CN109181097A - 一种抗污聚丙烯包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100‑138份、聚丁烯8‑17份、聚氨酯2‑11份、聚(2‑乙基‑2‑恶唑啉)3‑9份、聚丙烯接枝马来酸酐1‑5份、碳纳米管5‑10份、PET纤维3‑7份、超细羽绒粉体3‑8份、剑麻纤维4‑11份、四针状氧化锌晶须5‑12份、复合填料6‑12份、吡啶硫酮锌1‑5份、介孔硅2‑6份、环氧大豆油1‑3份、抗氧剂0.3‑1.5份、二苯甲酰肼4‑12份、苯甲酸钠0.3‑1.5份、天然辣椒碱2‑3.8份。本发明提出的抗污聚丙烯包装材料，其冲击强度高，抗污性能优异，阻燃性好。

Description

一种抗污聚丙烯包装材料
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，尤其涉及一种抗污聚丙烯包装材料。
背景技术
聚丙烯机械性能好、电绝缘性能好、耐热性能优异、耐化学腐蚀、无毒、原料来源广泛、相对密度小、价格低廉、易加工成型，目前已被广泛用作包装材料。但是聚丙烯的分子链中含有侧甲基使得链的柔曲性降低，结晶时会出现较大的晶体颗粒，材料脆化温度升高，冲击强度低，同时聚丙烯材料的抗菌性差，易吸附有机物以及微生物，从而造成材料被污染，不易清洗，限制了其在包装材料领域的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗污聚丙烯包装材料，其冲击强度高，抗污性能优异，阻燃性好。
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100-138份、聚丁烯8-17份、聚氨酯2-11份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)3-9份、聚丙烯接枝马来酸酐1-5份、碳纳米管5-10份、PET纤维3-7份、超细羽绒粉体3-8份、剑麻纤维4-11份、四针状氧化锌晶须5-12份、复合填料6-12份、吡啶硫酮锌1-5份、介孔硅2-6份、环氧大豆油1-3份、抗氧剂0.3-1.5份、二苯甲酰肼4-12份、苯甲酸钠0.3-1.5份、天然辣椒碱2-3.8份。
优选地，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管。
优选地，所述PET纤维的平均长度为7-9mm。
优选地，所述复合填料按照以下工艺进行制备：将硝酸锌、硝酸镧、醋酸锆、双氧水与水混合，调节体系的pH值为碱性，搅拌后进行水热反应，将水热反应的产物焙烧得到物料A；以硅烷偶联剂KH-570和硅烷偶联剂KH-560为改性剂对物料A进行改性得到物料B；将物料B、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与溶剂混合，在氮气的保护下升温至70-85℃反应4-6h得到物料C；将八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、三氟甲基磺酸混合，在50-65℃下保温反应2-4.5h得到物料D；以物料C、物料D、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯为原料进行共聚反应得到所述复合填料。
优选地，水热反应的温度为130-145℃，时间为42-55h。
优选地，焙烧的温度为650-760℃，焙烧的时间为2-4h。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为2-9：5-13：1-5；以三者的混合物作为抗氧剂，使三者发挥协同作用，赋予包装材料优异的加工性能，同时提高了所得包装材料的热稳定性能。
本发明所述抗污聚丙烯包装材料可以按照常规的聚丙烯复合材料制备工艺制备而成。
本发明所述抗污聚丙烯包装材料，其原料中，以聚丙烯为主料，并加入了聚丁烯、聚氨酯、聚(2-乙基-2-恶唑啉)进行配合，同时加入了聚丙烯接枝马来酸酐作为相容剂，使聚丙烯、聚丁烯、聚氨酯、聚(2-乙基-2-恶唑啉)混合均匀，相容性好，性能协同，提高了包装材料的冲击强度和拉伸强度，起到了优异的增韧和增强作用，克服了单纯的聚丙烯材料韧性差的缺陷，同时降低了蛋白质的非特异性吸附和微生物的附着生长，赋予包装材料优异的抗污染性能；在复合填料的制备过程中，以硝酸锌、硝酸镧、醋酸锆为原料，水热反应后进行了焙烧，得到了氧化锌-氧化镧-氧化锆复合物，即物料A，其稳定性好，之后以硅烷偶联剂KH-570和硅烷偶联剂KH-560为改性剂对物料A进行改性得到物料B，从而将环氧基和双键引入到了物料B的表面，与9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物混合后，9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物中的P-H键能与物料B表面的环氧基发生反应，从而将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物引入到了物料B的表面，得到