CN105820559A - 一种增强型复合包装箱材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种增强型复合包装箱材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机搅拌，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉搅拌，静置，过滤，放入烘箱中烘干，粉碎得粉末；将上述组分和聚己内酰胺、聚乙烯醇、磷酸三辛酯、环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、芥酸酰胺、氯化石蜡混合，用高速分散机分散，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，最后装入注塑机中进行注塑成型即得。本发明的增强型复合包装箱材料具有很好的力学性能，弹性和韧性佳，抗冲击能力也较强，同时易降解，绿色环保。

Description

一种增强型复合包装箱材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种增强型复合包装箱材料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，互联网的广泛运用，使得物流行业也得到了飞速的发展，从而也带动了包装行业的高速发展，包装材料得到了大幅度的使用。同时也随着人们生活水平的提高，对于产品包装的要求也越来越高，不仅仅从视觉上有要求，对于其功能性上的要求也是越来越严苛，尤其是对于其最基本的保护功能，要求包装材料具有良好的力学性能来保护被包装产品，减少产品在运输及销售过程中的损坏。因此，包装材料的力学性能对于保护产品、保持产品固有的性能具有重要的影响。同时也随着人们环保意识的增强，对于材料的降解性的要求也越来越高，不可降解的材料也正在逐渐被淘汰。因此，研究开发力学性能佳，同时易降解的包装箱材料对于包装业的发展和环境的保护都具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种增强型复合包装箱材料，具有很好的力学性能，弹性和韧性佳，抗冲击能力也较强，同时易降解，绿色环保。
技术方案：一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺40-60份、聚乙烯醇10-30份、玄武岩纤维2-4份、木棉纤维1-3份、玉米淀粉2-5份、磷酸三辛酯1-2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1-3份、环氧大豆油1-2份、柠檬酸三丁酯1-3份、芥酸酰胺1-3份、氯化石蜡1-2份、异戊醇10-20份、丙酮20-40份。
进一步优选的，所述的一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺45-55份、聚乙烯醇15-25份、玄武岩纤维2.5-3.5份、木棉纤维1.5-2.5份、玉米淀粉3-4份、磷酸三辛酯1.1-1.7份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、环氧大豆油1.3-1.8份、柠檬酸三丁酯1.5-2.5份、芥酸酰胺1.5-2.5份、氯化石蜡1.2-1.8份、异戊醇12-18份、丙酮25-35份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌20-40分钟；
步骤2：加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度50-70℃下搅拌20-50分钟，静置2-3小时；
步骤3：过滤，放入烘箱中，在温度70-90℃下烘干，粉碎得粉末；
步骤4：将所有组分混合，用高速分散机分散2-5分钟；
步骤5：放入烘箱中烘干后粉碎；
步骤6：加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为200-210℃、210-220℃、220-230℃、200-210℃，转速为25-35rpm；
步骤7：装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为190-200℃、200-210℃、210-220℃、200-210℃。
进一步优选的，步骤1中转速为65-75r/min，搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤2中温度为55-65℃，搅拌时间为30-40分钟，静置时间为2.5小时。
进一步优选的，步骤3中温度为75-85℃。
进一步优选的，步骤4中分散时间为3-4分钟。
进一步优选的，步骤6中各区温度依次为205℃、215℃、225℃、205℃，转速为30rpm。
进一步优选的，步骤7中料管温度依次为195℃、205℃、215℃、205℃。
有益效果：本发明的增强型复合包装箱材料具有很好的力学性能，其拉伸强度最高可达49.1MPa，弯曲强度可达39.2MPa，具有很好的韧性，其冲击强度可达36.5KJ/m2，抗冲击能力也较强，同时本包装箱材料较易降解，绿色环保。
具体实施方式
实施例1
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺40份、聚乙烯醇10份、玄武岩纤维2份、木棉纤维1份、玉米淀粉2份、磷酸三辛酯1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份、环氧大豆油1份、柠檬酸三丁酯1份、芥酸酰胺1份、氯化石蜡1份、异戊醇10份、丙酮20份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速60r/min下搅拌20分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度50℃下搅拌20分钟，静置2小时，过滤，放入烘箱中，在温度70℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散2分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为200℃、210℃、220℃、200℃，转速为25rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为190℃、200℃、210℃、200℃。
实施例2
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺45份、聚乙烯醇15份、玄武岩纤维2.5份、木棉纤维1.5份、玉米淀粉3份、磷酸三辛酯1.1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1.5份、环氧大豆油1.3份、柠檬酸三丁酯1.5份、芥酸酰胺1.5份、氯化石蜡1.2份、异戊醇12份、丙酮25份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速65r/min下搅拌25分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度55℃下搅拌30分钟，静置2.5小时，过滤，放入烘箱中，在温度75℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散3分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为205℃、215℃、225℃、205℃，转速为30pm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为195℃、205℃、215℃、205℃。
实施例3
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺50份、聚乙烯醇20份、玄武岩纤维3份、木棉纤维2份、玉米淀粉3.5份、磷酸三辛酯1.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷2份、环氧大豆油1.5份、柠檬酸三丁酯2份、芥酸酰胺2份、氯化石蜡1.5份、异戊醇15份、丙酮30份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速70r/min下搅拌30分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度60℃下搅拌35分钟，静置2.5小时，过滤，放入烘箱中，在温度80℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散3.5分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为205℃、215℃、225℃、205℃，转速为30rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为195℃、205℃、215℃、205℃。
实施例4
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺55份、聚乙烯醇25份、玄武岩纤维3.5份、木棉纤维2.5份、玉米淀粉4份、磷酸三辛酯1.7份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷2.5份、环氧大豆油1.8份、柠檬酸三丁酯2.5份、芥酸酰胺2.5份、氯化石蜡1.8份、异戊醇18份、丙酮35份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速75r/min下搅拌35分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度65℃下搅拌40分钟，静置2.5小时，过滤，放入烘箱中，在温度85℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散4分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为205℃、215℃、225℃、205℃，转速为30rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为195℃、205℃、215℃、205℃。
实施例5
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺60份、聚乙烯醇30份、玄武岩纤维4份、木棉纤维3份、玉米淀粉5份、磷酸三辛酯2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷3份、环氧大豆油2份、柠檬酸三丁酯3份、芥酸酰胺3份、氯化石蜡2份、异戊醇20份、丙酮40份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度70℃下搅拌50分钟，静置3小时，过滤，放入烘箱中，在温度90℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散5分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为210℃、220℃、230℃、210℃，转速为35rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为200℃、210℃、220℃、210℃。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有木棉纤维。具体地说是：
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺60份、聚乙烯醇30份、玄武岩纤维4份、玉米淀粉5份、磷酸三辛酯2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷3份、环氧大豆油2份、柠檬酸三丁酯3份、芥酸酰胺3份、氯化石蜡2份、异戊醇20份、丙酮40份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入玄武岩纤维和玉米淀粉，在温度70℃下搅拌50分钟，静置3小时，过滤，放入烘箱中，在温度90℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散5分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为210℃、220℃、230℃、210℃，转速为35rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为200℃、210℃、220℃、210℃。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有环氧大豆油和柠檬酸三丁酯。具体地说是：
一种增强型复合包装箱材料，由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺60份、聚乙烯醇30份、玄武岩纤维4份、木棉纤维3份、玉米淀粉5份、磷酸三辛酯2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷3份、芥酸酰胺3份、氯化石蜡2份、异戊醇20份、丙酮40份。
上述增强型复合包装箱材料的制备方法为：先将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度70℃下搅拌50分钟，静置3小时，过滤，放入烘箱中，在温度90℃下烘干，粉碎得粉末；将所有组分混合，用高速分散机分散5分钟，放入烘箱中烘干后粉碎，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为210℃、220℃、230℃、210℃，转速为35rpm，最后装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为200℃、210℃、220℃、210℃。
本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材料具有很好的力学性能，其拉伸强度最高可达49.1MPa，弯曲强度可达39.2MPa，具有很好的韧性，其冲击强度可达36.5KJ/m2，抗冲击能力也较强，同时本包装箱材料较易降解，绿色环保。
表1 增强型复合包装箱材料的部分性能指标
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
拉伸强度（MPa） 48.4 48.5 48.7 49.1 48.9 45.4 46.3
弯曲强度（MPa） 38.6 38.8 38.9 39.2 39.0 37.1 38.2
冲击强度（KJ/m2） 36.3 36.4 36.5 36.5 36.4 35.7 34.2

