CN102952349B - 马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓶盖密封胶垫片的制备，特别涉及一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法步骤如下：(1)中间体制备：制成聚氯乙烯胶中间体产品；(2)混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶；(3)真空脱水脱气：脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡；(4)存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下密封存储备用；(5)注胶：形成圈片状注胶；(6)加热成形：将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。本发明制备的马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片质量极佳，密封效果好，环保，安全，对食品和环境友好，制备工艺简单方便。

Description

马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法

技术领域

本发明涉及瓶盖密封胶垫片的制备，特别涉及一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法。本发明方法主要用于瓶装食品密封瓶盖上马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。本发明属于食品包装、环保等技术领域。

背景技术

马口铁瓶盖是目前广泛使用的瓶装密封瓶盖，瓶盖密封胶在瓶装产品的密封时是不可缺少的重要材料，特别是作为瓶装食品密封瓶盖使用时，对瓶盖密封胶的要求越来越高，不但要求密封性能好，而且还要求对食品和环境无污染。

食品接触材料对食品安全有重要影响。PV C 包装材料的安全性问题越来越引起人们的高度关注。其中，含有有毒增塑剂和添加剂的PVC 垫圈是导致多个国产产品被禁售的罪魁祸首，所以急需采用新材料、新技术、新工艺开发新型环保聚氯乙烯瓶盖密封胶。

聚氯乙烯密封胶的组成、密封胶的配制和操作参数是影响聚氯乙烯密封胶垫片性能的主要因素。因此，研发聚氯乙烯密封胶的组成、密封胶的配制工艺和优化操作参数显得尤其重要。因此，急切需要开发一种制备一种对食品和环境友好的密封胶工艺方法。

烷基糖苷：烷基糖苷（Alkyl poly – glycoside，简称APG）是脂肪醇和葡萄糖经缩合反应生成的糖苷类新型非离子表面活性剂，由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成得到，是80 年代末90 年代初开发出来的一种多元醇型非离子表面活性剂，同时兼有阴离子表面活性剂的许多特性，烷基糖苷的结构式为：

R=烷基

DP=平均聚合度

烷基糖苷分子结构中的葡萄糖聚合度DP值一般为1.3～2.8之间，烷基糖苷一般为白色粉末，被誉为新一代“世界级”“绿色”表面活性剂。烷基糖苷的一端为极性基团糖苷基，另一端为非极性基团烷基。烷基糖苷具有非常优良的生态学和毒理学性质以及出众的物理化学性质和良好的配伍性能，表面张力低，湿润、去污力强，泡沫丰富而细腻，可与任何类型表面活性剂复配，协同效应明显，且无毒、无害、无刺激，生物降解性优于现在任何一类表面活性剂。烷基糖苷可作为洗发香波、沐浴露、洗面奶、洗衣液、洗手液、餐具洗涤液、蔬菜水果清洗剂等日用化工的主要原料；也用在皂粉、无磷洗涤剂、无磷洗衣粉等合成洗涤剂中；亦可作为食品、农药、硅油的乳化分散剂，杀虫剂、除草剂的增效剂，农膜防雾剂、塑料助剂；还可用于医药、生物工程、消防药剂、纺织助剂依次、涂料、感光材料、制革、采油、选矿、橡塑，能源等多种领域，具有广泛的应用前景。

乙酰柠檬酸三丁酯：Acetyl Tributyl Citrate（ATBC），是食品包装、医用聚氯乙烯、精密仪器包装用的主要增塑剂，是聚氯乙烯氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、缓释药剂、胶乳粘合剂的增塑剂；也是马口铁皮表面处理的润滑油，空气清新剂、除臭剂、油墨的重要组份。该产品是无毒无味安全增塑剂，其耐热性、耐寒性、耐光性和耐水性能优良。适用于食品包装、儿童玩具、医用制品等领域。美国FDA批准用于肉食品包装材料及玩具用料。由于本品优良的性能，大量用于新鲜肉类及其制品的包装、乳制品包装、聚氯乙烯医用制品、口香糖等。树脂经本品增速后呈现良好的透明度和低温挠曲性能，并在不同介质中具有低挥发性和抽出率，在溶封时对热稳定性好、不变色。用本品制备的润滑油具有良好的润滑性能。