了物料C；以八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、三氟甲基磺酸为原料，控制反应的条件，使八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷两者发生了反应，得到了双端含有双键的物料D；之后以物料C、物料D、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯为原料进行共聚反应，从而将物料C、物料D、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯结合为一体，其热稳定性好，将其加入体系中，在体系中分散均匀，一方面，其因引入了9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷以及硅烷偶联剂KH-570和硅烷偶联剂KH-560，能与体系中的碳纳米管配合，在包装材料燃烧的过程中能发挥协同作用，提高了包装材料的残炭率，赋予包装材料优异的阻燃性，一方面，因将聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯以及硅烷偶联剂引入体系中，与体系中的聚(2-乙基-2-恶唑啉)、四针状氧化锌晶须、吡啶硫酮锌和天然辣椒碱具有协同作用，使所得包装材料具有较低的表面能，能防止细菌的附着，提高了包装材料的抗污染性，同时能缠结污染物分子并将其杀灭，防止了污染物分子的进入，表现出优异的抗菌防污性能，提高了包装的效果，另一方面，与碳纳米管、PET纤维、超细羽绒粉体、剑麻纤维、四针状氧化锌晶须、介孔硅、二苯甲酰肼和苯甲酸钠配合，提高了包装材料的结晶度，同时起到了异相成核的作用，诱导聚丙烯生成β晶，起到增强增韧的作用，使所得包装材料的断裂伸长率达到983.5％以上，缺口冲击强度提高到了49.7J/m以上，拉伸强度达到38.5MPa以上。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯138份、聚丁烯8份、聚氨酯11份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)3份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、碳纳米管5份、PET纤维7份、超细羽绒粉体3份、剑麻纤维11份、四针状氧化锌晶须5份、复合填料12份、吡啶硫酮锌1份、介孔硅6份、环氧大豆油1份、抗氧剂1.5份、二苯甲酰肼4份、苯甲酸钠1.5份、天然辣椒碱2份。
实施例2
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份、聚丁烯17份、聚氨酯2份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)9份、聚丙烯接枝马来酸酐1份、碳纳米管10份、PET纤维3份、超细羽绒粉体8份、剑麻纤维4份、四针状氧化锌晶须12份、复合填料6份、吡啶硫酮锌5份、介孔硅2份、环氧大豆油3份、抗氧剂0.3份、二苯甲酰肼12份、苯甲酸钠0.3份、天然辣椒碱3.8份。
实施例3
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯130份、聚丁烯9份、聚氨酯9份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)5份、聚丙烯接枝马来酸酐4.3份、碳纳米管7份、PET纤维6份、超细羽绒粉体4份、剑麻纤维10份、四针状氧化锌晶须7份、复合填料11份、吡啶硫酮锌2份、介孔硅5.4份、环氧大豆油1.6份、抗氧剂1.3份、二苯甲酰肼7份、苯甲酸钠1.3份、天然辣椒碱2.4份；
其中，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管；
所述PET纤维的平均长度为7mm；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为9：5：5；
所述复合填料按照以下工艺进行制备：将硝酸锌、硝酸镧、醋酸锆、双氧水与水混合，调节体系的pH值为碱性，搅拌后进行水热反应，将水热反应的产物焙烧得到物料A；以硅烷偶联剂KH-570和硅烷偶联剂KH-560为改性剂对物料A进行改性得到物料B；将物料B、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与溶剂混合，在氮气的保护下升温至78℃反应5h得到物料C；将八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、三氟甲基磺酸混合，在58℃下保温反应3h得到物料D；以物料C、物料D、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯为原料进行共聚反应得到所述复合填料。
实施例4
