CN108384218A - 一种高弹性抗菌防静电包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高弹性抗菌防静电包装材料及其制备方法,由以下重量份组分制备而成:聚氨酯树脂32‑49份、改性木薯淀粉26‑37份、抗氧剂0.3‑0.5份、防静电剂1‑5份、乙酸乙酯5‑12份、纳米二氧化钛2‑7份、增塑剂1‑6份、交联剂0.85‑2.6份。本发明提供的包装材料具有很好的外观,良好的抗张强度、伸长率抗菌性能和防静电性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,特别涉及一种高弹性抗菌防静电包装材料及其制备方法。
背景技术
塑料包装材料在塑料工业中发展迅速,由于其优异的性能低廉的价格,在包装市场中一直占有重要地位,塑料包装材料的开发利用,为人们生活以及工业发展都带来了极大的便利之处,对国民经济的建设也起到了积极作用。我国木薯淀粉资源充足,但对其利用率却很低,造成了大量资源与能源的浪费,国内外有研究者尝试将淀粉、蛋白质应用到高分子包装材料领域,从而达到资源的最大化利用,但是由于淀粉、蛋白质这类物质本身的特性,会造成制备得到的材料脆性大,不利于使用,本申请中对木薯淀粉进行改性,再与树脂进行复配,并加入了相容性好的助剂,得到了价格低廉,并且综合性能优良的包装材料,具有很大的开发应用前景。
发明内容
要解决的技术问题:
包装薄膜材料应用范围广泛,但市场上的包装材料品种少,抗菌防静电性能较差,本发明的目的是提供一种高弹性抗菌防静电包装材料及其制备方法。
技术方案:
本发明提供了一种高弹性抗菌防静电包装材料,由以下重量份组分制备而成:
聚氨酯树脂32-49份、
改性木薯淀粉26-37份、
抗氧剂0.3-0.5份、
防静电剂1-5份、
乙酸乙酯5-12份、
纳米二氧化钛2-7份、
增塑剂1-6份、
交联剂0.85-2.6份。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,所述的改性木薯淀粉由下述制备方法制备而成:将木薯淀粉配制成37wt%的溶液,然后取100mL加入到反应釜中,不断搅拌,用2wt%的氢氧化钠溶液将pH调整到9.0,然后缓慢加入含有效氯6%-8%次氯酸钠溶液,在1-2h内将次氯酸钠加完,次氯酸钠用量为木薯淀粉重量的9%,在加次氯酸钠过程中,不断用稀盐酸调节反应液的pH值,使其维持在pH为9.0,次氯酸钠加完后,用稀盐酸将溶液pH调节至6.2,通入二氧化硫气体还原过量的次氯酸钠,用真空过滤机过滤后,再用多级旋液分离器进行清洗,在50℃恒温干燥箱中进行干燥,将水分降低到10%即可。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂1010、抗氧剂164中的一种。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,所述的防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,所述的增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,所述的交联剂为戊二醛。
优选的,所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料的制备方法,由以下制备步骤制备而成:
(1)按重量份取所有原料加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜。
有益效果:
本发明提供的包装材料具有很好的外观,良好的抗张强度、伸长率抗菌性能和防静电性能。其抗张强度最高可达27.7 MPa,伸长率最高可达279.4%。将木薯淀粉与树脂进行复配作为材料的基材,降低了生产成本,且生产原料来源丰富,将木薯淀粉进行改性,提高了其稳定性,并且最终制备得到的材料综合性能优异。
具体实施方式
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
实施例1-5和对比例1-2中的改性木薯淀粉由下述制备方法制备而成:将木薯淀粉配制成37wt%的溶液,然后取100mL加入到反应釜中,不断搅拌,用2wt%的氢氧化钠溶液将pH调整到9.0,然后缓慢加入含有效氯6%-8%次氯酸钠溶液,在1-2h内将次氯酸钠加完,次氯酸钠用量为木薯淀粉重量的9%,在加次氯酸钠过程中,不断用稀盐酸调节反应液的pH值,使其维持在pH为9.0,次氯酸钠加完后,用稀盐酸将溶液pH调节至6.2,通入二氧化硫气体还原过量的次氯酸钠,用真空过滤机过滤后,再用多级旋液分离器进行清洗,在50℃恒温干燥箱中进行干燥,将水分降低到10%即可;
实施例1
(1)将聚氨酯树脂49份、改性木薯淀粉26份、抗氧剂CA 0.5份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂1份、乙酸乙酯12份、纳米二氧化钛2份、增塑剂6份、戊二醛0.85份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
实施例2
(1)将聚氨酯树脂32份、改性木薯淀粉37份、抗氧剂CA 0.3份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂5份、乙酸乙酯5份、纳米二氧化钛7份、增塑剂1份、戊二醛2.6份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
实施例3
(1)将聚氨酯树脂44份、改性木薯淀粉29份、抗氧剂CA 0.43份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂2份、乙酸乙酯10份、纳米二氧化钛3份、增塑剂4份、戊二醛1.25份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
