CN104861306A - 一种用于婴儿奶瓶的聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚丙烯材料，组分包括：无规共聚聚丙烯65-100份，丙烯基弹性体5-20份，群青类色粉0.01-0.2份，抗氧剂0.1-0.8份。将各种组分混合均匀，然后挤出造粒，筛选，烘干即得。本发明还提供了采用上述聚丙烯材料制备而成的高强度、高透明的婴儿奶瓶。本发明提供的聚丙烯材料具有良好的加工性能，采用该材料制备而成的婴儿奶瓶的透明度高，透光率可达到89％以上，强度高，可媲美聚碳酸酯材料，且不含有双酚A，使用安全。

Description

一种用于婴儿奶瓶的聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种用于婴儿奶瓶的聚丙烯材料及其制备方法，尤其涉及一种用于制备高强度高透明婴儿奶瓶、且加工性优良的聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
奶瓶，是用来盛奶的一种器具，一般给婴儿使用。奶瓶本身不包含奶嘴，仅仅指瓶身，但是一般生产婴儿奶瓶的厂家都会随瓶赠送一只奶嘴。对于奶瓶中的婴儿奶瓶，在原料上来说，可以分为玻璃奶瓶和塑料奶瓶。随着科技的发展，婴儿奶瓶的选材成为一个决定产品定位关键因素，其中塑料材质具有重量轻、质感好等优点收到消费者的青睐，目前主流塑料奶瓶的材质为聚碳酸酯(PC)和聚丙烯(PP)材质等，但应用到奶瓶时存在以下技术缺陷：
聚碳酸酯(PC)透明度高，广泛用于奶瓶材料的制造，但材料中含有双酚A的成份，欧盟认为双酚A在加热时能析出到食物和饮料当中，它可能扰乱人体代谢过程，对婴儿发育、免疫力有影响，甚至致癌。欧盟宣布从2011年3月1日起禁止生产含双酚A的塑料奶瓶，6月起禁止任何双酚A塑料奶瓶进口到成员国。中国卫生部于2011年发布第15号公告，公告中明确规定自2011年6月1日起，禁止生产聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶。自2011年9月1日起，禁止进口和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他含双酚A的婴幼儿奶瓶。
聚丙烯轻巧耐摔，易清洗，安全，不含双酚A，广泛应用于奶瓶、餐具的材料，PP材质世界上公认的用来制作食物容器的安全的材质。但是均聚聚丙烯材料韧性较差，且透明做成的奶瓶冲击强度较低，在使用过程中容易跌破，强度较低；嵌段共聚聚丙烯材料韧性较好，但材料大多数为透明度较差，使用受限制；无规共聚聚丙烯材料透明度较好，但韧性较差，使用过程容易跌破，强度较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于制备高强度、高透明的婴儿奶瓶，且加工性优良的聚丙烯材料及其制备方法，本发明还提供了采用该聚丙烯材料制备而成的婴儿奶瓶。
本发明的第一个方面是提供一种聚丙烯材料，按照重量份数计，其组分包括：
无规共聚聚丙烯65-100份，
丙烯基弹性体5-20份，
群青类色粉0.01-0.2份，
抗氧剂0.1-0.8份。
进一步地，按照重量份数计，所述聚丙烯材料的组分包括：
无规共聚聚丙烯70-95份，
丙烯基弹性体5-15份，
群青类色粉0.05-0.1份，
抗氧剂0.2-0.5份。
更进一步地，按照重量份数计，所述聚丙烯材料的组分包括：
无规共聚聚丙烯91.5份，
丙烯基弹性体8.5份，
群青类色粉0.06份，
抗氧剂0.2份。
进一步地，所述无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min。
进一步地，所述丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10。
进一步地，所述群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释。
进一步地，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:1-5比例混合而成。
更进一步地，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。
本发明的第二个方面是提供本发明第一个方面所述的聚丙烯材料的制备方法，将各种组分混合均匀，然后挤出造粒，筛选，烘干即得。
进一步地，混合过程中温度不超过60℃，优选保持在60℃。
进一步地，挤出造粒可采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，但要保证挤出机螺杆的长径比为32-36。
进一步地，造粒过程中温度控制在160-190℃。
进一步地，造粒过程中保证较高的真空度，负压达0.6MPA以上。
进一步地，筛选可以采用振动筛进行，使成品粒子大小均匀。
进一步地，烘干温度为60-90℃，控制成品粒子水分含量小于0.5％。
本发明的第三个方面是提供一种高强度、高透明的婴儿奶瓶，采用本发明第一个方面所述的任意一种聚丙烯材料制备而成。
本发明提供的聚丙烯材料具有良好的加工性能，采用该材料制备而成的婴儿奶瓶的透明度高，透光率可达到89％以上，强度高，可媲美聚碳酸酯材料，且不含有双酚A，使用安全。
具体实施方式
本发明提供一种用于制备高强度高透明婴儿奶瓶、且加工性优良的聚丙烯材料，按照重量份数计，其组分包括：
无规共聚聚丙烯65-100份，
丙烯基弹性体5-20份，
群青类色粉0.01-0.2份，
抗氧剂0.1-0.8份。
进一步地，按照重量份数计，所述聚丙烯材料的组分包括：
无规共聚聚丙烯70-95份，
丙烯基弹性体5-15份，
群青类色粉0.05-0.1份，
抗氧剂0.2-0.5份。
