CN111154178B - 一种共混物及由其制成的容器或容器外盖 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种共混物，按重量计，包含以下组分：聚丙烯80～99份和POE 1～20份。该共混物具有耐摔的优点，特别适合用于制备容器或容器外盖。

Description

一种共混物及由其制成的容器或容器外盖
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种共混物及由其制成的容器或容器外盖。
背景技术
聚丙烯(PP)无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。作为包装材料，聚丙烯材质的瓶盖很脆，跌落时容易破碎。
发明内容
发明人发现：单一成分的塑料粒子(如PP、PET、PS等)产出的塑制品在-18℃至-25℃储存，其物理机械性能指标(耐寒性、低温韧性)很差，受到外力的影响易损，难以达到产品储存、物流运输、市场流通等要求。
在一些方面，提供一种共混物，按重量计，包含以下组分
聚丙烯80～99份(例如82、84、86、88、90、92、94、96或98份)；和
POE 1～20份(例如2、4、6、8、10、12、14、16或18份)。
在一些实施方案中，共混物，按重量计，包含以下组分：
聚丙烯85～92份(例如86、88、90或92份)；和
POE 8～15份(例如10、11、12、13、14或15份)。
在一些实施方案中，共混物，按重量计，还包含以下组分：色母1～5份(例如1～2份)。
在一些实施方案中，共混物中，聚丙烯的含量为80～99wt％(例如82wt％、84wt％、86wt％、88wt％、90wt％、92wt％、94wt％、96wt％或98wt％)，POE的含量为1～20wt％(例如2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％、16wt％或18wt％)。
在一些实施方案中，共混物是通过注射成型或挤出成型的方法制备获得的。
在一些方面，提供一种容器或容器外盖，含有本公开任一项所述的共混物。
在一些实施方案中，共混物的制备方法包括：
i)将原料按目标配方比例混合；
ii)采用挤出成型或注射成型的方法，将混合后的原料加工成产品，例如容器或容器外盖。
在一些实施方案中，原料包括聚丙烯和POE，可选地，还包括色母。
在一些实施方案中，采用注塑机(例如螺杆式注塑机或柱塞式注塑机)实施步骤ii)。
在一些实施方案中，采用注塑机(例如螺杆式注塑机或柱塞式注塑机)实施步骤ii)的工艺参数包括以下一项或多项：
-喷嘴温度为180～300℃；
-模具温度为220～300℃；
-料筒温度为180～300℃；
-注射压力为70～150Mpa；
-保压压力为40～80Mpa；
-充填时间为1～2s；
-保压时间为1～3s；
-冷却时间为5～15s。
在一些实施方案中，采用注塑机实施步骤ii)的工艺参数包括以下一项或多项：
喷嘴温度为220～240℃；
料筒温度为220～240℃；
模具温度为220～240℃；
注射压力为110～130Mpa；
保压压力为50～55Mpa；
充填时间为1～2s；
保压时间为1～2s；
冷却时间为8～13s。
在一些实施方案中，采用螺杆式注塑机实施步骤ii)的工艺参数包括：螺杆转速为150～300转/分钟，例如220～250转/分钟。
在一些实施方案中，用于制备共混物的原料包括聚丙烯和POE。
在一些实施方案中，用于制备共混物的聚丙烯是无规共聚物。
在一些实施方案中，用于制备共混物的聚丙烯是巴塞尔RP348N聚丙烯。
在一些实施方案中，用于制备共混物的聚丙烯是透明粒子。
在一些实施方案中，用于制备共混物的聚丙烯的比重为0.7～1.1g/cm3，例如0.8～0.9g/cm3，
