CN109401054A - 一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料30‑50份，抗氧剂0.05‑0.1份，相容剂2‑4份，增塑剂1‑1.5份，润滑剂1‑3份，添加剂3‑5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土。本发明还公开了上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法。本发明具有良好的抗菌性能。

Description

一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯无毒、无味，密度小，可在100℃左右使用。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，抗紫外线性能低，易老化。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具和食品包装材料，如饮料瓶和其瓶盖等。由于饮料瓶和瓶盖长期接触水、糖等物质，容易滋生细菌，需要对其进行抗菌处理，但是目前具有抗菌功能的饮料瓶盖较少。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料及其制备方法，本发明具有良好的抗菌性能。
本发明提出的一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料30-50份，抗氧剂0.05-0.1份，相容剂2-4份，增塑剂1-1.5份，润滑剂1-3份，添加剂3-5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，取二氧化钛水溶胶，冷冻真空干燥，煅烧得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在惰性气体氛围中，回流，过滤，洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，冷冻真空干燥的温度为-20至-40℃，时间为18-20h。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为3-4h。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，回流3-4h。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，用乙醇洗涤。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，惰性气体为氮气。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为1-2：9-17：40-70。
优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，二氧化钛水溶胶中钛含量为25-35wt％。
优选地，改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土的重量比为8-12：1-2：25-35。
优选地，添加剂为肉桂油、丁香酚，其中，肉桂油、丁香酚的重量比为1：2-3。
优选地，润滑剂为石蜡。
优选地，增塑剂为柠檬酸三丁酯。
优选地，相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
本发明还提出了上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、相容剂、增塑剂、润滑剂、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
本发明选用二氧化钛溶胶经冷冻真空干燥和煅烧处理得到具有多孔结构的二氧化钛颗粒即中间颗粒，再与十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵反应，在二氧化钛颗粒表面接枝上十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵，从而在二氧化钛颗粒表面引入长碳链季铵盐得到改性二氧化钛，二氧化钛具有抗菌抗紫外线性能，且二氧化钛颗粒具有多孔结构，具有良好的吸附性能，长碳链季铵盐也具有抗菌性能，接枝到多孔二氧化钛颗粒上，两种物质协同增效，杀菌作用和吸附作用协同增效，大大增加改性二氧化钛的杀菌性能，并且能改善聚丙烯抗紫外线性能弱，易老化的问题；改性二氧化钛与肉桂油、丁香酚相互配合，可以进一步增加本发明的抗菌性能；另外经十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵接枝后，改善了二氧化钛与聚丙烯的相容性，避免了二氧化钛会降低聚丙烯机械性能的问题；改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土以合适比例相互配合，可以大大增加本发明的抗冲击性能、抗裂性；改性二氧化钛与抗氧剂相互配合，可以进一步增加本发明的抗老化性能；柠檬酸三丁酯可以调节本发明的抗冲击性能和韧性；马来酸酐接枝相容剂、石蜡与肉桂油相互配合，可以促进各物质均匀分散，进一步增加本发明的机械性能。
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
一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料40份，抗氧剂0.07份，相容剂3份，增塑剂1.2份，润滑剂2份，添加剂4份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土。
上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、相容剂、增塑剂、润滑剂、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
实施例2
一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料30份，抗氧剂0.1份，马来酸酐接枝相容剂2份，柠檬酸三丁酯1.5份，石蜡1份，添加剂5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土；
在改性二氧化钛的制备过程中，取钛含量为25wt％的二氧化钛水溶胶，调节温度为-40℃，冷冻真空干燥18h，升温至600℃，煅烧3h得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在氮气氛围中，回流4h，过滤，用乙醇洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛，其中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为1：17：40。
上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、马来酸酐接枝相容剂、柠檬酸三丁酯、石蜡、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
实施例3
一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料50份，抗氧剂0.05份，马来酸酐接枝相容剂4份，柠檬酸三丁酯1份，石蜡3份，添加剂3份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土；
在改性二氧化钛的制备过程中，取钛含量为35wt％的二氧化钛水溶胶，调节温度为-20℃，冷冻真空干燥20h，升温至500℃，煅烧4h得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在氮气氛围中，回流3h，过滤，用乙醇洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛，其中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为2：9：70；
改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土的重量比为8：2：25；
添加剂为肉桂油、丁香酚，其中，肉桂油、丁香酚的重量比为1：3。
上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、马来酸酐接枝相容剂、柠檬酸三丁酯、石蜡、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
实施例4
一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料35份，抗氧剂0.08份，马来酸酐接枝相容剂2.5份，柠檬酸三丁酯1.3份，石蜡1.5份，添加剂4.5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土；
在改性二氧化钛的制备过程中，取钛含量为28wt％的二氧化钛水溶胶，调节温度为-35℃，冷冻真空干燥18.5h，升温至580℃，煅烧3.3h得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在氮气氛围中，回流3.7h，过滤，用乙醇洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛，其中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为1.2：15：50；
改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土的重量比为12：1：35；
添加剂为肉桂油、丁香酚，其中，肉桂油、丁香酚的重量比为1：2。
上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、马来酸酐接枝相容剂、柠檬酸三丁酯、石蜡、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
实施例5
一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料45份，抗氧剂0.06份，马来酸酐接枝相容剂3.5份，柠檬酸三丁酯1.1份，石蜡2.5份，添加剂3.5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土；
在改性二氧化钛的制备过程中，取钛含量为32wt％的二氧化钛水溶胶，调节温度为-25℃，冷冻真空干燥19.5h，升温至520℃，煅烧3.7h得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在氮气氛围中，回流3.3h，过滤，用乙醇洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛，其中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为1.8：11：60；
改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土的重量比为10：1.5：30；
添加剂为肉桂油、丁香酚，其中，肉桂油、丁香酚的重量比为1：2.5。
上述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、马来酸酐接枝相容剂、柠檬酸三丁酯、石蜡、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
对照例1：不加填料、添加剂，其他同实施例5。
对照例2：不加改性二氧化钛，其他同实施例5。
对照例3：将改性二氧化钛改成普通无孔二氧化钛，其他同实施例5。
对照例4：将改性二氧化钛改成十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵，其他同实施例5。
试验例1
将实施例5、对照例1-4，按照相同方法注塑成面积、厚度相同的圆片，圆片用于抗菌性检查，并检测各自的机械性能，结果如下：
由上表可以看出，本发明具有良好的抗菌性，且具有较好的抗冲击性能。
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 (10)

