一种用于包装带的PET复合材料的制备方法
技术领域:
本发明涉及一种包装材料,特别是涉及一种用于包装带的PET复合材料的制备方法。
背景技术:
PET是英文Polyethyleneterephthalate的缩写,其中文意思是聚对苯二甲酸乙二酯,PET分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力。PET是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽,耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有热塑性塑料中最大的韧性;电绝缘性能好,受温度影响小,无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,耐弱酸和有机溶剂,因此可广泛应用于纤维、薄膜、包装材料等领域。
例如,公开号为CN101993527B、公开日为2012.11.07、申请人为东华大学的中国专利公开了“一种含银PET基复合树脂材料的制备方法和应用”,将合成PET的单体对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和前躯体银乙二醇胶体溶液通过在聚合过程中原位聚合而成,该发明制得的PET/Ag复合树脂材料具有很好的可纺性及抗菌性,制备方法构思巧妙,工艺简单,制备周期短,生产成本低,无污染,适用大规模工业化生产,可应用于包装膜、包装带等领域。不过,该PET复合树脂材料存在耐电晕性以及耐水性较差的缺陷,缩小了其应用范围。
发明内容:
本发明要解决的技术问题是提供一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,制备出的复合材料具有较好的耐电晕性、耐水性,可应用于多种场合。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的pH值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,移至恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入PET颗粒,置于水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,得到用于包装带的PET复合材料,按重量份数计,PET颗粒77-85份,改性贝得石粉2-6份,三聚氰胺甲醛树脂14-18份。
优选地,本发明所述步骤(1)中,贝得石粉的粒径为300目。
优选地,本发明所述步骤(1)中,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1。
优选地,本发明所述步骤(1)中,恒温水浴的温度为70℃。
优选地,本发明所述步骤(1)中,烘箱的温度为90℃。
优选地,本发明所述步骤(2)中,有机溶剂由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成。
优选地,本发明所述步骤(2)中,水浴的温度为55℃。
优选地,本发明所述步骤(2)中,真空干燥箱的温度为95℃。
优选地,本发明所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)贝得石是一种具有片层结构的硅酸盐矿物,经过大分子表面活性剂CTAB的表面改性后,贝得石片层的间距被CTAB的大分子链有效扩大,与PET溶液聚合后,贝得石粉以纳米级尺寸均匀分散于PET基体内并形成了由内而外的键合层、边界层、松散层,PET大分子链插层进入了贝得石粉的片层之间最终形成了插层型复合结构,当复合材料表面发生局部放电时,会沿着耐电晕能力较差的PET基体纵向发展,但发展到具有较强耐电晕能力的键合层时,放电路径的纵向发展被阻止,而改成沿边界层继续发展至下一个贝得石片层,放电路径被大大延长,放电击穿时间被大大增加,复合材料的耐电晕寿命被有效延长,而且,硅酸盐的介电常数大于PET基体,导致局部放电主要集中于耐电晕能力较强的贝得石粉,大大削弱了局部放电对PET基体的破坏作用,复合材料的耐电晕能力得到了很大改善;此外,贝得石的耐水、耐酸碱能力也较强,与PET基体形成插层复合后可有效提高复合材料的耐水性以及耐酸碱性。
2)三聚氰胺甲醛树脂的耐水性极好,在高达150度的水中仍可正常使用,与PET基体共混后在PET基体中形成了三维网状结构,封闭了分子结构中的吸水性基团,从而进一步提高了复合材料的耐水性。
具体实施方式:
下面将结合具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将6重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入78重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将16重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
实施例2
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将5重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入77重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将18重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
实施例3
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将4重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入81重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将15重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
实施例4
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将3重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入80重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将17重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
实施例5
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将2重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入84重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将14重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
实施例6
一种用于包装带的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将贝得石用研磨机研磨后过筛制得粒径为300目的贝得石粉,将贝得石粉加入蒸馏水中搅拌30分钟制得矿浆,将矿浆的ph值调节为7.5后加入CTAB的水溶液,贝得石粉、蒸馏水、CTAB的重量比为5∶55∶1,移至温度为70℃的恒温水浴中搅拌3小时,抽滤后得到白色沉淀物,用去离子水洗涤5次,置于温度为90℃的烘箱中烘干12小时,得到改性贝得石粉备用;
(2)将3.5重量份的步骤(1)得到的改性贝得石粉溶解于由重量比为1∶1的苯酚与四氯甲烷混合而成的有机溶剂,超声搅拌30分钟后加入82重量份的PET颗粒,置于温度为55℃的水浴中搅拌2.5小时,将物料倒入有盖皿中并置于通风橱内,待有机溶剂挥发后移至温度为95℃的真空干燥箱中干燥15小时,得到混合料;
(3)将14.5重量份的三聚氰胺甲醛树脂干燥后与步骤(2)得到的混合料放入高速混合机中混合15分钟,移至双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的各区温度分别为220℃、235℃、245℃、235℃、230℃,螺杆转速为80rpm,得到用于包装带的PET复合材料。
经测试,实施例1-6制得的复合材料以及对比例制得的复合树脂材料的耐电晕性、耐水性如下表所示,其中:对比例为公开号为101993527B的中国专利,
耐电晕性采用耐电晕测试仪进行测试,
耐水性的测试过程为:将待测物置于100度的沸水内,5小时后取出,测试其各项力学性能保持率:
由此可见,本发明制得的复合材料的耐电晕时间、拉伸强度保持率、弯曲强度保持率均明显好于对比例制得的复合树脂材料,表现出很好的耐电晕性、耐水性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。