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯108份、聚丁烯14份、聚氨酯4份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)8份、聚丙烯接枝马来酸酐2.5份、碳纳米管9份、PET纤维4份、超细羽绒粉体7.3份、剑麻纤维6份、四针状氧化锌晶须10份、复合填料7份、吡啶硫酮锌4.3份、介孔硅4.2份、环氧大豆油2.7份、抗氧剂0.6份、二苯甲酰肼11份、苯甲酸钠0.6份、天然辣椒碱3.6份；
其中，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管；
所述PET纤维的平均长度为9mm；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为2：13：1；
所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将40份硝酸银、7份硝酸镧、15份醋酸锆加入100份水中，加入双氧水混合均匀，其中，双氧水与硝酸镧的摩尔比为1：1，调节体系的pH值为10，搅拌3h，在145℃下进行水热反应42h，冷却、过滤、洗涤、干燥后在760℃下焙烧2h得到物料A；按重量份将4份硅烷偶联剂KH-570和2份硅烷偶联剂KH-560加入35份乙醇水溶液中分散均匀，加入20份物料A，在70℃下搅拌1h，过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将3份物料B、3份9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与200份二甲基甲酰胺混合，在氮气的保护下升温至70℃，搅拌反应6h，反应结束后冷却、离心、洗涤、干燥得到物料C；按摩尔份将3份八甲基环四硅氧烷、1.5份1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、0.01份三氟甲基磺酸混合均匀，在65℃下保温反应2h，调节pH值为中性后过滤、蒸馏得到物料D；按重量份将9份物料C、3份物料D、35份聚乙二醇甲基丙烯酸酯、6份2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯加入100份水中，在氮气的保护下升温至65℃，加入0.5份过硫酸钠搅拌反应50min，反应结束后进行后处理得到所述复合填料。
实施例5
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯122份、聚丁烯11份、聚氨酯7份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)6份、聚丙烯接枝马来酸酐3份、碳纳米管7份、PET纤维5份、超细羽绒粉体6份、剑麻纤维7份、四针状氧化锌晶须11份、复合填料9份、吡啶硫酮锌3.8份、介孔硅4份、环氧大豆油2份、抗氧剂0.8份、二苯甲酰肼9份、苯甲酸钠1.2份、天然辣椒碱2.8份；
其中，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管；
所述PET纤维的平均长度为8mm；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为6：9：4；
所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将30份硝酸银、11份硝酸镧、10份醋酸锆加入100份水中，加入双氧水混合均匀，其中，双氧水与硝酸镧的摩尔比为2：1，调节体系的pH值为9，搅拌5h，在130℃下进行水热反应55h，冷却、过滤、洗涤、干燥后在650℃下焙烧4h得到物料A；按重量份将1份硅烷偶联剂KH-570和3.5份硅烷偶联剂KH-560加入20份乙醇水溶液中分散均匀，加入38份物料A，在55℃下搅拌2h，过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将1份物料B、8份9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与150份二甲基甲酰胺混合，在氮气的保护下升温至85℃，搅拌反应4h，反应结束后冷却、离心、洗涤、干燥得到物料C；按摩尔份将5份八甲基环四硅氧烷、1份1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、0.02份三氟甲基磺酸混合均匀，在50℃下保温反应4.5h，调节pH值为中性，过滤、蒸馏得到物料D；按重量份将2份物料C、11份物料D、20份聚乙二醇甲基丙烯酸酯、9份2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯加入100份水中，在氮气的保护下升温至50℃，加入2.3份过硫酸钠搅拌反应30min，反应结束后进行后处理得到所述复合填料。
实施例6