柠檬酸三丁酯：Tributyl Citrate（TBC），无色无臭油状液体。 不溶于水，溶于多数有机溶剂。与多种纤维素、乙烯基树脂、氯化橡胶等相容。与醋酸纤维素、醋酸丁酯纤维素部分相容，主要用于乳制品、饮料、食品等包装材料所用的无毒增塑剂等。纤维素树脂的增塑剂。相容性好，增塑效率高；耐寒、耐光、耐水性优良；挥发性小、无毒、有抗霉性。也可用作食食品包装和医疗卫生制品、儿童玩具的塑料增塑剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种制备工艺简单方便、制备质量好、密封效果好、环保、安全、对食品和环境友好的马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法。

实现上述目的的技术方案是：一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照质量百分含量计，制备聚氯乙烯胶的配料成份及配比如下：

(1) 中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备中进行分散混合后，然后在搅拌操作条件下加入聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；

(2) 混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为20～40℃；

(3) 真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡；

(4) 存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备中进行密封存储备用；

(5) 注胶：在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶；

(6) 加热成形：将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

进一步，第一步中间体制备中所述的烷基糖苷为十二烷基糖苷、十四烷基糖苷、十六烷糖苷和十八烷基糖苷中的任意一种，或者为任意几种的组合，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为1.6～2.6。

进一步，第一步中间体制备中所述的聚氯乙烯胶制备设备为分散机、搅拌釜、搅拌罐或混合罐器中的任意一种。

进一步，所述聚氯乙烯糊树脂的聚合度为1000～2400。

进一步，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢钾或碳酸酸钾中的任意一种。

进一步，第三步真空脱水脱气中在真空度为0.2～0.8atm的条件下进行真空脱水脱气操作。

进一步，第四步存储备用中，所述的存储设备为搪瓷或马口铁瓶盖容器。

进一步，第六加热成形中是在180～220℃条件下进行加热成形。

本发明的主要技术原理：

(1) 以乙酰柠檬酸三丁酯和柠檬酸三丁酯混合为增塑剂，起协调增塑作用；

(2) 在混合配料中，添加烷基糖苷，进一步起协调增塑作用、润湿剂、增泡剂、分散剂等作用；

(3) 采用分步混合配料工艺，得到分散混合均匀的聚氯乙烯密封胶。

本发明的技术方案主要在以下方面进行了创新：

(1) 以乙酰柠檬酸三丁酯和柠檬酸三丁酯混合为增塑剂，起协调作用，提高增塑剂的效果；

(2) 在聚氯乙烯密封胶的增塑剂中添加烷基糖苷表面活性剂，添加烷基糖苷，起协调增塑作用、润湿剂、增泡剂、分散剂等作用；

(3) 采用分步混合配料工艺，得到分散混合均匀的聚氯乙烯密封胶。同时采用刷涂、旋涂或喷涂技术，由制备得到的聚氯乙烯密封胶在经处理的马口铁瓶盖基片表面上，形成胶膜。

实现本发明需要的主要工艺设备为: 聚氯乙烯胶制备设备、真空脱水脱气设备，还有刷涂、旋涂或喷涂设备、加热成形设备等。

本发明采用上述技术方案的优点是：

(1) 以乙酰柠檬酸三丁酯和柠檬酸三丁酯混合为增塑剂，起协调作用，提高增塑剂的增塑效果。

(2) 充分利用烷基糖苷表面活性剂具有高表面活性、配伍性强、耐强酸、耐硬水、抗盐性强的特性。在聚氯乙烯密封胶的增塑剂中，添加烷基糖苷表面活性剂，由于烷基糖苷含有直链烷基，增塑剂的增塑效果显著，为密封胶的制备提供了非常有利的条件，进一步为马口铁瓶盖基材注胶好在马口铁瓶盖基材上形成聚氯乙烯密封胶PVC 垫圈片创造了条件。加入APG可使聚氯乙烯密封胶制备具有孔隙率高、松密度大。添加烷基糖苷表面活性剂到增塑剂中，起润湿剂、增泡剂、分散剂等作用，利于在马口铁瓶盖基片上铺开展，容易得到膜厚非常均匀、聚氯乙烯密封胶。

