本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种易于清洗的塑料饭盒及其制备方法。
背景技术：
饭盒是一种专门用来装饭菜的盒子，也称为便当盒，大多为铝、不锈钢、塑料制成。一般饭盒包括塑料饭盒、保温饭盒、普通饭盒。塑料饭盒是为了便于我们外出带食物而使用的由食品级塑料原料制成的塑料容器，它是我们日常生活中很常见的一种家用塑料制品，因其携带轻便而受到欢迎，是外出野餐或远足不可或缺的塑料容器。塑料饭盒有多重款式、尺寸可供选择。目前，现有的塑料饭盒在使用后满是油污，不易清洗，而且在经过长时间使用后原料中所添加的矿物质和添加剂等与食品中所含的水、醋、油等相互溶解，容易产生异味。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种易于清洗的塑料饭盒及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种易于清洗的塑料饭盒，按重量份组分如下：甲酸乙酯5-10份、过硫酸铵2-3份、丙烯酸25-30份、二叔丁基过氧化物1-2份、纳米二氧化钛6-8份、硅烷偶联剂kh-5702-3份、马来酸酐2-3份、钛酸酯偶联剂ndz-4013-4份、偶氮二异丁腈1-2份、高密度聚乙烯3-4份、聚乙二醇4-5份、稳定剂2-3份、填料2-4份。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒，其中，所述稳定剂为有机锡稳定剂，选自二丁基锡二月桂酸酯、马来酸二丁基锡、硫醇甲基锡中的一种或两种。
一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，具体步骤如下：
1）将甲酸乙酯加入到4-7倍量的乙醇溶液中，在转速为100-200r/min下搅拌混合30-40min，然后升温至70-80℃，加入过硫酸铵，保温处理15-20min，然后降温至45-50℃，再加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，混合后升温至80-90℃，恒温反应4-5h，即可制得改性丙烯酸树脂；
2）将纳米二氧化钛置于容器中，加热至55-65℃，将氮气预先加热至70-90℃，然后将热氮气通过气体喷嘴喷入容器中，钛酸酯偶联剂ndz-401雾化后通过雾化喷嘴注入容器中，在注入过程中，容器在500-800w超声波下进行振荡搅拌40-50min；
3）将经过处理的纳米二氧化钛加入到5-10倍量的水-丙酮溶液中，在300-500w超声波下振荡分散20-30min，然后加热至60-70℃，待丙酮沸腾后再加入硅烷偶联剂kh-570和马来酸酐，加热搅拌回流2-3h，反应结束后将产物进行抽滤、干燥后得到烷基化的纳米二氧化钛；
4）将烷基化的纳米二氧化钛加入到8-10倍量的戊醇-环己烷溶液中，在300-500w超声波下振荡分散20-25min，然后加热至55-65℃，再加入偶氮二异丁腈，保温处理20-25min，然后再加入高密度聚乙烯和改性丙烯酸树脂，升温至100-110℃，恒温反应3-5h，待反应结束后，将产物用5-8倍量的乙醇沉淀后进行抽滤，干燥后即可制得高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂；
5）将高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂、高密度聚乙烯、聚乙二醇、稳定剂、填料混合后加入到双螺杆挤出机中，再加入蒸馏水至含量水为50-55%，然后经双螺杆挤出机熔融共混后倒入模板中进行压坯，制得半成品塑料饭盒；
