一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺及其应用的制作方法

本发明涉及酸奶包装材料研发，具体为一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺及其应用。

背景技术：

1、酸奶的常见包装形式主要包含玻璃、陶瓷包装、塑料袋和杯及瓶包装、爱克林壶型包装及复合材料包装。其中，塑料连杯已成为主流的包装方式之一。但是塑料杯包装的酸奶存在的很大的一个问题便是饮用残留量很高，如何降低酸奶在固体表面的沾附是本发明研发的重点。

2、聚丙烯是一种热塑性合成树脂，因其化学稳定性好、韧性好、易加工等优势可代替苯乙烯作为八连杯酸奶包装的主要材料。例如公开号为cn112706430a的专利公开了一种pp材质的酸奶八连杯、用于制造酸奶八连杯的改性pp片材及其制备方法，用聚丙烯代替聚苯乙烯作为酸奶八连杯的主要材料，实现了包装物料成本的大幅下降，并且其使用效果与聚苯乙烯酸奶八连杯没有明显的差异。

3、本发明引用下述参考文献：《有机硅材料》期刊在2011年5月第五期300~305页刊登了肖俊平等发表的《单官能化倍半硅氧烷的合成与表征》一文中公开了乙烯基七异丁基poss的化学结构和制备方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺及其应用，利用poss单体对sio2纳米粒子进行改性、一方面增强sio2纳米粒子与聚丙烯基体的界面相容性、另一方面与硅油协同提高聚丙烯的防粘性能，在此基础上采用多层共挤和流延成膜工艺，制备得到一种改性聚丙烯片材，其具有优异的防粘性能及力学性能，能够在八连杯酸奶包装中应用。

2、一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，包括以下步骤：

3、步骤一：制备poss改性sio2纳米粒子，该poss改性sio2纳米粒子为单poss改性sio2纳米粒子；

4、单poss改性sio2纳米粒子的制备方法为：先合成单羧基poss单体，之后基于羧基-环氧开环反应机理，利用单羧基poss单体对经硅烷偶联剂kh560修饰的sio2纳米粒子进行改性处理制得；

5、步骤二：通过硅油与步骤一中所制备poss改性sio2纳米粒子的协同防粘改性作用对聚丙烯树脂进行改性处理，制备得到改性聚丙烯母粒；

6、步骤三：采用多层共挤流延膜挤出方法，使用改性聚丙烯母粒作为内层和外层的原料、乙烯-乙烯醇共聚树脂作为中间层的原料、马来酸酐接枝聚丙烯树脂为作为粘结层的原料，制备得到改性聚丙烯片材。

7、优选的，所述单羧基poss单体的制备方法为：依据烯烃亲电加成反应机理，利用强酸催化庚二酸与乙烯基七异丁基poss发生加成反应，生成单羧基poss单体；其中，庚二酸与乙烯基七异丁基poss的物质的量之比为(1.01~1.09)：1。

8、优选的，所述强酸催化剂使用硫酸、对甲苯磺酸、氟硼酸中的一种。

9、优选的，所述步骤一中poss改性sio2纳米粒子为桥联poss改性sio2纳米粒子；

10、桥联poss改性sio2纳米粒子的制备方法为：先合成胺基化桥联poss单体，之后基于胺基-环氧开环反应机理，利用胺基化桥联poss单体对经硅烷偶联剂kh560修饰的sio2纳米粒子进行改性处理制得。

11、优选的，所述胺基化桥联poss单体的制备方法为：通过单羧基poss单体的羧基官能团与二乙醇胺的羟基官能团发生酯化反应，生成胺基化桥联poss单体；其中，单羧基poss单体与二乙醇胺的物质的量之比为(2.01~2.05)：1。

12、优选的，所述步骤二中改性聚丙烯母粒的制备方法为：先按照改性聚丙烯母粒的配方配制原料，之后利用双螺杆挤出机通过共混、熔融、挤出及切粒的工艺步骤制备得到；

13、其中，改性聚丙烯母粒的配方为：90~95重量份数的聚丙烯树脂、0.5~5重量份数的硅油、0.5~5重量份数的poss改性sio2纳米粒子、0.1~0.8重量份数的滑石粉、0.05~0.5重量份数的十八烷基芥酸酰胺和0.05~0.5重量份数的复合助剂。

