专利名称：一种改性的增强增韧薄壁吸管管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及饮料及乳制品吸管制造所用管材，尤其涉及一种改性的增强增韧薄壁吸管管材及其制备方法的技术领域。
背景技术：
吸管在日常使用已经非常普遍，通常在使用时需要用吸管将饮料包装物戳开，由于吸管壁较薄，刚性不够，往往会出现无法捅破包装物的情况，通常情况下，通过增厚吸管壁厚的方法来提高吸管刚性，但会造成吸管克重偏大，浪费原材料。此外，由于吸管材料在低温下容易脆裂，往往造成在低温气候，特别是在比较寒冷的地方使用时，造成吸管开裂，影响使用。
发明内容
本发明的主要目的是在不改变吸管管材壁厚的前提下，增加吸管的刚性，并降低吸管的重量，同时提高吸管管材的拉伸强度和断裂伸长率以及良好的防开裂能力。同时，本发明提供一种改性的增强增韧薄壁吸管的制备方法，该方法使空心玻璃微珠有效地分散在吸管中，并使其具有良好的增强能力，并保护设备降低磨损，而以保障吸管品质并且确保改性的增强增韧管材的技术效果。技术方案是: 一种改性的增强增韧薄壁吸管管材，由以下重量份数的原料构成:聚丙烯100份、空心玻璃微珠8 15份、弹性体10 25份。其中，所述的聚丙烯可以是均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯其中一种。所述的空心玻璃微珠密度最好是小于等于0.60g/cm3,抗破碎压强最好是大于等于IOOOOpsi，平均粒径最好小于等于30微米，可以采用3M公司的S60、S60HS或M30K。所述的弹性体为热塑性弹性体，可以采用乙烯-辛烯共聚物，例如陶氏公司的ENGAGE 8150或者VERSIFY-3401聚烯烃弹性体；也可以采用丙烯基弹性体，例如:艾克森美孚 Vistamaxx 6202。制备方法是:
第一步:混料，将聚丙烯、弹性体放入混料机中混合均匀，形成混合料；
第二步:挤出，通过螺杆挤出设备将混合料进行熔融挤出，挤出设备I区温度是150 175°C，2区温度是155 180°C，模具温度155 185°C ；
第三步:填料:在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠，加料螺杆转速12 20转/分钟，冷却后得到改性的增强增韧薄壁吸管管材。
作为优选，所述的第一步与第二步之间，还可以将所述的混合料进行干燥。干燥温度最好控制在50 65 ,干燥时间最好控制在20 40分钟。第一步中，混料机的转速最好在30 35转/分，混合的时间最好控制在3 5分钟。有益效果
本发明提供的技术方案具有以下技术效果:1、由于增加了玻璃微珠使的管壁形成微中空，增强了管壁的刚性，在同等壁厚的条件下，管壁刚性更好。2、由于弹性体具有优良的增韧功能，与聚丙烯结合非常好。可以等到拉伸强度，断裂伸长率。并表现良好的防开裂能力。本发明提供的改性管材相对于传统的聚丙烯塑料管材，抗压力可以达到1.3 kgf以上，断裂伸长率可以达到80%以上，在-40°C下不会出现开裂的现象，优于聚丙烯管材。
具体实施例方式实施例1
第一步:混料，聚丙烯100 kg、弹性体10 kg放入混料机中混合，并控制好混合机的转速30转/分和时间3分钟，形成混合料，得到的混合料已混合均匀；
第二步:干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度55°C，干燥时间20min,形成待加工料。
第三步:挤出:通过螺杆挤出设备将待加工料进行熔融挤出，设定加热温度，I区170°C，2 区 170°C，模具温度 175°C。第四步:填料:将在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠(总量是8 kg)，设定加料螺杆转速15转/分钟。冷却后得到改性的增强增韧薄壁管材。本实施例中，弹性体采用陶氏公司的ENGAGE 8150聚烯烃弹性体；聚丙烯采用延炼T30S ;空心玻璃微珠采用3M公司的S60，其密度是0.60g/cm3，抗破碎压强是IOOOOpsi，平均粒径是30微米。实施例2
第一步:混料，聚丙烯100 kg、弹性体15 kg放入混料机中混合，并控制好混合机的转速28转/分和时间5分钟，形成混合料，得到的混合料已混合均匀；
第二步:干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度50°C，干燥时间30min,形成待加工料。第三步:挤出:通过螺杆挤出设备将待加工料进行熔融挤出，设定加热温度，I区150°C，2区155度，模具温度155°C。第四步:填料:将在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠(总量是15 kg)，设定加料螺杆转速12转/分钟。冷却后得到改性的增强增韧薄壁管材。本实施例中，弹性体采用陶氏公司的ENGAGE 8150聚烯烃弹性体；聚丙烯采用延炼T30S ;空心玻璃微珠采用3M公司的S60，其密度是0.60g/cm3，抗破碎压强是IOOOOpsi，平均粒径是30微米。实施例3
第一步:混料，聚丙烯100 kg、弹性体25 kg放入混料机中混合，并控制好混合机的转速35转/分和时间4分钟，形成混合料，得到的混合料已混合均匀；
第二步:干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度65°C，干燥时间40min,形成待加工料。第三步:挤出:通过螺杆挤出设备将待加工料进行熔融挤出，设定加热温度，I区175°C，2 区 180°C，模具温度 185°C。第四步:填料:将在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠(总量是10 kg)，设定加料螺杆转速20转/分钟。冷却后得到改性的增强增韧薄壁管材。本实施例中，弹性体采用陶氏公司的ENGAGE 8150聚烯烃弹性体；聚丙烯采用延炼T30S ;空心玻璃微珠采用3M公司的S60，其密度是0.60g/cm3，抗破碎压强是IOOOOpsi，平均粒径是30微米。实施例4