6）将聚二甲基硅氧烷雾化后均匀的喷涂在半成品塑料盒表面，喷涂3-5次，然后经二次压坯即可制得成品塑料饭盒。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，其中，步骤2）中，所述热氮气的喷入压力为10-15mpa，所述钛酸酯偶联剂ndz-401的注入压力为8-12mpa。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，其中，步骤3）中，所述水-丙酮溶液中丙酮含量为30-40%，所述干燥的温度为60-70℃，干燥时间8-10h。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，其中，步骤4）中，所述戊醇-环己烷溶液中，戊醇含量为30-40%，其余为环己烷，所述乙醇浓度为70-80%，所述干燥的温度为65-75℃，干燥时间7-9h。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，其中，步骤5）中，所述模板压坯温度为150-180℃，压力为25-30kg/cm2，压坯时间为5-8min。
优选地，一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，其中，步骤6）中，所述二次压坯的温度为100-120℃，压力为15-20kg/cm2，压坯时间为3-4min。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1.本发明制备的塑料饭盒，通过各原料之间的相互搭配制作而成的，具有优异的疏水性和疏油性，易于清洗，而且抗拉强度强，无毒无味，有益于人体健康。
2.本发明制备的塑料饭盒，首先，在引发剂过硫酸铵和交联剂二叔丁基过氧化物的作用下，甲酸乙酯与丙烯酸发生接枝聚合反应，从而提高丙烯酸中的疏水基团烃基和脂基的含量，提高丙烯酸树脂的疏水性；其次，将热氮气和雾化后的钛酸酯偶联剂ndz-401注入装有纳米二氧化钛的容器中，钛酸酯偶联剂ndz-401在热氮气的作用下通过气相法吸附在纳米二氧化钛的表面并形成吸附膜，该吸附膜是一种很多小颗粒密布排列的颗粒状吸附膜，表面比较粗糙，从而可以提高纳米二氧化钛的表面粗糙度；再次，对纳米二氧化钛表面进行烷基化改性处理，提高纳米二氧化钛表面活性点的密度，有益于后续接枝聚合反应的进行；再次，在引发剂偶氮二异丁腈的作用下，高密度聚乙烯在纳米二氧化钛表面接枝并与改性丙烯酸树脂共聚，从而形成高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂，由于改性丙烯酸本身具有优异的疏水性，高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛在改性丙烯酸树脂表面接枝共聚从而提高树脂的表面粗糙度，由于树脂表面粗糙，从而增加了水或油与树脂的接触面积，由于水或油的表面张力的作用总是驱使水或油的表面积减小，所以水滴或油滴会通过增大接触角来减小其表面积，从而使得树脂具有优异的疏水性和疏油性；最后，将原料混合后倒入模板中进行压坯，然后将聚二甲基硅氧烷雾化后喷涂在半成品表面，通过用聚二甲基硅氧烷对半成品进行疏水化处理，从而进一步提高塑料饭盒的疏水性。
具体实施方式
下面结合具体的实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种易于清洗的塑料饭盒，按重量份组分如下：甲酸乙酯5份、过硫酸铵2份、丙烯酸25份、二叔丁基过氧化物1份、纳米二氧化钛6份、硅烷偶联剂kh-5702份、马来酸酐2份、钛酸酯偶联剂ndz-4013份、偶氮二异丁腈1份、高密度聚乙烯3份、聚乙二醇4份、稳定剂2份、填料2份。
作为优选，其中，所述稳定剂为有机锡稳定剂，选自二丁基锡二月桂酸酯、马来酸二丁基锡、硫醇甲基锡中的一种或两种。
一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，具体步骤如下：
1）将甲酸乙酯加入到4倍量的乙醇溶液中，在转速为100r/min下搅拌混合40min，然后升温至70℃，加入过硫酸铵，保温处理15min，然后降温至45℃，再加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，混合后升温至80℃，恒温反应5h，即可制得改性丙烯酸树脂；
2）将纳米二氧化钛置于容器中，加热至55℃，将氮气预先加热至70℃，然后将热氮气通过气体喷嘴喷入容器中，钛酸酯偶联剂ndz-401雾化后通过雾化喷嘴注入容器中，在注入过程中，容器在500w超声波下进行振荡搅拌50min；
3）将经过处理的纳米二氧化钛加入到5倍量的水-丙酮溶液中，在300w超声波下振荡分散30min，然后加热至60℃，待丙酮沸腾后再加入硅烷偶联剂kh-570和马来酸酐，加热搅拌回流3h，反应结束后将产物进行抽滤、干燥后得到烷基化的纳米二氧化钛；
