抗渗透能力，所制备的手机护套在实际使用过程中就不容易受到汗液等影响而产生变色。

Description

一种实际使用不易变黄的手机保护套及其制作方法
技术领域
本发明涉及手机保护套领域，具体涉及一种实际使用不易变黄的手机保护套及其制作方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的硬度范围比较广泛，具有非常好的强度，耐磨性能，透明度好，可广泛应用于手机保护套，腕带，薄膜，热熔胶膜等领域。例如，公开号为CN112724364 A的专利说明书公开了一种高剥离强度的软硬结合的手机保护套，其硬底板材料由传统的聚碳酸酯材料调整为特定组成、特定配比的邵氏硬度为75D-85D的热塑性聚氨酯弹性体，其与特定组成、特定配比的邵氏硬度为85A-95A的热塑性聚氨酯结合，该软硬结合的手机保护套的软胶和硬胶结合力高，不容易脱胶，使用寿命长。
目前，手机保护套领域所使用的热塑性聚氨酯弹性体主要为芳香族热塑性聚氨酯，硬度主要为85A-55D，具有透明度好，注塑加工效率高，产品表面无水纹等优点，另外通过在配方中添加紫外线吸收剂和光稳定剂可以提高其抗黄性能。
但目前常见的芳香族热塑性聚氨酯制备的手机保护套在实际使用过程中仍会出现短时间内黄变的问题。本发明的发明人研究发现，手机保护套在实际使用过程中的黄变问题主要是与TPU的软段部分的抗渗透能力差有关，在TPU保护套的使用过程中与护套接触的汗液、皮脂等容易渗透到TPU中引起变色。
由于脂肪族TPU的加工性能较差，很难制备出外观良好的手机护套且实际佩戴过程中也容易出现变大的问题。公开号为CN112250823A的专利说明书公开了一种抗汗液的手机保护套，由贴合在一起的脂肪族有机硅热塑性聚氨酯薄膜和芳香族热塑性聚氨酯材料制成，其中，所述脂肪族有机硅热塑性聚氨酯薄膜的未贴合的一面与人手部接触。该专利技术在芳香族热塑性聚氨酯弹性体手机套表面引入脂肪族有机硅聚氨酯弹性体薄膜，从而尽可能避免了人的手部与芳香族热塑性聚氨酯弹性体的接触。由于引进了有机硅提升了材料的抗脏污性能和耐渗透性，另一方面由于引入了脂肪族异氰酸酯避免了汗液等对结构的影响。该专利技术生产的手机保护套的实际抗黄变效果较好，使用寿命长，给消费者带来的最终体验较好，但是存在手机套的制备较为复杂的问题。
发明内容
本发明提供了一种实际使用不易变黄的手机保护套，将对苯二甲酸引入到TPU的软段中，从而提高软段的抗渗透能力。
具体技术方案如下：
一种实际使用不易变黄的手机保护套，制作所述手机保护套的材料为芳香族热塑性聚氨酯弹性体；
所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体由硬段和软段两部分组成；
所述硬段的原材料为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)；
所述软段为小分子二元醇和小分子二元酸制备的聚酯多元醇；
所述小分子二元酸为质量比为75:25的己二酸(AA)和对苯二甲酸(PTA)。
一般而言，为了使手机保护套有正常的使用价值，需要手机保护套具有合理的硬度和回弹性，否则，手机保护套将失去其原有的使用意义。
在一优选例中，所述手机保护套按照ASTM D2240测试的硬度范围为85A-55D。
在一优选例中，所述手机保护套按照ISO 4662测试的回弹性为30％-50％。
本发明严格控制对苯二甲酸的加入量，限定其与己二酸的质量比为25:75，保证手机保护套在具有正常使用价值的前提下，尽可能提高耐汗液能力。对苯二甲酸加入量偏少，手机保护套的耐汗液能力不足，对苯二甲酸的加入量偏多，手机保护套的硬度过大、回弹性明显变差，不能正常使用。
在一优选例中，所述的实际使用不易变黄的手机保护套，以所述二苯基甲烷二异氰酸酯和所述1,4-丁二醇的总质量计，所述手机保护套中所述硬段的含量为33％-45％，可保证手机保护套具有合适的硬度和回弹性，可正常使用。
在一优选例中，所述的实际使用不易变黄的手机保护套，所述聚酯多元醇的分子量为900-2000g/mol。
在一优选例中，所述的实际使用不易变黄的手机保护套，所述二苯基甲烷二异氰酸酯的NCO摩尔数与所述聚酯多元醇、所述1,4-丁二醇的OH总摩尔数之比(R值)为0.98～1.02。
本发明手机保护套的配方体系中，要注意控制对苯二甲酸的加入量以及调整硬段含量和R值来控制各组分的配比，否则制备出来的手机保护套会因硬度偏高和回弹特别差而失去使用价值。
在一优选例中，所述的实际使用不易变黄的手机保护套，所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、己二醇中的至少一种。
所述的实际使用不易变黄的手机保护套，制作所述手机保护套的材料还可包括抗氧剂、润滑剂、UV助剂中的至少一种。
具体的：
所述抗氧剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂1024等。
所述润滑剂可以是E蜡等。
所述UV助剂可以是UV-329、UV-622等。
本发明还提供了所述的实际使用不易变黄的手机保护套的制作方法，所述手机保护套由所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体通过注塑工艺制作得到，工艺简单，加工效率高。
在一优选例中，本发明所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体通过双螺杆挤出工艺生产得到。
作为一个总的发明构思，本发明还提供了所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体在制作实际使用不易变黄的手机保护套中的应用。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：
