本发明属于聚合物膜技术领域,更具体地,本发明涉及一种高性能珠光母粒及其制备方法。
背景技术:
珠光膜是用聚丙烯树脂为主要原料,经双向拉伸而成。由于具有一定的珠光效果,常常用在冷饮包装如:冰激凌、热封标签、甜食、饼干、风味小吃包装等。此外,近两年在汽车车身改色贴膜中,珠光膜也广泛应用。目前市场上几乎每个改色贴膜品牌都有珠光膜供消费者选择。国目前国内冷饮包装得到了飞跃的发展,实现了冷饮包装形式多样化,产品功能多样化。据有关报道数据显示,冷饮包装占软包装的比重达23%,目前有部分软包装彩印企业正专注冷饮包装加工,旨在打造专业品牌企业。根据相关数据显示,我国冷饮包装目前正以30%速度发展,资深专家预测冷饮包装的高速发展不仅会带动相关产业发展,更让软包装企业看到了广阔的前景。珠光膜通常是通过珠光母粒制备得到的。然而,现有技术中的珠光母粒一般需要大量添加昂贵的珠光粉,这导致成本大大提高且膜强度也会下降。
鉴于以上原因,需要制备一种无需使用珠光粉,且成本低、强度高的新型高性能珠光母粒。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明的一个方面提供一种高性能珠光母粒,其制备原料包括:
100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、10-20重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、1-5重量份的硬脂酸锌、1-3重量份的白油、1-5重量份的抗氧剂、1-5重量份的硅烷偶联剂kh-550以及20-50重量份的超细碳酸钙;
优选地,其制备原料包括:
100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、15重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、3重量份的硬脂酸锌、3重量份的白油、2重量份的抗氧剂、3重量份的硅烷偶联剂kh-550以及38重量份的超细碳酸钙。
在一种实施方式中,所述马来酸酐接枝聚丙烯树脂的接枝率为1%-10%。
在一种实施方式中,所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1024、抗氧剂1098中的至少一种。
在一种实施方式中,所述超细碳酸钙的平均粒径为20纳米-200纳米;优选地,所述超细碳酸钙的平均粒径为120纳米。
在一种优选地实施方式中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
本发明还提供高性能珠光母粒的制备方法,包括如下步骤:
(1)将上述物料在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为100-130℃,干燥的时间为5-10小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在70-90℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为300-500转/分钟,挤出温度200-230℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)使用超细碳酸钙代替了通常需要使用的珠光粉,大大降低了成本,而且还不会大幅降低材料的强度;
(2)使用聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物,可以一方面形成互穿网络结构,提高强度,另一方面,进一步提高珠光效果。
(3)kh-550的加入可以进一步提高交联密度,提高强度。
具体实施方式
原料:
马来酸酐接枝聚丙烯树脂(接枝率3%)、超细碳酸钙(平均粒径120纳米)购自alfa试剂。纳米二氧化钛(平均粒径150纳米)购自国药集团。
其它原料均购自西域化工有限公司。
实施例1
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、10重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、1重量份的硬脂酸锌、1重量份的白油、1重量份的抗氧剂1010、1重量份的硅烷偶联剂kh-550以及20重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
实施例2
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、20重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、5重量份的硬脂酸锌、3重量份的白油、5重量份的抗氧剂1010、5重量份的硅烷偶联剂kh-550以及50重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
实施例3
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、18重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、2重量份的硬脂酸锌、2重量份的白油、2重量份的抗氧剂1010、3重量份的硅烷偶联剂kh-550以及38重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
实施例4
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、18重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、3重量份的硬脂酸锌、2重量份的白油、3重量份的抗氧剂1010、3重量份的硅烷偶联剂kh-550以及38重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
实施例5
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、15重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、3重量份的硬脂酸锌、3重量份的白油、2重量份的抗氧剂1010、3重量份的硅烷偶联剂kh-550以及38重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
对比例1
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、15重量份的聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物、3重量份的硬脂酸锌、3重量份的白油、2重量份的抗氧剂1010以及38重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒;
其中,所述聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物的制备方法为:
(1)在反应器中,依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.017摩尔4,4’-二氯二苯砜、0.08摩尔无水碳酸钾、50毫升二甲基亚砜和15毫升甲苯,通氮气保护,然后加热至150℃反应4小时后,再加热至165℃反应10小时后,降至室温,然后冰浴反应器并缓慢滴加浓盐酸,直到体系为强酸性后,将反应溶液倒入去离子水中反复洗涤三次后,在真空烘箱中60℃下干燥10h,得到聚硫醚砜;
(2)在反应器中,先加入230克的多聚磷酸,通入氮气保护,然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0095摩尔的5-氨基间苯二酸,升温至190℃反应12h后,将反应溶液倒入冰水中,反复洗涤三次后,将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中,氮气保护并搅拌24h,之后用去离子水反复洗涤至中性,并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h,得聚苯并咪唑;
(3)在反应器中,依次加入上述步骤(1)所得聚硫醚砜10克、上述步骤(2)所得聚苯并咪唑8克、硅烷偶联剂kh-5601克、纳米二氧化钛10克、二甲基亚砜120克,通氮气保护1h后,将体系温度升至120℃,反应3小时后,降至室温,再加入环氧树脂e511克以及硅烷偶联剂kh-5500.5克,出料于乙醇中,得到絮状产物,用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3次,最后在50℃下真空干燥24小时,得聚硫醚砜/聚苯并咪唑/纳米二氧化钛复合物。
对比例2
(1)将100重量份的马来酸酐接枝聚丙烯树脂、3重量份的硬脂酸锌、3重量份的白油、2重量份的抗氧剂1010、3重量份的硅烷偶联剂kh-550以及38重量份的超细碳酸钙在干燥机中进行干燥处理,干燥机的温度为110℃,干燥的时间为8小时;
(2)将干燥后的上述步骤(1)的物料加入混合机中,在80℃的温度下搅拌混合5分钟,转速为每分钟500转;
(3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,螺杆长径比为47:1,螺杆转速为350转/分钟,挤出温度210℃之间,过滤网200目;
(4)对挤出的物料拉条,并进入水槽,水槽温度为50℃,风干、切粒、震动分离、烘干、包装得到成品珠光母粒。
测试方法
将实施例1-5以及对比例1-2中任一项的珠光母粒制备成珠光膜,具体制备方法为:
(1)将珠光母粒送入到挤出喂料机喂料,然后以熔体形式挤出送入到急冷辊中冷却成铸片,挤出机温度为250℃,熔融塑化的温度290℃;
(4)将铸片通过双向拉伸机进行拉伸、冷却,纵向拉伸比为3倍,纵向拉伸预热温度为80℃,拉伸温度为90℃,冷却温度为30℃,横向拉伸比为3倍,横向拉伸预热温度80℃,拉伸温度80℃,冷却温度30℃;
(5)将拉伸后的薄膜放入到烘箱中进行干燥,然后将未拉伸及拉伸不均匀的厚边进行裁边处理;
(6)经裁边和双面电晕处理后的薄膜收卷成大卷母卷;
(7)将处理后的薄膜按所需规格要求分切成成品。
测试结果见表1。
其中珠光性能分为1、2、3、4、5五个级别,数字越大,代表珠光性能越好。
表1