专利名称：容器用弹性盖材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种容器用弹性盖材料及其制造方法。
背景技术：
气密、液密或既气密又液密的容器的密封盖为反复挠曲使用的制品，必须具有压缩形变率低、抗疲劳性能优良和耐磨等优点。此外，最好具有柔软的手感、优良的环境适应性例如在-30℃以下的高寒地区使用、作为厨房用品使用或在微波炉中使用。
在低温下使用的弹性盖，一般的热塑性弹性体(TPE)就可满足要求。最常见的TPE有热塑性聚烯烃弹性体，如三元乙丙胶(EPDM)、茂金属聚烯烃弹性体(mPOE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和共聚酯弹性体等。但这类弹性体的拉伸弹性和耐热性差，必须通过对TPE的交联来解决，这就是交联弹性体中的动态交联硫化热塑性弹性体(TPV)。
TPV的生产方法是将热塑性材料如聚丙烯(PP)与容易兼容的橡胶聚合物如EPDM在高温高剪切下熔融混合，同时在聚合物中添加硫化体系，如硫磺、或酚醛树脂。由于EPDM粘度高于PP，因此，前者在后者中分散，随着剪切搅拌强度增大，粒子尺寸逐渐变小。在这种情况下，硫化体系迅速与EPDM链实现交联，在PP中形成交联橡胶微粒。
上述TPV的缺点是1、用硫磺、酚醛树脂等硫化交联体系，产品气味大，不适合作为食品容器用；2、由于EPDM需切粒后才能喂入双螺杆机中，生产工艺复杂；3、价格昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种容器用弹性盖材料及其制造方法，该弹性盖材料气味小，适合作为食品容器用，其制造方法工艺简单。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是容器用弹性盖材料，其组成成份按每百克份数(phr)包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙胶5-84phr和硫化交联剂0.8-10phr。
容器用弹性盖材料的制造方法，包括以下步骤1)称重后混合；2)将混合好的物料喂入双螺杆挤出机中，加入硫化交联助剂；3)经混炼动态硫化后挤出的胶条，在水下造粒后干燥即可。
本发明的有益效果是1.不使用油填充调节软硬度，而使用茂金属聚(a-烯烃-乙烯)或聚(a-烯烃-丙烯)，可以与油脂类食品、酒精类食品接触。2.不使用带有气味的酚醛树脂、硫磺和气味较大的过氧化物作为交联剂，可以降低动态硫化胶的气味。3.采用聚(a-烯烃-乙烯)或聚(a-烯烃-丙烯)，可以降低动态硫化过程中聚丙烯的降解。4.采用纳米二氧化硅作为动态硫化剂的载体，提高模量的同时提高冲击强度。
具体实施例方式
容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙胶5-84phr、硫化交联剂0.8-10phr。其中硫化交联剂是过氧化物0.3-2phr和纳米二氧化硅0.5-8phr。
其制造方法包括以下步骤1、称重后混合；2、将混合好的物料喂入双螺杆挤出机中，加入硫化交联剂；3、经混炼动态硫化后挤出的胶条，在水下造粒后干燥即可。
4、制造出来的容器用弹性盖材料可以直接注塑形成容器用弹性盖，也可以与PP、EPDM或聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)混合后再注塑形成容器用弹性盖。
上述第4步中，如果在第一步中没有加入PP，在第4步中就必须加PP，如果在第一步中已经加了PP，在第4步中还可以再加PP。EPDM和聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)同理。
聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)，是茂金属催化剂聚合的聚合物，是4-8个碳原子的a-烯烃与乙烯或丙烯的共聚产物，共聚物中a-烯烃的含量为3-30％。茂金属是过渡金属与环戊二烯相连所形成的有机金属配位化合物。茂金属聚烯烃是以茂金属配位化合物(metallocene)为催化剂进行烯烃聚合反应所制得的聚合物。茂金属催化聚合的优点是1)活性极高乙烯、丙烯都可，无选择性；2)均相催化作用显著；3)产品十分均一；4)a-烯烃高度立体规整；5)通过改变聚合温度，调整催化剂浓度或改变催化剂配位体，可调节聚合物分子量，自由设计聚合物微观结构；6)能使大多数共聚体与乙烯聚合，并能使极性单体催化聚合；7)茂金属产品等规或间规；8)茂金属催化剂寿命长，在空气中稳定。
在以增韧为目的的PP与EPDM的动态硫化中，为防止动态硫化后材料加工流动性变差，采用过氧化物作交联剂。由于这类交联剂对饱和键也有引发倾向，因此，其用量不仅直接决定EPDM的交联程度，而且也与PP的降解程度有关，两者共同决定着材料的增韧及其它性能。另外，过氧化物也会使PP降解，拉伸和弯曲的强度和模量随交联剂用量增加而下降。当交联剂适量时，能保证在PP降解很少的情况下使EPDM充分交联并均匀分布于PP连续相。过量的交联剂却使PP降解加剧，并使EPDM形成较大的分散颗粒，其结果既使拉伸和弯曲性能下降，又使冲击韧性下降。因此，交联剂及其用量是动态硫化PP/EPDM取得良好综合性能的关键。
过氧化物可以用脂肪族过氧化二异丙苯、叔戊基过氧化物、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷、1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷或1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷。也可以采用上述过氧化物与TAC(Triallylcyanurate，氰脲酸三烯丙酯)或EGDMA(Ethylene glycol dimethacrylate，乙二醇二甲基丙烯酸酯)合用。
实施例1容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括嵌段共聚丙烯15phr、聚(a-烯烃-乙烯)35phr、EPDM 45phr、脂肪族过氧化二异丙苯0.5phr和纳米二氧化硅4.5phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作-30～+60℃下使用的容器用弹性盖。
实施例2容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括无规共聚丙烯31phr、EPDM60phr、叔戊基过氧化物1.0phr和纳米二氧化硅8phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
取得到的粒料65phr与聚(a-烯烃-乙烯)35phr在混合机中混合后，注塑成型，适合作-30～+60℃下使用的容器用弹性盖。
实施例3容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括均聚丙烯76.7phr、聚(a-烯烃-丙烯)10phr、EPDM 5.0phr、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯0.3phr和纳米二氧化硅8.0phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作0～+130℃下使用的容器(如微波炉容器)用弹性盖。
实施例4容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括无规共聚丙烯5phr、聚(a-烯烃-乙烯)89.0phr、EPDM 3.0phr、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷0.6phr和纳米二氧化硅2.4phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作-30～+60℃下使用的容器(如冷冻保鲜容器)用弹性盖。