Claims (9)

1. 一种增强型复合包装箱材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺40-60份、聚乙烯醇10-30份、玄武岩纤维2-4份、木棉纤维1-3份、玉米淀粉2-5份、磷酸三辛酯1-2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1-3份、环氧大豆油1-2份、柠檬酸三丁酯1-3份、芥酸酰胺1-3份、氯化石蜡1-2份、异戊醇10-20份、丙酮20-40份。
2. 根据权利要求1所述的一种增强型复合包装箱材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚己内酰胺45-55份、聚乙烯醇15-25份、玄武岩纤维2.5-3.5份、木棉纤维1.5-2.5份、玉米淀粉3-4份、磷酸三辛酯1.1-1.7份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、环氧大豆油1.3-1.8份、柠檬酸三丁酯1.5-2.5份、芥酸酰胺1.5-2.5份、氯化石蜡1.2-1.8份、异戊醇12-18份、丙酮25-35份。
3. 权利要求1至2任一项所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、异戊醇和丙酮混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌20-40分钟；
步骤2：加入玄武岩纤维、木棉纤维和玉米淀粉，在温度50-70℃下搅拌20-50分钟，静置2-3小时；
步骤3：过滤，放入烘箱中，在温度70-90℃下烘干，粉碎得粉末；
步骤4：将所有组分混合，用高速分散机分散2-5分钟；
步骤5：放入烘箱中烘干后粉碎；
步骤6：加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为200-210℃、210-220℃、220-230℃、200-210℃，转速为25-35rpm；
步骤7：装入注塑机中进行注塑成型即得，料管温度依次为190-200℃、200-210℃、210-220℃、200-210℃。
4. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中转速为65-75r/min，搅拌时间为25-35分钟。
5. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中温度为55-65℃，搅拌时间为30-40分钟，静置时间为2.5小时。
6. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中温度为75-85℃。
7. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中分散时间为3-4分钟。
8. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中各区温度依次为205℃、215℃、225℃、205℃，转速为30rpm。
9. 根据权利要求3所述的一种增强型复合包装箱材料的制备方法，其特征在于：所述步骤7中料管温度依次为195℃、205℃、215℃、205℃。
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