CN103627061B - 用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物 - Google Patents

用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物，其特点是通过在聚乙烯树脂中添加复合爽滑剂、纳米氧化锌来达到满足爽滑性要求，而不产生异味的效果。组合物主要包括以下组分：聚乙烯树脂，一定配比的芥酸酰胺、油酸酰胺组合物，聚乙二醇，纳米氧化锌以及抗氧剂。

Description

用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物
技术领域
本发明涉及用于生产各种饮料包装瓶瓶盖的聚乙烯树脂组合物，具体涉及一种包括聚乙烯树脂、复合爽滑剂、纳米氧化锌、聚乙二醇，用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物。
背景技术
近年来出于成本、易加工性、美观性和实用性的考虑，PET饮料包装瓶越来越多地使用聚乙烯树脂制造的瓶盖。这类瓶盖使用专用树脂经连续压塑或注射成型制得，然后瓶盖与灌装饮料后的包装瓶进行上线密封。如果封盖既可在饮料瓶装满后能充分地起密封作用，又可在使用者欲从瓶中取出饮料时容易打开的话，则这种容器用封盖才是有效的。
封盖的这两种性能主要由制造瓶盖的树脂组合物所决定。为了使封盖能够充分密封并在使用时易于拧开，常常需要向制造瓶盖的树脂组合物中添加润滑剂。芥酸酰胺通常用作封盖中的润滑剂。然而，芥酸酰胺具有易于起化学反应的双键。这种反应可能会使润滑剂产生诸如醛和酮等化合物。这种化合物会使饮料瓶中所装饮料产生臭味或异味，从而影响人的口感。
CN01805435.8公开了包含聚烯烃树脂、芥酸酰胺、饱和助润滑剂和生育酚抗氧化剂、用于制造密封盖的组合物，通过使用助润滑剂降低芥酸酰胺的用量。
CN200480005618.1公开了无芥酸酰胺的用于制造密封盖的组合物，通过使用包括硅氧烷润滑剂、饱和酰胺、氧化聚乙烯及其组合的滑爽助剂达到在不用芥酸酰胺的情况下具有润滑效果的目的。
上述公开技术中硅氧烷润滑剂的价格较贵，使用助润滑剂降低芥酸酰胺用量的组合物中仍使用了较大量的不饱和酰胺，存在被光、氧诱发化学反应的可能。因此需要新的能满足爽滑性能要求、不会产生明显异味的聚乙烯树脂组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物，其特点是通过在聚乙烯树脂中添加复合爽滑剂、纳米氧化锌、聚乙二醇来达到满足爽滑性要求，而不产生明显异味的效果。
本发明的聚乙烯树脂组合物，以组合物为100重量份计，包含0.15-0.3份抗氧剂，0.01～0.5份芥酸酰胺与油酸酰胺的混合物，余量为聚乙烯树脂。其中芥酸酰胺、油酸酰胺的质量比为1︰(9～1)。
其中，所述的聚乙烯树脂在温度190℃、负荷2.16Kg下的熔体流动速率(MFR)为1～7g/10分钟，在温度190℃、荷重21.6Kg下的熔体流动速率(HLMFR)为50～400g/10分钟，HLMFR/MFR为25～80，以及密度为0.948～0.960g/cm3。
所述抗氧剂可以是受阻酚类抗氧剂，如1010、1076等，也可以是亚磷酸酯类抗氧剂，如168，还可以是受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以各种比例复配，如1010与168复配、1076与168复配等。
所述的芥酸酰胺、油酸酰胺混合物的质量比优选为1︰(8～4)。本发明将两种不同特点的润滑剂复配，芥酸酰胺迁移速度慢，有利于提高长期爽滑性，油酸酰胺迁移速度快，有利于提高短期爽滑性。两者复配使用能够兼顾长期爽滑性和短期爽滑性，在保证爽滑效果的同时降低润滑剂的用量。润滑剂组合物用量为0.01～0.5份，优选为0.1～0.3份。
在阳光照射下，树脂组合物中加入的不饱和酰胺润滑剂中双键氧化会产生有异味的醛和酮等物质，纳米氧化锌可吸收波长280～400nm的紫外线，因此本发明树脂组合物中还可以加入0.5～3份纳米氧化锌，优选加入量为1～2份。
纳米氧化锌具有一般纳米粉体的特点，即粒径小，比表面大，表面能大。由于纳米氧化锌为强极性物质，在非极性的树脂基体中容易团聚。为了提高纳米氧化锌在树脂组合物中的分散程度，本发明树脂组合物中还需要加入0.01～0.5份聚乙二醇，优选为0.05～0.15份，所述的聚乙二醇为分子量1000以上的工业级产品。