1.一种饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，填料30-50份，抗氧剂0.05-0.1份，相容剂2-4份，增塑剂1-1.5份，润滑剂1-3份，添加剂3-5份；其中，填料为改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土。
2.根据权利要求1所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，在改性二氧化钛的制备过程中，取二氧化钛水溶胶，冷冻真空干燥，煅烧得到中间颗粒；将中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇混匀，在惰性气体氛围中，回流，过滤，洗涤，减压干燥得到改性二氧化钛。
3.根据权利要求2所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，在改性二氧化钛的制备过程中，冷冻真空干燥的温度为-20至-40℃，时间为18-20h；优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为3-4h；优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，回流3-4h。
4.根据权利要求2或3所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，在改性二氧化钛的制备过程中，用乙醇洗涤；优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，惰性气体为氮气；优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，中间颗粒、十八烷基二甲基(γ-三甲氧基硅基丙基)氯化铵、乙醇的重量比为1-2：9-17：40-70；优选地，在改性二氧化钛的制备过程中，二氧化钛水溶胶中钛含量为25-35wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，改性二氧化钛、玻璃纤维、高岭土的重量比为8-12：1-2：25-35。
6.根据权利要求1-5任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，添加剂为肉桂油、丁香酚，其中，肉桂油、丁香酚的重量比为1：2-3。
7.根据权利要求1-6任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，润滑剂为石蜡。
8.根据权利要求1-7任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，增塑剂为柠檬酸三丁酯。
9.根据权利要求1-8任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料，其特征在于，相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
10.一种如权利要求1-9任一项所述饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚丙烯、填料、抗氧剂、相容剂、增塑剂、润滑剂、添加剂混匀，经双螺杆挤出机挤出颗粒得到饮料瓶盖用抗菌聚丙烯材料。
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