更进一步地，按照重量份数计，所述聚丙烯材料的组分包括：
无规共聚聚丙烯91.5份，
丙烯基弹性体8.5份，
群青类色粉0.06份，
抗氧剂0.2份。
其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min，熔融指数选用此范围材料的流动性较为适中，保证在后续注拉吹成型正常进行，保证客户在使用此材料时加工性优良，从而达到加工性优良。
其中，丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10，可保证丙烯基弹性体在无规共聚聚丙烯材料中均匀分散，且能达到最佳增韧效果，从而达到实现奶瓶的高强度。
选用丙烯基弹性体不会影响聚丙烯透明度，并且由于丙烯基弹性体的添加，无规共聚聚丙烯结晶度降低，本发明成品材料透明度有所增加，从而达到高透明。
其中，所述群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释。塑料材料在生产过程中由于高温均会产生黄变，群青类色粉的添加，可抑制材料加工过程中的黄变，且材料底色稍蓝，可达到清澈透蓝的视觉效果。不添加任何稀释剂的目的是为了避免稀释剂对透明度的影响。进而保证材料具有较高的透明度，从而达到高透明。
其中，所述抗氧剂优选为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:1-5比例混合而成，更优选为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。抗氧剂的添加抑制材料在加工过程及使用过程中的氧化，不但保证了材料在加工过程中黄变，使本发明成品材料具有较高的透明度，从而达到高透明。
上述所述的聚丙烯材料的制备方法如下：将各种组分混合均匀，然后挤出造粒，筛选，烘干即得。
其中，混合过程中温度不超过60℃，优选保持在60℃，避免温度过高造成物料结块，保证物料混合均匀从而达到高强度。
混合可采用可控温低速混料机，保证物料在混合过程中物料保证均匀的温度。
其中，挤出造粒可采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，但要保证挤出机螺杆的长径比为32-36，此长径比的目的是为了保证材料均匀混合塑化的情况下避免长径比过大造成物料停留时间过长发黄,使材料有较高的透明度，从而达到高透明。
其中，造粒过程中温度控制在160-190℃，设置此温度的目的是为了保证物料塑化，且各组分分散均匀，材料具有较高的冲击强度，从而达到高强度。
其中，造粒过程中保证较高的真空度，负压达0.6MPA以上，从而尽可能的抽出残余在材料中的低分子残余物，以保证材料具有较高的透明度，从而达到高透明。
其中，筛选可以采用振动筛进行，筛选的目的是除材料中粒子大小不规整的粒子，保证最终成品粒子大小均匀，以保证使用本发明成品材料加工奶瓶时加工性好，从而达到加工性优良。
其中，烘干温度为60-90℃，控制成品粒子水分含量小于0.5％。烘干的目的是为了去除材料中的水分，避免材料中水分对后续加工性的影响，从而达到加工性优良。
采用上述聚丙烯材料制备而成的婴儿奶瓶强度高、透明性好。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述，以更好地理解本发明。
实施例1
将无规共聚聚丙烯91.5kg、丙烯基弹性体8.5kg、群青类色粉0.06kg、抗氧剂0.2kg加入到低速混合机中混合均匀。其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min；丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10；群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释；所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。混合过程中控制温度在60℃。
然后将混合物加入到螺杆长径比为36:1的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上。
造完粒子后经过振动筛筛选，80℃下烘烤3-4小时，使成品材料水分低于0.5％，打包成成品。
实施例2
将无规共聚聚丙烯70kg、丙烯基弹性体15kg、群青类色粉0.05kg、抗氧剂0.5kg加入到低速混合机中混合均匀。其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min；丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10；群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释；所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。混合过程中控制温度在60℃。
然后将混合物加入到螺杆长径比为36:1的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上。
造完粒子后经过振动筛筛选，80℃下烘烤3-4小时，使成品材料水分低于0.5％，打包成成品。
实施例3
将无规共聚聚丙烯95kg、丙烯基弹性体5kg、群青类色粉0.1kg、抗氧剂0.2kg加入到低速混合机中混合均匀。其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min；丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10；群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释；所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。混合过程中控制温度在60℃。
