一种夜光变色高密度塑料杯以及成型工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于塑料应用技术领域，涉及一种塑料杯，特别是涉及一种夜光变色高密度塑料杯及其成型方法。
【背景技术】
[0002]塑料杯是人们生活中用作饮水的常用器具，基于其质地轻盈、外形美观、成本低廉等优点，深受人们的喜爱。不仅如此，塑料杯具有加工省力，形状变化多的优势，近些年得到了较快的发展。但是，已有的塑料杯的形式单一，且采用单层结构，一次性注塑成型，强度差，质量轻，杯体成型后其颜色不可变换，限制了塑料杯的外观性能，无法满足时尚人群的使用需要。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中塑料杯存在的问题，本发明公开了一种夜光变色高密度塑料杯及其成型方法，该塑料杯是以一种高密度塑料颗粒作基料，以夜光粉、微晶蜡、热敏变色胶囊、乙烯基硅油、纳米二氧化锌等作辅料，注塑固化成型得到的，具有较高的机械强度，更细腻的质感。
[0004]本发明是通过一种高密度塑料颗粒、所述高密度塑料颗粒的制备、利用所述高密度塑料颗粒制备的夜光变色塑料杯及其成型工艺四个技术方案实现的，具体如下:
[0005]本发明公开了一种高密度塑料颗粒，是由如下重量份的原料加工得到的:碳化钒35-50份，聚甲醛60-80份，纳米碳酸钙5-8份，氟硅酸镁1_2份，KH570 6_10份，热塑性聚酯弹性体6-8份，聚对苯二甲酸丙二醇酯5-9份，芳纶纤维4-8份，乙烯基硅油2-4份，去离子水40-60份，异丙醇40-60份。
[0006]碳化钒具有很高的密度，在本发明作为密度填充剂使得制备的塑料颗粒具有高密度、高硬度、高强度。
[0007]芳纶纤维由于具有高的比强度、高的比模量及良好的抗冲击性、耐热性等优点而被广泛应用。芳纶分子链中的苯环及分子间的氢键结构使得分子链难以内旋转，分子链不能折叠，呈伸展的刚性棒状结构，分子链之间可排列得十分紧密，从而使纤维具有很高的模量和强度。这种刚性分子结构还赋予芳纶纤维高温下的尺寸稳定性。芳纶纤维填充改性聚甲醛，可以提高整个体系的力学性能、刚性和热变形温度，并降低成本。
[0008]聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种性能优异的聚酯类新型纤维，得以通过对苯二甲酸(PTA)和1，3_丙二醇(PDO)缩聚而成。主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成，分子的高度几何规整性和刚性部分使整个体系具有高的机械强度，突出的耐化学试剂性，耐热性，且PTT结构对称，满足紧密堆砌的要求，适用于作为工程塑料聚甲醛的辅助基体材料，得以满足塑料杯的强度要求。
[0009]热塑性聚酯弹性体(TPEE)是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物，其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度;软段赋予它弹性，使它像橡胶;硬段赋予它加工性能，使它像塑料;与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命;与工程料相比，同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好。TPEE的掺杂使得聚甲醛、芳纶纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯形成穿插的网状结构。
[0010]KH570作为相容剂将所述弹性体穿插于所述工程基体中以用于聚合形成高强度地复合网状结构。
[0011]聚甲醛(简称Ρ0Μ)是一种弱极性线型结晶性聚合物，具有优良的力学性能。其弹性模量和刚性较高，与金属材料较为接近，能在许多领域替代钢、铝、铜等金属材料。POM在本发明中作为主要的塑料基材材料。
[0012]—种所述高密度塑料颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0013](I)将相应重量份的KH550、碳化钒、纳米碳酸钙、氟硅酸镁溶于去离子水和异丙醇的混合液中，在室温条件下搅拌12-18min后，升温至70-90°C继续搅拌25-35min，保证硅烷偶联剂与碳化钒、纳米碳酸钙、氟硅酸镁发生偶联作用，去除多余的溶剂并将偶联剂包覆的纳米填充物干燥，得到混合物A ；
[0014](2)将相应重量份的聚对苯二甲酸丙二醇酯、热塑性聚酯弹性体、聚甲醛、芳纶纤维放入高速混合机里，800-1100印111搅拌10-201^11，得混合物B ；
[0015](3)将混合物B加热至70-90 °C后，加入混合物A和乙烯基硅油，继续在900-1000转/分钟搅拌30min，得混合物C ；