(3) 烷基糖苷符合增塑剂低分子量的要求，满足较高的增塑效率应选择低碳原子数正构烷烃葡萄糖苷作为PVC树脂的增塑剂的要求。

(4) 采用烷基糖苷表面活性剂添加到增塑剂中，在起到增塑效果明显提高的同时，还起到了润滑剂作用，在PVC生产过程中为了降低熔体黏度或防止聚合物与加工设备黏着需加入润滑剂。烷基糖苷表面活性剂作为内润滑剂使用，内润滑剂的相容性低于增塑剂与材料的相容性，削弱PVC了分子链间的相互吸引力。

(5) 糖苷可在PVC配方中起到降黏剂作用，极性部分朝向PVC树脂，非极性部分伸入增塑剂相，表面活性剂分子可以包覆在PVC分子表面形成一层分子膜，阻碍增塑剂对PVC颗粒的进一步湿润，使湿润过程延长。在常温下，这层分子膜还遮蔽了PVC颗粒的极性表面，而减弱了增塑剂的渗透作用和溶剂化作用，使得体系中游离的增塑剂相对增多，粘度减小。改善了硬质聚氨酯泡沫塑料的物理力学性能。糖苷的存在具有稳定泡沫的作用，使发泡速度均匀，泡沫结构致密，不易产生空隙。

(6) 聚氯乙烯密封胶PVC 垫圈片膜均匀性好、纯度高，过程操作简单、安全性、可靠性高。

本发明是以环保增塑剂为原料，通过对稳定剂、发泡剂和表面活性剂等助剂筛选及配方的优化，在保证密封胶粘度及其稳定性的条件下，保证密封质量和满足食品安全要求等。本发明制备的马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片质量极佳，密封效果好，环保，安全，对食品和环境友好，且制备工艺简单方便。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

主要工艺设备为：聚氯乙烯胶制备设备、真空脱水脱气设备、刷涂设备等。其中聚氯乙烯胶制备设备为分散机。

如图所示，一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照质量百分含量计，制备聚氯乙烯胶的配料成份及配比如下：

(1) 中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备分散机中进行分散混合，然后在搅拌操作条件下加入过80目筛的聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；其中的聚氯乙烯糊树脂的聚合度为1200。烷基糖苷为十二烷基糖苷，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为1.6。所述发泡剂为碳酸氢钠。

(2) 混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为40℃。

(3) 真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，在真空度为0.2atm的条件下进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡。

(4) 存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备搪瓷或马口铁瓶盖容器中进行密封存储备用。

(5) 注胶：采用刷涂设备，在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶。

(6) 加热成形：将经注胶的马口铁瓶盖在180℃的成形干燥设备中进行加热成形，将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

实施例二

主要工艺设备为：聚氯乙烯胶制备设备、真空脱水脱气设备、旋涂设备等。其中聚氯乙烯胶制备设备为搅拌釜。

如图所示，一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照质量百分含量计，制备聚氯乙烯胶的配料成份及配比如下：

(1) 中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备搅拌釜中进行分散混合后，然后在搅拌操作条件下加入过100目筛的聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；其中的聚氯乙烯糊树脂的聚合度为1860。烷基糖苷为十六烷基糖苷，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为2.6。所述发泡剂为碳酸钠。

(2) 混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为30℃。

(3) 真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，在真空度为0.6atm的条件下进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡。

(4) 存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备搪瓷或马口铁瓶盖容器中进行密封存储备用。

(5) 注胶：采用旋涂设备，在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶。

(6) 加热成形：将经注胶的马口铁瓶盖在200℃的成形干燥设备中进行加热成形，将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

实施例三

主要工艺设备为：聚氯乙烯胶制备设备、真空脱水脱气设备、喷涂设备等。其中聚氯乙烯胶制备设备为搅拌罐。

如图所示，一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照质量百分含量计，制备聚氯乙烯胶的配料成份及配比如下：

(1) 中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备搅拌罐中进行分散混合后，然后在搅拌操作条件下加入过80目筛的聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；其中的聚氯乙烯糊树脂的聚合度为2400。烷基糖苷为十二烷基糖苷、十四烷基糖苷、十六烷糖苷和十八烷基糖苷的组合，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为2.22。所述发泡剂为碳酸氢钾。

(2) 混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为20℃。

(3) 真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，在真空度为0.8atm的条件下进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡。

