CN107082949B - 一种高性能聚丙烯塑料包装桶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能聚丙烯塑料包装桶，包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂100份、聚丙烯接枝马来酸酐2‑8份、硬脂酸锌或N,N'‑乙撑双硬脂酰胺或者硬脂酸钙0.5‑5份、偶联剂0.5‑1.5份、聚丙烯蜡1‑3份、钛白粉1‑3份、水镁石纤维5‑20份、海泡石纤维3‑15份、硅灰石纤维3‑15份。本发明塑料包装桶具备较高力学强度、硬度和承载能力、较高耐热变形、防泄漏、抗静电和具备阻燃效果等良好的综合性能。

Description

一种高性能聚丙烯塑料包装桶及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料包装桶领域，涉及聚丙烯塑料包装桶，尤其是高性能的聚丙烯包装桶及其制备方法。

背景技术

聚丙烯塑料包装桶美观内外光滑、无焊无缝、重量轻、强度好、耐冲击、耐腐蚀、无毒无味、运输方便，用寿命长，广泛用于涂料，润滑油，食品，化工，危包等诸多行业。

而现有的聚丙烯桶存在着负载较低、易泄露、高温下容易变形、硬度偏低、高温处理后抗静电效果变差以及易燃等缺点。

传统的抗静电处理方法是在塑料的组分配方中加入抗静电剂，当塑料桶在经过高温印刷步骤后，抗静电作用消失。传统抗静电剂是一种表面活性剂，具有亲水基和亲油基。和聚合物具有有限相容性，可以析出聚合物表面，亲油基植于聚丙烯树脂基体内部，亲水基伸出表面排列。亲水基可以吸附空气中的水分，形成导电溶液或自身离子化传导表面电荷，防止静电积蓄而发挥抗静电效果。由于抗静电剂属于有机小分子物质，与聚合物相容性较差，经过高温印刷容易出现析出、分解和挥发，导致印刷效能消失。高分子抗静电剂虽然可以抗高温，但是其抗静电效果较差，以及严格工艺以及结构控制给加工带来困难。

海泡石纤维是一种天然矿物纤维，具有较好的耐热性及耐腐蚀、抗辐射、绝缘、隔热等优异特性。通过检索，也有相关专利在塑料制品中加入海泡石纤维，如专利CN106117790A，公开了一种耐高温抗老化改性塑料颗粒，由以下成分制成：聚丙烯树脂、山梨醇酐单硬脂酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯、环保增塑剂、蒙脱土、海泡石纤维、炭黑、沸石粉、纳米氧化镁、复合剂、辅助剂。本发明通过同时添加蒙脱土、海泡石纤维、复合剂、辅助剂配合经过共混处理的蒙脱土、炭黑、沸石粉、纳米氧化镁，其协同作用不仅可以提高体系的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、耐高温性，还可以降低熔体粘度，提高长期耐温性和提高层间剪切强度，还能提高抗老化性能，更易于加工成型；上述专利中海泡石所起的作用与本申请不同，本申请利用海泡石的强的吸水性来起到抗静电的作用。

硅灰石纤维也有用于塑料改性的报道，如专利CN102875899A，涉及一种利用硅灰石增韧增强聚丙烯的方法，该发明由如下组分组成，各组分按照质量份配比：聚丙烯1～60、聚乙烯0～30，增韧剂0～20，硅灰石1～20，辅助增刚剂0～20，稳定剂0.01～0.6，颜料0.01～ 0.4，将各组份搅拌均匀后经挤出机挤出、造粒，即可制备力综合性能优良的改性聚丙烯。该发明所制得的硅灰石增韧增强聚丙烯力学性能好，流动性高，可用于生产汽车保险杠、仪表板、空调出风口、中控台等。且成本却要低很多。硅灰石在该专利中主要起增强增韧的作用，且降低成本。本申请也采用硅灰石作为组分之一，是为了提高塑料桶的完全强度，从而改善密封效果，加的量很少，与CN102875899A的作用及效果不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高强度、硬度和高的承载能力、较高耐热变形、防泄漏、抗静电和阻燃效果的聚丙烯包装桶及其制备方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种高性能聚丙烯塑料包装桶，包括如下重量份数的组分：