聚乙二醇从两个方面提高纳米氧化锌分散程度。一是作为表面活性剂减少纳米氧化锌的表面能，降低其界面相互作用；二是由于其具有一定极性可以对纳米氧化锌形成包覆作用，从而增大纳米粒子的空间位阻，阻碍纳米氧化锌粒子的迁移，减少粒子间接触发生团聚的几率。
本发明树脂组合物中加入的聚乙二醇既可以作为辅助润滑剂提高爽滑效果，进一步降低芥酸酰胺与油酸酰胺混合物的用量，又可以作为表面活性剂提高纳米氧化锌在树脂组合物中的分散程度，从而使纳米氧化锌的作用能够更好地发挥。
本发明的有益效果是，提供了一种长期和短期爽滑效果均衡，且在使用过程中不产生明显异味的可用于制造瓶盖的聚乙烯树脂组合物。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
所用原料
聚乙烯树脂：牌号1（MFR为2g/10分钟、HLMFR为72g/10分钟，密度为0.950g/cm3）和牌号2（MFR为6g/10分钟、HLMFR为210g/10分钟，密度为0.956g/cm3）均为兰州石化公司生产。
芥酸酰胺、油酸酰胺：英国禾大CRODA公司生产。
聚乙二醇：PEG1500、PEG4000，江苏海安石油化工厂生产。
纳米氧化锌：南京冠业化工有限公司生产。
抗氧剂：1010与168按1︰2复配，营口市风光化工有限公司生产。
测试方法
爽滑性能测试：将本发明的聚乙烯树脂组合物吹制成折径200毫米，厚度30微米的薄膜，分别放置72小时，一周后按标准GB10006测定摩擦系数，用于爽滑性能评价。
气味评价方法：将本发明的聚乙烯树脂组合物用SACMI压盖机制得的瓶盖在阳光下暴晒一周，然后用MINIRAE2000VOC检测仪对样品进行挥发性有机化合物(VOC)含量进行测定，用于瓶盖制品气味大小的定量评价。
实施例1
将99.5Kg聚乙烯树脂（牌号1）、40g芥酸酰胺、160g油酸酰胺以及300g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例2
将99.23Kg聚乙烯树脂（牌号1）、200g芥酸酰胺、400g油酸酰胺以及170g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例3
将98.68Kg聚乙烯树脂（牌号2）、150g芥酸酰胺、150g油酸酰胺、800g纳米氧化锌以及220g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例4
将97.83Kg聚乙烯树脂（牌号2）、100g芥酸酰胺、300g油酸酰胺、1.5Kg纳米氧化锌以及270g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例5
将98.84Kg聚乙烯树脂（牌号1）、5g芥酸酰胺、5g油酸酰胺、500g聚乙二醇（PEG1500）、500g纳米氧化锌以及150g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例6
将96.19Kg聚乙烯树脂（牌号1）、50g芥酸酰胺、450g油酸酰胺、10g聚乙二醇（PEG4000）、3Kg纳米氧化锌以及300g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例7
将97.38Kg聚乙烯树脂（牌号2）、30g芥酸酰胺、240g油酸酰胺、150g聚乙二醇（PEG1500）、2Kg纳米氧化锌以及200g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例1
将99.50Kg聚乙烯树脂（牌号1）、200g芥酸酰胺以及300g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例2
将99.23Kg聚乙烯树脂（牌号1）、600g油酸酰胺以及170g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例3
将98.68Kg聚乙烯树脂（牌号2）、20g芥酸酰胺、280g油酸酰胺、800g纳米氧化锌以及220g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例4
