专利名称：啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于食品包装材料领域，具体涉及ー种啤酒瓶盖用垫片材料。
背景技术：
啤酒瓶盖人们几乎天天会接触，但极少关注。金属啤酒瓶盖通过铁皮和密封垫片的配合保证啤酒瓶密封，起到保鲜作用。中国的啤酒瓶盖行业随着中国啤酒行业的发展而持续稳定的高速成长，国内主要啤酒瓶盖生产企业的产量也快速增长。2007年国内啤酒瓶盖的产量超过600亿只。以平均每个瓶盖需要350毫克塑胶垫片计算，耗用以聚氯こ烯(PVC)为主要原材料的垫片粒料超过两万吨，成为全球耗用PVC垫片粒料最多的国家。但是使用如此大量的PVC垫片材料，从 环保，食品安全的角度来看，都不是长久之计。国外早在二十年前已开始弃用PVC垫片材料，而采用非PVC的垫片粒子。主要原因如下一是氯こ烯单体作为致癌物质不可避免的出现在聚氯こ烯中；ニ是聚氯こ烯因其分子结构的特殊性，必须加入小分子增塑剂和热稳定剂才能进行加工使用。其常用增塑剂为邻苯ニ甲酸酯类，热稳定剂为有机锡类、铅基有机盐类等。欧盟的2007/19/EC指令、RoHS,REACH指令上，已将邻苯酸酯类物质、有机锡类、有机铅类列为食品包装材料限制的化学物质。现有技术中，着重点在于制备可替代聚氯こ烯垫片材料的环保型垫片材料，但是对于制备的环保型垫片材料是否在性能上满足使用要求还未有公示专利CN102408603公开了ー种聚烯烃垫片材料，但该材料的相关性能并未论述；专利CN1465507A公开了ー种热封灌装用瓶盖内垫材料，材料使用了苯こ烯类弾性体为载体，低分子油类做增塑剂来提高苯こ烯类弾性体的加工性能，该专利使用低分子油类做增塑剂，低分子油类与大分子聚合物的相容性有限，具有迁移的风险，未能完全解决垫片材料的环保和安全性问题。在不降低啤酒瓶盖垫片材料力学性能及密封性能的前提下，寻找合适的环保材料来制备用于啤酒瓶盖垫片的热塑性弾性体组合物是本领域研究的课题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，使得由该垫片材料制备的垫片具有高耐压、低慢性漏气率和环保的特性。本发明的另ー目的是提供ー种上述垫片材料的制备方法。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其特征在干，由下列重量份数的组分组成低密度聚乙烯40-70份苯乙帰-丁ニ烯-苯乙烯三嵌段共聚物20 40份高抗冲聚苯Zi烯10 20份
润滑剂0.1-1份。所述润滑剂为N，N’ -こ撑双硬脂酰胺，粒度为325目。所述低密度聚こ烯，数均分子量为2X IO4IXlO4,分子量分布为8 20 ;所述苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯三嵌段共聚物，其中苯こ烯与丁ニ烯重量比为25 35 65^75 ;所述高抗冲聚苯こ烯，其聚丁ニ烯含量 为59^15%。优选的是前述低密度聚こ烯，数均分子量为2. 4X IO4UXlO4,分子量分布为13 18 ;前述苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯三嵌段共聚物，其中苯こ烯与丁ニ烯重量比为28 31:69 72 ;前述高抗冲聚苯こ烯，其聚丁ニ烯含量为8% 12%。制备啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料的方法，其特征在于，由以下步骤实现①将苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入低密度聚こ烯、高抗冲聚苯こ烯、润滑剂，混合搅拌5 15分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度150 160°C ;ニ区温度170 180°C ;三区温度185 195°C ;四区温度185 195°C ;五区温度185 195°C ;六区温度185 195°C ;七区温度185 195°C ;模头温度185 200°C，物料在挤出机中的停留时间为I 3分钟。所述螺杆形状采用单线螺纹或双线螺纹；所述螺杆长度和直径之比为20 50 ;所述螺杆上设有ー个以上的啮合块区和ー个以上的反螺纹区。优选的是前述螺杆长度和直径之比为35 45 ;前述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。本发明的有益之处在于使用本发明的垫片材料得到的垫片具有高耐压、低慢性漏气率与环保的特性，符合欧盟环保标准和国家标准对于垫片材料的性能要求。制备本发明的垫片材料，エ艺简単，易于控制，对设备要求不高，所使用的设备均为通用的聚合物加エ设备，投资不高，易于推广应用。
图1是本发明的实施例流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。本发明实施例使用的原料如下苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯(SBS)三嵌段共聚物购自Kraton高性能聚合物公司，牌号 D1102K ；
低密度聚こ烯(LDPE)购自Sabic基础创新塑料公司，牌号1922SF ；高抗冲聚苯こ烯(HIPS)购自镇江奇美有限公司，牌号PH88 ；N，N’ -こ撑双硬脂酰胺(EBS)购自常州可赛成功塑胶材料有限公司，牌号HC-WAX2000。按照如图1所示的流程进行加工。实施例1 :啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其原料组成及重量份数为
LDPE 70份 SBS 20 份 HlPS 丨0份