然后将混合物加入到螺杆长径比为36:1的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上。
造完粒子后经过振动筛筛选，80℃下烘烤3-4小时，使成品材料水分低于0.5％，打包成成品。
实施例4
将无规共聚聚丙烯65kg、丙烯基弹性体5kg、群青类色粉0.2kg、抗氧剂0.1kg加入到低速混合机中混合均匀。其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min；丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10；群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释；所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。混合过程中控制温度在60℃。
然后将混合物加入到螺杆长径比为36:1的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上。
造完粒子后经过振动筛筛选，80℃下烘烤3-4小时，使成品材料水分低于0.5％，打包成成品。
实施例5
将无规共聚聚丙烯100kg、丙烯基弹性体20kg、群青类色粉0.01kg、抗氧剂0.8kg加入到低速混合机中混合均匀。其中，无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min；丙烯基弹性体的邵氏硬度保持在60-70A之间，其熔融指数保持在0.6-10；群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释；所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:2比例混合而成。混合过程中控制温度在60℃。
然后将混合物加入到螺杆长径比为36:1的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上。
造完粒子后经过振动筛筛选，80℃下烘烤3-4小时，使成品材料水分低于0.5％，打包成成品。
采用实施例1制备得到的聚丙烯材料直接加工成400ml奶瓶，与现有材料加工成的奶瓶进行对比测试，其中，
透光率按照GB/T2410-2008的测试方法进行测试，透光率越高，透明度越高；
跌落测试测试方法为将测试材料加工成奶瓶，然后将奶瓶装满水，由1.5米高地方进行跌落测试，连续跌落30个，30个全部测试合格则认为测试通过，有任何一个跌破则认为跌落测试失败；
双酚A测试方法为客户企业标准，使用HPLC-MS和HPLS-MLD的方法进行测试。
测试结果如下：
实施例2-5的检测结果同实施例1。
由上表可知，本发明的透光率和强度可媲美聚碳酸酯材质，远优于现有的均聚聚丙烯材质、嵌段聚丙烯材质和无规共聚聚丙烯材质，本发明同时又克服了聚碳酸酯材质的缺陷，通过了双酚A检测。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种聚丙烯材料，其特征在于，按照重量份数计，其组分包括：
无规共聚聚丙烯65-100份，
丙烯基弹性体5-20份，
群青类色粉0.01-0.2份，
抗氧剂0.1-0.8份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，按照重量份数计，其组分包括：
无规共聚聚丙烯70-95份，
丙烯基弹性体5-15份，
群青类色粉0.05-0.1份，
抗氧剂0.2-0.5份。
3.根据权利要求2所述的聚丙烯材料，其特征在于，按照重量份数计，其组分包括：
无规共聚聚丙烯91.5份，
丙烯基弹性体8.5份，
群青类色粉0.06份，
抗氧剂0.2份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯的熔融指数为10-20g/10min。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述丙烯基弹性体的熔融指数为0.5-10g/10min，邵氏硬度为60-70A。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述群青类色粉为高纯度色粉，化学式为：Na6Al4Si6S4O20，且不可用任何稀释剂进行稀释。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂与亚磷酸脂类抗氧剂按照1:1-5比例混合而成。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，将各种组分混合均匀，然后挤出造粒，筛选，烘干即得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，混合过程中温度不超过60℃；挤出造粒采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且挤出机螺杆的长径比为32-36；造粒过程中温度为160-190℃，负压达到0.6MPA以上；筛选采用振动筛使成品粒子大小均匀；烘干温度为60-90℃，控制成品粒子水分含量小于0.5％。
10.一种高强度、高透明的婴儿奶瓶，其特征在于，采用权利要求1-6中任意一项所述的聚丙烯材料制备而成。
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