(4) 存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备搪瓷或马口铁瓶盖容器中进行密封存储备用。

(5) 注胶：采用喷涂设备，在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶。

(6) 加热成形：将经注胶的马口铁瓶盖在220℃的成形干燥设备中进行加热成形，将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

实施例四

主要工艺设备为：聚氯乙烯胶制备设备、真空脱水脱气设备、喷涂设备等。其中聚氯乙烯胶制备设备为混合罐器。

如图所示，一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，该方法包括以下步骤：

按照质量百分含量计，制备聚氯乙烯胶的配料成份及配比如下：

(1) 中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备混合罐器中进行分散混合后，然后在搅拌操作条件下加入过80目筛的聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；其中的聚氯乙烯糊树脂的聚合度为2000。烷基糖苷为十二烷基糖苷和十八烷基糖苷的组合，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为2.0。所述发泡剂为碳酸酸钾。

(2) 混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为25℃。

(3) 真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，在真空度为0.4atm的条件下进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡。

(4) 存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备搪瓷或马口铁瓶盖容器中进行密封存储备用。

(5) 注胶：采用喷涂设备，在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶。

(6) 加热成形：将经注胶的马口铁瓶盖在210℃的成形干燥设备中进行加热成形，将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

除上述各实施例外，本发明第一步中间体制备中所述的烷基糖苷还可采用十二烷基糖苷、十四烷基糖苷、十六烷糖苷和十八烷基糖苷中的其它组合等，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值还可以为1.6～2.6中的其它值。所述聚氯乙烯糊树脂的聚合度还可以为1000～2400中的其它值等。

除上述各实施例，本发明的实施方案还有很多，凡采用等同或等效替换的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于按照质量百分含量计组成，由聚氯乙烯糊树脂、增塑剂、助剂和烷基糖苷组成，其含量为增塑剂：30.0-40.0乙酰柠檬酸三丁酯和10.0-15.0柠檬酸三丁酯，助剂为0.02-0.05钙锌稳定剂、0.10-0.20二甲基硅油、0.00-0.50发泡剂和0.1-1.0TiO₂，0.10-0.20APG烷基糖苷，50.0-59.0聚氯乙烯糊树脂，所有组分的质量百分含量之和为100％，所述方法步骤如下：

(1)中间体制备：在聚氯乙烯胶制备设备中，按照混合配料质量百分的要求，分别将乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、烷基糖苷、助剂依次加入混合设备中进行分散混合后，然后在搅拌操作条件下加入聚氯乙烯糊树脂混合均匀成浆料，制成聚氯乙烯胶中间体产品；

(2)混合配料：在上一步制成聚氯乙烯胶中间体中继续加入柠檬酸三丁酯增塑剂，分散混合均匀后得到聚氯乙烯胶，操作温度为20～40℃；

(3)真空脱水脱气：在混合配料搅拌釜中，进行真空脱水脱气操作，脱除聚氯乙烯胶中的水和气泡；

(4)存储备用：经过真空脱水脱气的聚氯乙烯胶在30℃以下在存储设备中进行密封存储备用；

(5)注胶：在马口铁瓶盖的内侧密封面上注胶，形成圈片状注胶；

(6)加热成形：将马口铁瓶盖上的注胶加热成形为马口铁瓶盖上聚氯乙烯密封胶垫片。

2.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：第一步中间体制备中所述的烷基糖苷为十二烷基糖苷、十四烷基糖苷、十六烷糖苷和十八烷基糖苷中的任意一种，或者为任意几种的组合，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值为1.6～2.6。

3.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：第一步中间体制备中所述的聚氯乙烯胶制备设备为分散机、搅拌釜、搅拌罐或混合罐器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：所述聚氯乙烯糊树脂的聚合度为1000～2400。

5.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢钾或碳酸钾中的任意一种。

6.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：第三步真空脱水脱气中在真空度为0.2～0.8atm的条件下进行真空脱水脱气操作。

7.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：第四步存储备用中，所述的存储设备为搪瓷或马口铁瓶盖容器。

8.根据权利要求1所述马口铁瓶盖内聚氯乙烯密封胶垫片的制备方法，其特征在于：第六加热成形中是在180～220℃条件下进行加热成形。