本发明采取的方案为将对苯二甲酸引入到TPU的软段中，由于软段引入了刚性基团，从而提高软段的抗渗透能力，所制备的手机护套在实际使用过程中就不容易受到汗液等影响而产生变色。在这个过程中要注意控制对苯二甲酸的加入量和调整硬段含量和R值(nco和OH的摩尔比)来控制各组分的配比，否则制备出来的手机套的硬度偏高和回弹特别差而失去使用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-1通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
实施例2
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-2通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
实施例3
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-3通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
对比例1
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-4通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
对比例2
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-5通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
对比例3
采用双螺杆挤出工艺生产的芳香族热塑性聚氨酯TPU-6通过注塑工艺制备厚度为1mm的手机保护套，然后在该产品外表面涂上人工酸性汗液，进行耐手汗测试，并测试色差。
其中：
人工酸性汗液的配制方法如下：量取去离子水1000mL于烧杯中，用分析天平称取氯化钠20g、磷酸氢二钠10g溶解于烧杯中；待充分溶解后用微量移液器吸取乳酸将pH值调整到4±0.5范围内。
耐手汗测试：将无纺布在配制好的人工酸性汗液中充分浸泡，并贴在手机保护套的外表面；然后置于55℃、95％湿度的环境中48小时；接着将手机保护套外表面的酸性汗液擦拭干净；常温下静置2小时用色差仪测试LAB值并与测试前的LAB值进行计算得到色差ΔE。
各实施例、对比例配方和实验结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0003773395710000061
注：硬度按照ASTM D2240测试；回弹性按照ISO 4662测试；R值为MDI中NCO的摩尔数与聚酯多元醇(软缎)和扩链剂的OH总摩尔数之比。
从以上数据结果可以看出，软段引入PTA对耐汗液性能有所提升，但是加入量太多制备的产品硬度会过高，特别是回弹性能会明显变差，使手机保护套失去正常使用价值。本发明在保证手机保护套具有正常使用价值的前提下，为了尽可能提高耐汗液能力，最终确定PTA与AA的质量比为25:75。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，制作所述手机保护套的材料为芳香族热塑性聚氨酯弹性体；
所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体由硬段和软段两部分组成；
所述硬段的原材料为二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇；
所述软段为小分子二元醇和小分子二元酸制备的聚酯多元醇；
所述小分子二元酸为质量比为75:25的己二酸和对苯二甲酸。
2.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，所述手机保护套按照ASTM D2240测试的硬度范围为85A-55D，按照ISO 4662测试的回弹性为30％-50％。
3.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，以所述二苯基甲烷二异氰酸酯和所述1,4-丁二醇的总质量计，所述手机保护套中所述硬段的含量为33％-45％。
4.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，所述聚酯多元醇的分子量为900-2000g/mol。
5.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、己二醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，所述二苯基甲烷二异氰酸酯的NCO摩尔数与所述聚酯多元醇、所述1,4-丁二醇的OH总摩尔数之比为0.98～1.02。
7.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套，其特征在于，制作所述手机保护套的材料还包括抗氧剂、润滑剂、UV助剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套的制作方法，其特征在于，所述手机保护套由所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体通过注塑工艺制作得到。
9.根据权利要求1所述的实际使用不易变黄的手机保护套的制作方法，其特征在于，所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体通过双螺杆挤出工艺生产得到。
10.一种芳香族热塑性聚氨酯弹性体在制作实际使用不易变黄的手机保护套中的应用，其特征在于，所述芳香族热塑性聚氨酯弹性体由硬段和软段两部分组成；
所述硬段的原材料为二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇；
所述软段为小分子二元醇和小分子二元酸制备的聚酯多元醇；
所述小分子二元酸为质量比为75:25的己二酸和对苯二甲酸。
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