第一步:混料，聚丙烯100 kg、弹性体25 kg放入混料机中混合，并控制好混合机的转速32转/分和时间3分钟，形成混合料，得到的混合料已混合均匀；
第二步:干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度60°C，干燥时间20min,形成待加工料。第三步:挤出:通过螺杆挤出设备将待加工料进行熔融挤出，设定加热温度，I区165°C，2 区 170°C，模具温度 175°C。第四步:填料:将在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠(总量是11 kg)，设定加料螺杆转速14转/分钟 。冷却后得到改性的增强增韧薄壁管材。本实施例中，弹性体采用陶氏公司的陶氏公司的VERSIFY-3401聚烯烃弹性体 ’聚丙烯采用广州石化的J340嵌段共聚聚丙烯；空心玻璃微珠采用3M公司的S60HS，其密度是
0.60g/cm3,抗破碎压强是18000psi,平均粒径是30微米。实施例5
第一步:混料，聚丙烯100 kg、弹性体25 kg放入混料机中混合，并控制好混合机的转速35转/分和时间4分钟，形成混合料，得到的混合料已混合均匀；
第二步:干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度65°C，干燥时间40min,形成待加工料。第三步:挤出:通过螺杆挤出设备将待加工料进行熔融挤出，设定加热温度，I区165°C，2 区 160°C，模具温度 180°C。第四步:填料:将在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠(总量是12 kg)，设定加料螺杆转速20转/分钟。冷却后得到改性的增强增韧薄壁管材。本实施例中，弹性体采用陶氏公司的艾克森美孚Vistamaxx 6202丙烯基弹性体；聚丙烯采用齐鲁石油化工股份有限公司的QLPPR无规共聚聚丙烯；空心玻璃微珠采用3M公司的Im30K，其密度是0.60g/cm3，抗破碎压强是28000psi，平均粒径是30微米。对照例
第一步:按重量份数聚丙烯100份，干燥，将混合料通过输送机输送到干燥机中，控制干燥温度65°c，干燥时间20 min，形成待加工料。第二步:挤出:通过螺杆挤出设备将料进行熔融挤出，设定加热温度，I区175°C，2区180°C，模具温度185°C。冷却后得到薄壁管材，作为对照例。
性能试验
实施例1 实施例5所得的管材的性能试验数据见表I。表I实施例1 实施例5与对照例的性能试验结果
权利要求
1.一种改性的增强增韧薄壁吸管管材，包括有按重量份计的如下组分作为原料:聚丙烯100份、空心玻璃微珠8 15份、弹性体10 25份。
2.根据权利要求1所述的改性的增强增韧薄壁吸管管材，其特征在于:所述的聚丙烯是均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或者无规共聚聚丙烯其中一种。
3.根据权利要求1所述的改性的增强增韧薄壁吸管管材，其特征在于:所述的空心玻璃微珠密度小于等于0.60g/cm3，抗破碎压强大于等于IOOOOpsi，平均粒径小于等于30微米。
4.根据权利要求1所述的改性的增强增韧薄壁吸管管材，其特征在于:所述的弹性体为热塑性弹性体。
5.根据权利要求4所述的改性的增强增韧薄壁吸管管材，其特征在于:所述的热塑性弹性体是乙烯-辛烯共聚物或者丙烯基弹性体。
6.一种制备权利要求1 5任一项所述的改性的增强增韧薄壁吸管管材的方法，包括如下步骤: 第一步:混料，将聚丙烯、弹性体放入混料机中混合均匀，形成混合料； 第二步:挤出，通过螺杆挤出设备将混合料进行熔融挤出，挤出设备I区温度是150 175°C，2区温度是155 180°C，模具温度155 185°C ； 第三步:填料:在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠，加料螺杆转速12 20转/分钟，冷却后得到改性的增强增韧薄壁吸管管材。
7.根据权利要求6所述的制备改性的增强增韧薄壁吸管管材的方法，其特征在于:所述的第一步与第二步之间，还需要将所述的混合料进行干燥。
8.根据权利要求7所述的制备改性的增强增韧薄壁吸管管材的方法，其特征在于:所述的干燥步骤的温度是50 65°C ;干燥时间是20 40分钟。
9.根据权利要求6所述的制备改性的增强增韧薄壁吸管管材的方法，其特征在于:所述的第一步中，混料机的转速是30 35转/分；混料的时间是3 5分钟。
全文摘要
本发明一种改性的增强增韧薄壁吸管管材，由以下重量份数的原料构成聚丙烯100份、空心玻璃微珠8～15份、弹性体10～25份。制备方法是第一步混料，将聚丙烯、弹性体放入混料机中混合均匀，形成混合料；第二步挤出，通过螺杆挤出设备将混合料进行熔融挤出，挤出设备1区温度是150～175℃，2区温度是155～180℃，模具温度155～185℃；第三步填料在螺杆前端，边挤出边加入空心玻璃微珠，加料螺杆转速12～20转/分钟，冷却后得到改性的增强增韧薄壁吸管管材。本发明提供的吸管，在同等壁厚的条件下，管壁刚性更好，拉伸强度、断裂伸长率优异，并具有良好的防开裂能力。
文档编号C08L53/00GK103102590SQ20131000456
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者李进, 吴立丰, 王仕杰, 贺力, 张鹏 申请人:南京鹏力塑料科技有限公司