将97.93Kg聚乙烯树脂（牌号2）、200g芥酸酰胺、100g油酸酰胺、1.5Kg纳米氧化锌以及270g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例5
将99.35Kg聚乙烯树脂（牌号1）、500g聚乙二醇（PEG1500）以及150g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例6
将99.7Kg聚乙烯树脂（牌号1）以及300g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
对比例7
将97.53Kg聚乙烯树脂（牌号2）、10g芥酸酰胺、260g油酸酰胺、2Kg纳米氧化锌以及200g抗氧剂混合均匀后用双螺杆挤出机造粒成为组合物。
实施例和对比例的性能测试结果
编号 静摩擦系数（放置72小时） 静摩擦系数（放置一周） VOC含量（ppm）
实施例1 0.3350 0.2940 2.4
对比例1 0.4417 0.3018 2.7
实施例2 0.3542 0.3201 2.5
对比例2 0.3675 0.3670 2.8
实施例3 0.3590 0.3050 1.8
对比例3 0.3580 0.3560 1.7
实施例4 0.3510 0.2890 1.6
对比例4 0.4160 0.2956 1.9
实施例5 0.3673 0.3250 0.5
对比例5 0.4163 0.4010 0.2
实施例6 0.3650 0.3150 0.9
对比例6 0.4733 0.4717 0.3
实施例7 0.3433 0.2750 0.5
对比例7 0.3524 0.3510 1.6
从表中实施例数据可知，按照本发明添加复合爽滑剂得到的聚乙烯树脂组合物可以满足短期爽滑性（摩擦系数小于0.37）和长期爽滑性要求（摩擦系数小于0.33），用其制得的瓶盖不会产生明显异味（VOC含量在3ppm以下不会被人感官觉察到明显异味）。而使用纳米氧化锌后，瓶盖气味进一步下降（VOC含量在2ppm以下，只能被人感官觉察到极轻微异味）。进一步使用聚乙二醇改善纳米氧化锌分散性制得组合物，其制得的瓶盖不能被人感官闻到气味（VOC含量在1ppm以下，低于人感官阀值）。
从表中对比例的数据对比可知，不使用复合的爽滑剂配方，或复合爽滑剂配方中芥酸酰胺与油酸酰胺比例不在本发明范围内，得到的组合物在短期爽滑性（摩擦系数大于0.40）或长期爽滑性（摩擦系数大于0.35），方面不能令人满意。

Claims (7)

1.一种聚乙烯树脂组合物，以组合物为100重量份计，包含0.15-0.3份抗氧剂，0.01～0.5份润滑剂，0.5～3份纳米氧化锌，0.01～0.5份聚乙二醇,余量为聚乙烯树脂，其特征在于,所述润滑剂为芥酸酰胺与油酸酰胺的混合物，芥酸酰胺与油酸酰胺质量比为1︰(9～1)。
2.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于,所述聚乙烯树脂在温度190℃、负荷2.16Kg下的熔体流动速率(MFR)为1～7g/10分钟，在温度190℃、荷重21.6Kg下的熔体流动速率(HLMFR)为50～400g/10分钟，HLMFR/MFR为25～80，以及密度为0.948g/cm3～0.960g/cm3。
3.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂或二者的复配物。
4.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于,所述润滑剂的加入量为0.1～0.3份。
5.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于,所述芥酸酰胺与所述油酸酰胺的质量比为1︰(8～4)。
6.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述纳米氧化锌的加入量为1～2份。
7.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述聚乙二醇的加入量为0.05～0.5份。
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