4）将烷基化的纳米二氧化钛加入到8倍量的戊醇-环己烷溶液中，在300w超声波下振荡分散25min，然后加热至55℃，再加入偶氮二异丁腈，保温处理25min，然后再加入高密度聚乙烯和改性丙烯酸树脂，升温至100℃，恒温反应5h，待反应结束后，将产物用5倍量的乙醇沉淀后进行抽滤，干燥后即可制得高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂；
5）将高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂、高密度聚乙烯、聚乙二醇、稳定剂、填料混合后加入到双螺杆挤出机中，再加入蒸馏水至含量水为50%，然后经双螺杆挤出机熔融共混后倒入模板中进行压坯，制得半成品塑料饭盒；
6）将聚二甲基硅氧烷雾化后均匀的喷涂在半成品塑料盒表面，喷涂3次，然后经二次压坯即可制得成品塑料饭盒。
作为优选，其中，步骤2）中，所述热氮气的喷入压力为10mpa，所述钛酸酯偶联剂ndz-401的注入压力为8mpa。
作为优选，其中，步骤3）中，所述水-丙酮溶液中丙酮含量为30%，所述干燥的温度为60℃，干燥时间10h。
作为优选，其中，步骤4）中，所述戊醇-环己烷溶液中，戊醇含量为30%，其余为环己烷，所述乙醇浓度为70%，所述干燥的温度为65℃，干燥时间9h。
作为优选，其中，步骤5）中，所述模板压坯温度为150℃，压力为25kg/cm2，压坯时间为8min。
作为优选，其中，步骤6）中，所述二次压坯的温度为100℃，压力为15kg/cm2，压坯时间为4min。
实施例2
一种易于清洗的塑料饭盒，按重量份组分如下：甲酸乙酯7份、过硫酸铵2.5份、丙烯酸27份、二叔丁基过氧化物1.5份、纳米二氧化钛7份、硅烷偶联剂kh-5702.5份、马来酸酐2.5份、钛酸酯偶联剂ndz-4013.5份、偶氮二异丁腈1.5份、高密度聚乙烯3.5份、聚乙二醇4.5份、稳定剂2.5份、填料3份。
作为优选，其中，所述稳定剂为有机锡稳定剂，选自二丁基锡二月桂酸酯、马来酸二丁基锡、硫醇甲基锡中的一种或两种。
一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，具体步骤如下：
1）将甲酸乙酯加入到5倍量的乙醇溶液中，在转速为150r/min下搅拌混合35min，然后升温至75℃，加入过硫酸铵，保温处理17min，然后降温至47℃，再加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，混合后升温至85℃，恒温反应4.5h，即可制得改性丙烯酸树脂；
2）将纳米二氧化钛置于容器中，加热至60℃，将氮气预先加热至80℃，然后将热氮气通过气体喷嘴喷入容器中，钛酸酯偶联剂ndz-401雾化后通过雾化喷嘴注入容器中，在注入过程中，容器在600w超声波下进行振荡搅拌45min；
3）将经过处理的纳米二氧化钛加入到7倍量的水-丙酮溶液中，在400w超声波下振荡分散25min，然后加热至65℃，待丙酮沸腾后再加入硅烷偶联剂kh-570和马来酸酐，加热搅拌回流2.5h，反应结束后将产物进行抽滤、干燥后得到烷基化的纳米二氧化钛；
4）将烷基化的纳米二氧化钛加入到9倍量的戊醇-环己烷溶液中，在400w超声波下振荡分散23min，然后加热至60℃，再加入偶氮二异丁腈，保温处理23min，然后再加入高密度聚乙烯和改性丙烯酸树脂，升温至105℃，恒温反应4h，待反应结束后，将产物用6倍量的乙醇沉淀后进行抽滤，干燥后即可制得高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂；
5）将高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂、高密度聚乙烯、聚乙二醇、稳定剂、填料混合后加入到双螺杆挤出机中，再加入蒸馏水至含量水为52%，然后经双螺杆挤出机熔融共混后倒入模板中进行压坯，制得半成品塑料饭盒；
6）将聚二甲基硅氧烷雾化后均匀的喷涂在半成品塑料盒表面，喷涂4次，然后经二次压坯即可制得成品塑料饭盒。
作为优选，其中，步骤2）中，所述热氮气的喷入压力为12mpa，所述钛酸酯偶联剂ndz-401的注入压力为10mpa。