实施例4
(1)将聚氨酯树脂36份、改性木薯淀粉33份、抗氧剂CA 0.38份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂4份、乙酸乙酯7份、纳米二氧化钛5份、增塑剂2份、戊二醛2.1份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
实施例5
(1)将聚氨酯树脂40份、改性木薯淀粉31份、抗氧剂CA 0.41份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂3份、乙酸乙酯8份、纳米二氧化钛4份、增塑剂3份、戊二醛1.88份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,防静电剂不同。具体地说是:
(1)将聚氨酯树脂49份、改性木薯淀粉26份、抗氧剂CA 0.5份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入氧化锌粉末1份、乙酸乙酯12份、纳米二氧化钛2份、增塑剂6份、戊二醛0.85份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,增塑剂不同。具体地说是:
(1)将聚氨酯树脂49份、改性木薯淀粉26份、抗氧剂CA 0.5份加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合5min,然后加入防静电剂1份、乙酸乙酯12份、纳米二氧化钛2份、增塑剂6份、戊二醛0.85份,继续密练30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜;
防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成;
增塑剂为甘油和山梨醇按照2:1混合而成。
将实施例1-5和对比例1-2制备得到的包装材料进行性能测试:
抗张强度和伸长率的测定:将材料剪切成50×15mm的长条,用抗张强度测定仪进行测定,拉伸强度为400mm/s。抗菌性能测试参考QB/T2591-2003,防静电性按照ASTM D257标准进行测试。
抗菌性试验测定,实施例1-5和对比例1-2中的材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到85%以上,具有很好的抑菌性能。
力学性能和抗静电性能测试结果见表格,由测试结果可知:
本发明提供的包装材料具有很好的外观,良好的抗张强度、伸长率和防静电性能。其抗张强度最高可达27.7 MPa,伸长率最高可达279.4%。由对比例1的测试结果可知,当防静电剂中不添加滑石粉成分时,材料的抗静电性能下降,惰性成分滑石粉与氧化锌粉末复配,可以提高氧化锌的分散性能,从而提高材料的抗静电性能,并且能够节约成本。由对比例2的测试结果可知, 增塑剂之间的复配作用可以产生协同增效作用,并且提高增塑剂与膜材之间的相容性,从而更好的提高其力学性能。
表1性能测试结果
Claims (7)
1.一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,由以下重量份组分制备而成:
聚氨酯树脂32-49份、
改性木薯淀粉26-37份、
抗氧剂0.3-0.5份、
防静电剂1-5份、
乙酸乙酯5-12份、
纳米二氧化钛2-7份、
增塑剂1-6份、
交联剂0.85-2.6份。
2.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,所述的改性木薯淀粉由下述制备方法制备而成:将木薯淀粉配制成37wt%的溶液,然后取100mL加入到反应釜中,不断搅拌,用2wt%的氢氧化钠溶液将pH调整到9.0,然后缓慢加入含有效氯6%-8%次氯酸钠溶液,在1-2h内将次氯酸钠加完,次氯酸钠用量为木薯淀粉重量的9%,在加次氯酸钠过程中,不断用稀盐酸调节反应液的pH值,使其维持在pH为9.0,次氯酸钠加完后,用稀盐酸将溶液pH调节至6.2,通入二氧化硫气体还原过量的次氯酸钠,用真空过滤机过滤后,再用多级旋液分离器进行清洗,在50℃恒温干燥箱中进行干燥,将水分降低到10%即可。
3.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂1010、抗氧剂164中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,所述的防静电剂由氧化锌粉末和滑石粉按照重量比2:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,所述的增塑剂为甘油、聚乙二醇和山梨醇按照2:1:1混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料,其特征在于,所述的交联剂为戊二醛。
7.根据权利要求1所述的一种高弹性抗菌防静电包装材料的制备方法,其特征在于,由以下制备步骤制备而成:
(1)按重量份取所有原料加入密炼机中,温度设定为70℃,进行混合30min后得到胚料;
(2)将胚料转移至单螺杆挤出机上熔融塑化,熔融温度为180℃,挤出厚度为3毫米的原片,然后进行冷却至30℃;
(3)将冷却后的原片在拉膜机中重新加热到180℃进行大幅度拉伸,拉伸完毕后,薄膜进入张紧轮上于200℃下进行短时间的热定形工艺,冷却后即得到所述的薄膜。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180810 |