实施例5容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括均聚丙烯5.0phr、聚(a-烯烃-乙烯)10.0phr、EPDM 75.0phr、1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷2.0phr和纳米二氧化硅6.0phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作-30～+100℃下使用的容器用弹性盖。
实施例6容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括聚(a-烯烃-乙烯)49.0phr、EPDM 45.0phr、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯与TAC的混合物0.8phr和纳米二氧化硅5.2phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
取得到的粒料70.0phr与均聚丙烯30.0phr在混合机中混合后，注塑成型弹性盖，适合作-30～60℃下使用的容器用弹性盖。
实施例7容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括聚丙烯20.0phr、聚(a-烯烃-乙烯)35.0phr、EPDM 45.0phr、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯与EGDMA的混合物0.5phr、纳米二氧化物0.5phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作低温下使用的容器用弹性盖。
实施例8
容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括聚丙烯33.0phr、EPDM 60.0phr、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷与TAC的混合物0.9phr和纳米二氧化硅6.1phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
将得到的粒料与聚(a-烯烃-丙烯)混合后，注塑成型弹性盖，适合作不在微波炉中使用的容器用弹性盖。
实施例9容器用弹性盖材料的组成成份按每百克份数包括聚丙烯60.0phr、聚(a-烯烃-乙烯)5.0phr、EPDM 28.0phr、1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷0.5phr和纳米二氧化硅6.5phr。
按照本发明的制造方法在双螺杆挤出机中动态硫化造粒。
得到的材料适合作微波炉中使用的容器用弹性盖。
本发明具有以下优点1、采用茂金属聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)，在过氧化物作用下，EPDM上的双键产生交联；另外，过氧化物分解后产生游离基，可以引发聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)的叔碳原子失去氢，形成游离基，产生交联。由于茂金属聚合物的聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)结构上的规整性比EPDM还要差，属完全无定型、熔融粘度相对较低，有利于提高动态硫化型PP/EPDM共混物的增韧效果。
2、动态硫化中对EPDM的交联，不用传统的硫化法，因为硫磺气味太大，不适合食品包装，而采用过氧化物作硫化交联剂。
3.过氧化物用纳米二氧化硅作为载体，纳米二氧化硅本身在里面起增强作用，既能提高耐热性即高温下的模量，又能提高抗冲击性，因而能耐低温，在高温下也有好的弹性。
权利要求
1.容器用弹性盖材料，其组成成份按每百克份数包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙胶5-84phr和硫化交联剂0.8-10phr。
2.如权利要求1所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述硫化交联剂是过氧化物0.3-2phr与纳米二氧化硅0.5-8phr的组合。
3.如权利要求1所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述硫化交联剂是过氧化物和TAC之和为0.3-2phr与纳米二氧化硅0.5-8phr的组合。
4.如权利要求1所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述硫化交联剂是过氧化物和EGDMA之和为0.3-2phr与0.5-8phr纳米二氧化硅的组合。
5.如权利要求2、3或4所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述过氧化物是脂肪族过氧化二异丙苯、叔戊基过氧化物、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷、1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、1，3-1，4二(叔丁基过氧化异丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)己烷或1，1’-二(叔丁过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷。
6.如权利要求1所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯或茂金属聚丙烯。
7.如权利要求1所述的容器用弹性盖材料，其特征在于所述聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)是4-8个碳原子的a-烯烃与乙烯或丙烯的共聚产物，共聚物中a-烯烃的含量为3-30％。
8.制造权利要求1所述的容器用弹性盖材料的方法，包括以下步骤1)称重后混合；2)将混合好的物料喂入双螺杆挤出机中，加入硫化交联助剂；3)经混炼动态硫化后挤出的胶条，在水下造粒后干燥即可。
9.如权利要求8所述的容器用弹性盖材料的制造方法，其特征在于所述步骤3)后还有步骤4)将粒料与聚丙烯、三元乙丙胶或聚(a-烯烃-乙(或丙)烯)混合。
全文摘要
本发明提供了一种气味小、适合作为食品容器用的容器用弹性盖材料，其组成成份按每百克份数包括聚丙烯5－84phr、聚(a－烯烃－乙(或丙)烯)10－89phr、三元乙丙胶5－84phr和硫化交联剂0.8－10phr。其制造方法包括以下步骤1)称重后混合；2)将混合好的物料喂入双螺杆挤出机中，加入硫化交联助剂；3)经混炼动态硫化后挤出的胶条，在水下造粒后干燥即可。本发明由于使用聚(a－烯烃－乙烯)或聚(a－烯烃－丙烯)，可以与油脂类食品、酒精类食品接触，可以降低动态硫化过程中聚丙烯的降解；不使用酚醛树脂和硫磺作为交联剂，可以降低动态硫化胶的气味。
文档编号C08K3/00GK1803904SQ20051002248
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者邹耀邦, 申辉, 苏湘, 胡昌红, 王立军, 李培奇 申请人:四川省宜宾五粮液集团有限公司