作为优选，其中，步骤3）中，所述水-丙酮溶液中丙酮含量为35%，所述干燥的温度为65℃，干燥时间9h。
作为优选，其中，步骤4）中，所述戊醇-环己烷溶液中，戊醇含量为35%，其余为环己烷，所述乙醇浓度为75%，所述干燥的温度为70℃，干燥时间8h。
作为优选，其中，步骤5）中，所述模板压坯温度为160℃，压力为27kg/cm2，压坯时间为6min。
作为优选，其中，步骤6）中，所述二次压坯的温度为110℃，压力为17kg/cm2，压坯时间为3min。
实施例3
一种易于清洗的塑料饭盒，按重量份组分如下：甲酸乙酯10份、过硫酸铵3份、丙烯酸30份、二叔丁基过氧化物2份、纳米二氧化钛8份、硅烷偶联剂kh-5703份、马来酸酐3份、钛酸酯偶联剂ndz-4014份、偶氮二异丁腈2份、高密度聚乙烯4份、聚乙二醇5份、稳定剂3份、填料4份。
作为优选，其中，所述稳定剂为有机锡稳定剂，选自二丁基锡二月桂酸酯、马来酸二丁基锡、硫醇甲基锡中的一种或两种。
一种易于清洗的塑料饭盒的制备方法，具体步骤如下：
1）将甲酸乙酯加入到7倍量的乙醇溶液中，在转速为200r/min下搅拌混合30min，然后升温至80℃，加入过硫酸铵，保温处理15min，然后降温至50℃，再加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，混合后升温至90℃，恒温反应4h，即可制得改性丙烯酸树脂；
2）将纳米二氧化钛置于容器中，加热至65℃，将氮气预先加热至90℃，然后将热氮气通过气体喷嘴喷入容器中，钛酸酯偶联剂ndz-401雾化后通过雾化喷嘴注入容器中，在注入过程中，容器在800w超声波下进行振荡搅拌40min；
3）将经过处理的纳米二氧化钛加入到10倍量的水-丙酮溶液中，在500w超声波下振荡分散20min，然后加热至70℃，待丙酮沸腾后再加入硅烷偶联剂kh-570和马来酸酐，加热搅拌回流2h，反应结束后将产物进行抽滤、干燥后得到烷基化的纳米二氧化钛；
4）将烷基化的纳米二氧化钛加入到10倍量的戊醇-环己烷溶液中，在500w超声波下振荡分散20min，然后加热至65℃，再加入偶氮二异丁腈，保温处理20min，然后再加入高密度聚乙烯和改性丙烯酸树脂，升温至110℃，恒温反应3h，待反应结束后，将产物用8倍量的乙醇沉淀后进行抽滤，干燥后即可制得高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂；
5）将高密度聚乙烯接枝纳米二氧化钛/改性丙烯酸复合树脂、高密度聚乙烯、聚乙二醇、稳定剂、填料混合后加入到双螺杆挤出机中，再加入蒸馏水至含量水为55%，然后经双螺杆挤出机熔融共混后倒入模板中进行压坯，制得半成品塑料饭盒；
6）将聚二甲基硅氧烷雾化后均匀的喷涂在半成品塑料盒表面，喷涂3-5次，然后经二次压坯即可制得成品塑料饭盒。
作为优选，其中，步骤2）中，所述热氮气的喷入压力为15mpa，所述钛酸酯偶联剂ndz-401的注入压力为12mpa。
作为优选，其中，步骤3）中，所述水-丙酮溶液中丙酮含量为40%，所述干燥的温度为70℃，干燥时间8h。
作为优选，其中，步骤4）中，所述戊醇-环己烷溶液中，戊醇含量为40%，其余为环己烷，所述乙醇浓度为80%，所述干燥的温度为75℃，干燥时间7h。
作为优选，其中，步骤5）中，所述模板压坯温度为180℃，压力为30kg/cm2，压坯时间为5min。
作为优选，其中，步骤6）中，所述二次压坯的温度为120℃，压力为20kg/cm2，压坯时间为3min。
对比例1：去除步骤1），其余与实施例1相同。
对比例2：去除步骤2），其余与实施例1相同。
对比例3：去除步骤3），其余与实施例1相同。
对比例4：去除步骤4）中的高密度聚乙烯，其余与实施例1相同。
对比例5：去除步骤6），其余与实施例1相同。
试验例：分别将实施例1-3和对比例1-5制备的塑料饭盒进行性能测试，记录结果如表一所示：
表一
从表一可以看出，本发明制备的塑料饭盒，通过各原料之间的相互协同作用，经过工艺步骤的处理，使得制备的塑料饭盒具有优异的疏水性和疏油性，使其易于清晰，同时还具有很好的机械性能的耐热温度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。