EBS I份。上述垫片材料的制备方法，包括如下步骤①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，HIPS和EBS，混合搅拌5分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度150°C，ニ区温度170°C，三区温度185°C，四区温度185°C，五区温度185°C，六区温度185°C，七区温度185°C，模头温度185°C，物料在挤出机中的停留时间为I分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比为45 ；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。实施例2 啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其原料组成及重量份数为
LDPE 60 份SBS 30 份HIPS 10 份
EBS 0.8 份。上述垫片材料的制备方法，包括如下步骤 ①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，HIPS和EBS，混合搅拌5分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度155°C，ニ区温度175°C，三区温度190°C，四区温度190°C，五区温度190°C，六区温度190°C，七区温度190°C，模头温度190°C，物料在挤出机中的停留时间为2分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比为40 ；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。实施例3 啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其原料组成及重量份数为
LDPE 50 份 SBS 40 份 HIPS 10 份
EBS 0.5 份。
上述垫片材料的制备方法，包括如下步骤①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，HIPS和EBS，混合搅拌10分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度155°C，二区温度175°C，三区温度190°C，四区温度190°C，五区温度190°C，六区温度190°C，七区温度190°C，模头温度190°C，物料在挤出机中的停留时间为I分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比为40 ；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。实施例4 啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其原料组成及重量份数为
LDPE 45 份 SBS 40 份 HIPS 15 份
EBS 0.3 份。上述垫片材料的制备方法，包括如下步骤①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，HIPS和EBS，混合搅拌10分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度160°C，二区温度185 0C，三区温度195 °C，四区温度195 °C，五区温度195 °C，六区温度195 °C，七区温度195 °C，模头温度200°C，物料在挤出机中的停留时间为3分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比为35 ；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。实施例5 啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其原料组成及重量份数为LDPE 40 份 SBS 40 份 HIPS 20 份
EBS 0.1 份。上述垫片材料的制备方法，包括如下步骤①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，HIPS和EBS，混合搅拌15分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度160°C，二区温度185 0C，三区温度195 °C，四区温度195 °C，五区温度195 °C，六区温度195 °C，七区温度195 °C，模头温度200°C，物料在挤出机中的停留时间为2分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比为35 ；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。比较例1:纯SBS原料，直接注塑样板测试。其中，注塑机螺杆长度L和直径D之比为20，注塑机后端温度80°C，中部温度175°C，前端温度180°C，喷嘴温度190°C，模温30°C，螺杆转速 40rpm,背压 4bar。比较例2 一种LDPE/SBS共混材料，其原料组成及重量份数为LDPE 60 份SBS 40 份。上述共混材料的制备方法，包括如下步骤①将SBS原料加入到高速配料搅拌机中，同时加入LDPE，混合搅拌10分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行同向双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。所述平行同向双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度160°C，二区温度175°C，三区温度1850C，四区温度185°C，五区温度185°C，六区温度185°C，七区温度185°C，模头温度190°C，物料在挤出机中的停留时间为2分钟。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40 ;所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。将上述各实施例和比较例所得到的垫片材料进行以下性能测试 密度按ASTM-D792标准测试；邵氏A硬度按ASTM-D2240标准测试；拉伸性能按ASTM-D412标准测试，拉伸速率500mm/min ；压缩永久变形按ASTM D395标准测试；熔融指数按ASTM D1238标准测试。将上述各实施例和比较例所得到的垫片材料制备的垫片进行以下性能测试