14、优选的，所述复合助剂包括0.5~3重量份数的抗氧剂168、0.1~5重量份数的抗氧剂1010、0.05~1重量份数的抗静电剂at和0.05~1.5重量份数的抗紫外剂uv-329。

15、优选的，所述步骤三改性聚丙烯片材的制备方法为：先设置五层共挤膜的膜结构，之后将每一层膜的原料依次投入到五层共挤薄膜流延机组的五台螺杆挤出机的对应料斗中，通过搅拌混合后，熔融树脂经分流器在机头处汇合，经模头流延挤出，得到改性聚丙烯片材。

16、优选的，所述五层共挤膜的膜结构为内层、粘结层、中间层、粘结层、外层；

17、五层共挤膜中内层、粘结层、中间层、粘结层、外层的质量比为(30~50)：(1~10)：(5~20)：(1~10)：(30~50)。

18、本发明有益效果：本发明通过硅油与poss改性sio2纳米粒子发生协同作用，对聚丙烯片材实施改性处理，由此制备得到的改性聚丙烯包装片材，不仅具备优异的防粘性能，而且力学性能也得到显著提升，并且其阻隔性能及卫生性能也符合酸奶包装材料性能的要求。

19、本发明制备得到的改性聚丙烯包装片材能够在八连杯酸奶包装中应用。

技术特征：

1.一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述单羧基poss单体的制备方法为：依据烯烃亲电加成反应机理，利用强酸催化庚二酸与乙烯基七异丁基poss发生加成反应，生成单羧基poss单体；其中，庚二酸与乙烯基七异丁基poss的物质的量之比为(1.01~1.09)：1。

3.根据权利要求2所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述强酸催化剂使用硫酸、对甲苯磺酸、氟硼酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中poss改性sio2纳米粒子为桥联poss改性sio2纳米粒子；

5.根据权利要求4所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述胺基化桥联poss单体的制备方法为：通过单羧基poss单体的羧基官能团与二乙醇胺的羟基官能团发生酯化反应，生成胺基化桥联poss单体；其中，单羧基poss单体与二乙醇胺的物质的量之比为(2.01~2.05)：1。

6.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中改性聚丙烯母粒的制备方法为：先按照改性聚丙烯母粒的配方配制原料，之后利用双螺杆挤出机通过共混、熔融、挤出及切粒的工艺步骤制备得到；

7.根据权利要求6所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述复合助剂包括0.5~3重量份数的抗氧剂168、0.1~5重量份数的抗氧剂1010、0.05~1重量份数的抗静电剂at和0.05~1.5重量份数的抗紫外剂uv-329。

8.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述步骤三改性聚丙烯片材的制备方法为：先设置五层共挤膜的膜结构，之后将每一层膜的原料依次投入到五层共挤薄膜流延机组的五台螺杆挤出机的对应料斗中，通过搅拌混合后，熔融树脂经分流器在机头处汇合，经模头流延挤出，得到改性聚丙烯片材。

9.根据权利要求8所述的一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺，其特征在于，所述五层共挤膜的膜结构为内层、粘结层、中间层、粘结层、外层；

10.根据权利要求1-9任一项所述工艺制备得到的一种改性聚丙烯包装片材在八连杯酸奶包装中的应用。

技术总结
本发明涉及酸奶包装材料研发技术领域，且公开了一种改性聚丙烯包装片材的制备工艺及其应用，包括：制备POSS改性SiO<subgt;2</subgt;纳米粒子；通过硅油与POSS改性SiO<subgt;2</subgt;纳米粒子的协同防粘改性作用对聚丙烯树脂进行改性处理，得到改性聚丙烯母粒；采用多层共挤流延膜挤出方法，使用改性聚丙烯母粒作为内层和外层的原料、乙烯‑乙烯醇共聚树脂作为中间层的原料、马来酸酐接枝聚丙烯树脂为作为粘结层的原料，制备得到改性聚丙烯片材。本发明提供了一种改性聚丙烯片材的制备工艺，据此制备了一种具有优异防粘性能的改性聚丙烯包装片材，该改性聚丙烯包装片材能够在八连杯酸奶包装中应用。

技术研发人员：储婧婧,钟丽娟,朱峰,董跃,桂洪宾,李鹏
受保护的技术使用者：安徽紫金新材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16