[0016](4)将混合物C加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒得复合粒子，双螺杆挤出机的共混挤出温度为:一区178-182 °C，二区188-192 °C，三区198-202 °C，四区208-212°C，五区219-221°C，机头219-221°C ;螺杆转速 120-180r/min。
[0017]作为一种优选实施方式，所述高密度塑料颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0018](I)将相应重量份的KH550、碳化钒、纳米碳酸钙、氟硅酸镁溶于去离子水和异丙醇的混合液中，在室温条件下搅拌15min后，升温至80 °C继续搅拌30min，得到混合物A ；
[0019](2)将相应重量份的聚对苯二甲酸丙二醇酯、热塑性聚酯弹性体、聚甲醛、芳纶纤维放入高速混合机里，920_980rpm搅拌15min，得混合物B;
[0020](3)将混合物B加热至80 °C后，加入混合物A和乙烯基硅油，继续在950转/分钟搅拌30min，得混合物C;
[0021](4)将混合物C加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒得复合粒子，双螺杆挤出机的共混挤出温度为:一区180°C，二区190 °C，三区200°C，四区210 °C，五区2200C，机头220°C ;螺杆转速150r/min。
[0022]本发明还公开了一种利用所述高密度塑料颗粒制备的夜光变色塑料杯，是由如下重量份的原料加工得到的:高密度塑料颗粒80-90份、光致储能长效夜光粉2-6份、微晶蜡2-4份、热敏变色胶囊2-5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(S卩EVA)4-8份、乙烯基硅油3-6份、纳米二氧化锌1-2份，其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为40-60%。
[0023]所述塑料杯的成型工艺，包括如下步骤:
[0024](I)将相应重量份的高密度塑料颗粒在80_100°C下烘干4_8h，水分含量控制在
0.1%以下；
[0025](2)将相应重量份的光致储能长效夜光粉、纳米二氧化锌、微晶蜡、热敏变色胶囊用乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯基硅油搅拌成糊状后与经过步骤(I)处理的高密度塑料颗粒在混合容器内混合搅拌匀；
[0026](3)将混合好的原料放入注塑机的加料口，经熔融后借助螺杆的推力以高压快速注入模腔内；其中注塑机的螺杆转速为60-80rpm;注塑机的螺杆长径比为12-15，且所述注塑机的加料段温度控制在200-250°C ;输料段的温度控制在230-260°C ;注射段温度控制在250-280°C ;喷嘴温度控制在260-270°C ;模具温度控制在70-90°C，所述的以高压快速注入模腔内，高压为70-1 OOMpa，背压1-2Mpa;
[0027](4)待冷却固化后开模，取得夜光变色高密度塑料杯。
[0028]较佳地，所述成型工艺，包括如下步骤:
[0029](I)将相应重量份的高密度塑料颗粒在85_95°C下烘干5_8h，水分含量控制在
0.1%以下；
[0030](2)将相应重量份的光致储能长效夜光粉、纳米二氧化锌、微晶蜡、热敏变色胶囊用乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯基硅油搅拌成糊状后与经过步骤(I)处理的高密度塑料颗粒在混合容器内混合搅拌匀；
[0031](3)将混合好的原料放入注塑机的加料口，经熔融后借助螺杆的推力以高压快速注入模腔内；其中注塑机的螺杆转速为65-75rpm;注塑机的螺杆长径比为13-15，且所述注塑机的加料段温度控制在210-245°C ;输料段的温度控制在235-250°C ;注射段温度控制在255-275°C ;喷嘴温度控制在263-270°C ;模具温度控制在75-88°C，所述的以高压快速注入模腔内，高压为75-95Mpa，背压l-2Mpa;
[0032](4)待冷却固化后开模，取得夜光变色高密度塑料杯。
【具体实施方式】
[0033]为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的及优点更加清晰易懂，现结合实施例对本发明做进一步解释说明，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定。
[0034]实施例1
[0035]本实施的高密度塑料颗粒，是由如下重量份的原料加工得到的:碳化钒35份，聚甲醛60份，纳米碳酸钙5份，氟硅酸镁I份，KH570 6份，热塑性聚酯弹性体6份，聚对苯二甲酸丙二醇酯5份，芳纶纤维4份，乙烯基硅油2份，去离子水55份，异丙醇52份。
[0036]所述高密度塑料颗粒的制备方法包括如下步骤:
[0037](I)将相应重量份的KH550、碳化钒、纳米碳酸钙、氟硅酸镁溶于去离子水和异丙醇的混合液中