聚丙烯树脂100份、

聚丙烯接枝马来酸酐2-8份、

硬脂酸锌或N,N'-乙撑双硬脂酰胺或者硬脂酸钙0.5-5份、

偶联剂0.5-2份、

聚丙烯蜡1-3份、

钛白粉1-3份、

其特征在于：还包括

水镁石纤维5-20份、

海泡石纤维3-15份。

而且，还包括3-15份硅灰石纤维。

而且，还包括1-3份木质纤维素。

而且，还包括1-5份滑石粉、蛭石、纤维蛇石、凹凸棒、高岭土任意一种或者两种以上的混合物。

而且，所述的偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570。

制备方法为：将矿物纤维在105-120℃，烘烤2小时；将水解后的偶联剂溶液喷撒在矿物纤维表面，搅拌15分钟，再120℃烘烤2小时；最后将聚丙烯树脂、处理后的矿物纤维及所有助剂按照配比加入高速混合机，在105-120℃下搅拌10-15分钟；将混合好物料加入双螺杆挤出机造粒；最后进行注塑成型。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明包装桶在组分中加入海泡石纤维，海泡石属于无机填充物，具有很好耐高温性能，通水海泡石具有极强的亲水性，可以吸收其体积1.5倍的水。当高温印刷时候，海泡石可以暴露到空气当中，吸收水份，形成导电溶液。同时没有传统抗静电剂相容性差、容易析出和喷霜，影响外观、透明性以及制品物理力学性能缺点。加入海泡石后，可以减少传统可静电剂使用，同时海泡石具有纤维结构，具有很好力学增强效果，具有优越的综合效果。

2、本发明包装桶在组分中加入硅灰石纤维，提高产品的弯曲强度，改善密封效果。

3、本发明包装桶在组分中加入水镁石纤维，使产品具有阻燃效果，将产品的热变形温度由66℃上升为76℃。

4、本发明包装桶在组分中加入木质纤维素，促进各组分与PP的混溶。

5、本发明除了具备一般包装桶不具备的高的力学强度和硬度以外，还具备较高耐热、防泄漏、抗静电和阻燃效果等较好的综合效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种高性能聚丙烯塑料包装桶，其组分及重量份数为：

聚丙烯树脂100份、聚丙烯接枝马来酸酐3份、硬脂酸锌1份、偶联剂KH-5701.0份、水镁石纤维8、海泡石纤维4份、聚丙烯蜡1份、钛白粉2份。

制备方法包括如下步骤：

(1)将水镁石纤维和海泡石纤维在105-120℃，烘烤2小时；

(2)偶联剂配制以及处理方法：5wt％偶联剂加入95wt％乙醇水溶液，乙醇与水比例为 9:1，用少量冰醋酸调整PH＝4.5，反应3-5分钟。

(3)将水解后的偶联剂喷撒在水镁石纤维和海泡石纤维表面，搅拌15分钟，再120℃烘烤2小时；

(4)将聚丙烯树脂、处理过的矿物纤维以及其他助剂按照配比加入高速混合机，在105-120℃下搅拌10-15分钟；

(5)将混合好物料加入双螺杆挤出机造粒，挤出机的温度参数从下料部到口模分别为： 180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃；主机转速300r/min；喂料转速30r/min；切粒转速15r/min。

最后进行注塑成型，注塑机的温度从下料部到喷嘴的参数分别为：220℃、230℃、250℃、 250℃、250℃。

实施例2

聚丙烯树脂100份、聚丙烯接枝马来酸酐3份、N,N'-乙撑双硬脂酰胺1份、偶联剂KH-560 1.0份、水镁石纤维8份、硅灰石纤维4份、聚丙烯蜡1份、钛白粉2份。制备方法同实施例 1。

实施例3

聚丙烯树脂100份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、N,N'-乙撑双硬脂酰胺1份、偶联剂KH-550 1.0份、水镁石纤维4份、海泡石纤维12份、聚丙烯蜡1份、钛白粉2份。制备方法同实施例1。

实施例4

聚丙烯树脂100份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、N,N'-乙撑双硬脂酰胺1份、偶联剂KH-550 1.0份、水镁石纤维12份、海泡石纤维4份、聚丙烯蜡1份、钛白粉2份，木质纤维素2份。制备方法同实施例1。

将实施例1-4与纯的聚丙烯桶比较，并进行各项性能测试，结果如下表：

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高性能聚丙烯塑料包装桶，包括如下重量份数的组分：

聚丙烯树脂100份、

聚丙烯接枝马来酸酐2-8份、

硬脂酸锌或N,N'-乙撑双硬脂酰胺或者硬脂酸钙0.5-5份、

偶联剂0.5-2份、

聚丙烯蜡1-3份、

钛白粉1-3份、

其特征在于：还包括

水镁石纤维5-20份、

作为抗静电剂的海泡石纤维3-15份、

还包括3-15份硅灰石纤维；

制备方法为：

(1)将矿物纤维在105-120℃，烘烤2小时；

(2)偶联剂配制以及处理方法：5wt％偶联剂加入95wt％乙醇水溶液，乙醇与水比例为9:1，用少量冰醋酸调整PH＝4.5，反应3-5分钟；

(3)将水解后的偶联剂溶液喷撒在矿物纤维表面，搅拌15分钟，再120℃烘烤2小时；

(4)最后将聚丙烯树脂、处理后的矿物纤维及所有助剂按照配比加入高速混合机，在105-120℃下搅拌10-15分钟；将混合好物料加入双螺杆挤出机造粒；最后进行注塑成型。

2.根据权利要求1所述的高性能聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：还包括1-3份木质纤维素。

3.根据权利要求1所述的高性能聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：还包括1-5份滑石粉、蛭石、纤维蛇石、凹凸棒、高岭土任意一种或者两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的高性能聚丙烯塑料包装桶，其特征在于：所述的偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570。