巴氏灭菌后瞬时耐压测定先把组装好的瓶子里注水，封盖后在巴氏灭菌锅里进行68°C /30min处理，取出放置24小时，再按常规瞬时耐压的测定方法进行瞬时耐压测定。^ 800kPa无漏气，视为垫片材料合格。慢性漏气率(模拟巴氏灭菌试验)测定(1)0. 15mol/L浓度盐酸溶液的配置(可按比例放置):1000ml水加入37%浓盐酸(HCl) 13. 3ml ；(2)加入碳酸氢钠(NaCO3)片按IOOOml盐酸溶液中加入12. 6g碳酸氢钠的比例；(3)配置3000ml0. 15mol/L盐酸溶液，在12个玻璃瓶中各注入250ml，用过滤纸称3. 15g碳酸氢钠，将纸团放在瓶口，立即用12支待测含垫片瓶盖封盖，并用卡规测量瓶盖直径，其符合标准后，将瓶子摇晃，以使化学反应充分，待测；(4)将样品倒转几次后放于二氧化碳测定仪的底座上，调节好穿刺头高度后(约高于平高度3-4_)，拧紧左右两边的旋钮，固定好穿刺头支架；关闭排气阀，向前扳动手柄到位；将一起和样品反复摇动几次，使压力读数达到最大值，当压力不再升高时读取压力数值；打开排气阀，读取瓶颈气体，当压力降低到O. Obar，立即关闭排气阀；向后扳动手柄到位，取下样瓶，开启瓶盖，用标准温度计(精确到O. 1°C)测量样品温度；(5)根据GB10792《碳酸气吸收系数表》，即可得二氧化碳容积VI。(6)另将其与样品瓶直接进行巴氏灭菌24小时，测其二氧化碳容积V2，此时二氧化碳漏气率=(V1-V2) /Vl X 100%,小于20%为合格。表I中列出了各样品的测试结果。表I比较例与实施例性能一览表
权利要求
1.啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其特征在于由下列重量份数的组分组成低密度聚乙烯4(Γ70份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物2(Γ40份高抗冲聚苯乙烯1(Γ20份润滑剂O. Γ1份。
2.根据权利要求1所述的啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其特征在于所述润滑剂为N，N’ -乙撑双硬脂酰胺，粒度为325目。
3.根据权利要求1所述的啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其特征在于所述低密度聚乙烯，数均分子量为2Χ 10，3Χ 104，分子量分布为8 20 ;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯重量比为25 35 65^75 ;所述高抗冲聚苯乙烯，其聚丁二烯含量为5°/Γ 5%。
4.根据权利要求1所述的啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料，其特征在于所述低密度聚乙烯，数均分子量为2. 4X10^2.8 X IO4,分子量分布为13 18 ;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯重量比为28 31:69 72 ;所述高抗冲聚苯乙烯，其聚丁二烯含量为8°/Γ 2%。
5.一种制备权利要求f 3所述的啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料的方法，其特征在于，由以下步骤实现①将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯原料加入到高速配料搅拌机中， 同时加入低密度聚乙烯、高抗冲聚苯乙烯、润滑剂，混合搅拌5 15分钟，得到预混合料；②将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述平行双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度150 160°C ;二区温度170 180°C ;三区温度185 195°C ;四区温度 185 195°C ;五区温度185 195°C ;六区温度185 195°C ;七区温度185 195°C ;模头温度185 200°C ;物料在挤出机中的停留时间为I 3分钟。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述螺杆形状采用单线螺纹或双线螺纹；所述螺杆长度和直径之比为20 50 ;所述螺杆上设有一个以上的啮合块区和一个以上的反螺纹区。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述螺杆长度和直径之比为35 45 ;所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
全文摘要
本发明公开了一种啤酒瓶盖用高耐压低慢性漏气率垫片材料及其制备方法，由重量份数为40~70份低密度聚乙烯，20~40份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，10~20份高抗冲聚苯乙烯和0.1~1份润滑剂，经过共混，熔融挤出得到。使用本发明的垫片材料得到的垫片具有高耐压、低慢性漏气率与环保的特性，符合欧盟环保标准和国家标准对于垫片的性能要求。制备本发明的垫片材料，工艺简单，易于控制，对设备要求不高，所使用的设备均为通用的聚合物加工设备，投资不高，易于推广应用。
文档编号C08L23/04GK103012903SQ20121059323
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者王芳, 邬慧荣 申请人:江苏顶塑实业有限公司