本发明提出的一种抗污聚丙烯包装材料，其原料按重量份包括：聚丙烯118份、聚丁烯12份、聚氨酯8份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)7份、聚丙烯接枝马来酸酐4份、碳纳米管8份、PET纤维5.8份、超细羽绒粉体6.3份、剑麻纤维8份、四针状氧化锌晶须9份、复合填料10份、吡啶硫酮锌3.8份、介孔硅4.3份、环氧大豆油2份、抗氧剂0.9份、二苯甲酰肼8份、苯甲酸钠1份、天然辣椒碱2.8份；
其中，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管；
所述PET纤维的平均长度为8mm；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为6：11：4；
所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将35份硝酸银、9份硝酸镧、13份醋酸锆加入100份水中，加入双氧水混合均匀，其中，双氧水与硝酸镧的摩尔比为1.5：1，调节体系的pH值为9，搅拌4h，在138℃下进行水热反应48h，冷却、过滤、洗涤、干燥后在720℃下焙烧3h得到物料A；按重量份将3份硅烷偶联剂KH-570和2.8份硅烷偶联剂KH-560加入28份乙醇水溶液中分散均匀，加入32份物料A，在60℃下搅拌1.5h，过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将2份物料B、6份9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与170份二甲基甲酰胺混合，在氮气的保护下升温至80℃，搅拌反应5h，反应结束后冷却、离心、洗涤、干燥得到物料C；按摩尔份将4份八甲基环四硅氧烷、1.2份1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、0.015份三氟甲基磺酸混合均匀，在58℃下保温反应2.9h，调节pH值为中性，过滤、蒸馏得到物料D；按重量份将7份物料C、6份物料D、27份聚乙二醇甲基丙烯酸酯、8份2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯加入100份水中，在氮气的保护下升温至55℃，加入1.8份过硫酸钠搅拌反应40min，反应结束后进行后处理得到所述复合填料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯100-138份、聚丁烯8-17份、聚氨酯2-11份、聚(2-乙基-2-恶唑啉)3-9份、聚丙烯接枝马来酸酐1-5份、碳纳米管5-10份、PET纤维3-7份、超细羽绒粉体3-8份、剑麻纤维4-11份、四针状氧化锌晶须5-12份、复合填料6-12份、吡啶硫酮锌1-5份、介孔硅2-6份、环氧大豆油1-3份、抗氧剂0.3-1.5份、二苯甲酰肼4-12份、苯甲酸钠0.3-1.5份、天然辣椒碱2-3.8份。
2.根据权利要求1所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，所述碳纳米管为丁苯橡胶粉末包覆的碳纳米管。
3.根据权利要求1或2所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，所述PET纤维的平均长度为7-9mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，所述复合填料按照以下工艺进行制备：将硝酸锌、硝酸镧、醋酸锆、双氧水与水混合，调节体系的pH值为碱性，搅拌后进行水热反应，将水热反应的产物焙烧得到物料A；以硅烷偶联剂KH-570和硅烷偶联剂KH-560为改性剂对物料A进行改性得到物料B；将物料B、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与溶剂混合，在氮气的保护下升温至70-85℃反应4-6h得到物料C；将八甲基环四硅氧烷、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、三氟甲基磺酸混合，在50-65℃下保温反应2-4.5h得到物料D；以物料C、物料D、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯为原料进行共聚反应得到所述复合填料。
5.根据权利要求4所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，水热反应的温度为130-145℃，时间为42-55h。
6.根据权利要求4或5所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，焙烧的温度为650-760℃，焙烧的时间为2-4h。
7.根据权利要求1-6中任一项所述抗污聚丙烯包装材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的混合物，且抗氧剂1010、抗氧剂412S、抗氧剂168的重量比为2-9：5-13：1-5。
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