在一些实施方案中，用于制备共混物的聚丙烯在230℃/2.16kg条件下的熔指为9～12g/10min，例如10～11g/10min。
在一些实施方案中，用于制备共混物的POE为埃克森美孚0210POE。
在一些实施方案中，用于制备共混物的POE的密度为0.7～1.1g/cm3，例如0.9g/cm3。
在一些实施方案中，用于制备共混物的POE在230℃/2.16Kg条件下的熔指为20～30g/10min，例如25g/10min。
在一些实施方案中，色母是以PE为基料的色母。
在一些实施方案中，色母是科莱恩公司销售的以PE为基料的色母。
在一些实施方案中，用于制备本公开共混物的原料包括：聚丙烯粒子(PP粒子)和聚烯烃弹性体粒子(POE粒子)的混合粒子。
在一些实施方案中，原料中含有：聚丙烯粒子(PP粒子)85％-90％、聚烯烃弹性体粒子(POE粒子)10％-15％。
在一些实施方案中，原料中含有聚丙烯粒子(PP粒子)90％，聚烯烃弹性体粒子(POE粒子)10％。
在一些实施方案中，聚丙烯粒子是K5750型号的聚丙烯粒子。
在一些实施方案中，聚烯烃弹性体粒子223M1型号的聚烯烃弹性体粒子。
在一些实施方案中，将上述原料混合通过注塑工艺制备获得本公开的共混物。
在一些方面，提供本公开共混物用作容器或容器外盖的用途。
在一些方面，提供本公开共混物用作耐低温容器或容器外盖的用途。
在一些实施方案中，所述耐低温容器或容器外盖是指在-18℃至-25℃使用的容器或容器外盖。
在一些实施方案中，本发明的共混物可用作雪糕、冰淇淋容器、容器外盖。
在一些实施方案中，本发明将多种塑料粒子进行混合，形成混合粒子料，再经注塑工艺产出塑制品，将其应用于雪糕、冰淇淋包装上，零下18-25℃的储存仍保持良好的物理机械性能指标(耐寒性、低温韧性)并满足产品储存、物流运输、市场流通等各项指标要求。
术语“聚合物”指的是通过聚合相同种类或不同种类的单体而制成的聚合物。因而通称聚合物包含术语均聚物(其通常用于指仅由一种单体所制成的聚合物)，以及以下所定义的术语互聚物。术语“互聚物”指的是通过至少两种不同种类的单体聚合制成的聚合物。因而通称互聚物包括共聚物(其通常用于指由两种不同种类的单体制成的聚合物)，以及由多于两种的不同种类单体制成的聚合物。
术语“共混物”是指聚合物材料的共混物，例如两种或多种聚合物的共混物。所述共混物可以是可互溶的或不可互溶的(在分子水平无相分离)。所述共混物可以是或不是相分离的。所述共混物可以包含或者不含一种或多种区域构型(domain configuration)，如通过由透射电镜、光散射、x-射线散射和本领域已知的其它方法确定的。
术语“共混物”也包括反应后(post-reactor)(或物理)共混物和原位反应(in-situ reactor)共混物。反应后共混物的实例包括但不限于通过在挤出机中将聚合物组分和任选的添加剂共混制成的共混物。
术语“注射成型”(injection molding)用于指成型技术，其涉及以下步骤：将反应物混合在一起，并在分配到型腔中以形成制品之前使聚合反应完成并形成热塑性聚合物的步骤。所述热塑性组合物通常通过流道或流体通道注入型腔中。
术语“聚丙烯”、“丙烯聚合物”和PP，指的是由至少50mol％(优选至少60mol％，更优选至少70mol％，更优选至少80mol％，更加优选至少90mol％，更加优选至少95mol％或优选100mol％)丙烯单元制得的聚合物。
术语POE是乙烯、辛烯的共聚物，可以是美国Dupont-Dow弹性体公司以乙烯、辛稀为原料，采用原位聚合工艺(INSITE)和限定几何构型催化技术(CGCT)制成并推出的新型聚烯烃弹性体材料，商品名为Engage。
术语“色母”(Color Master Batch)的全称叫色母粒，也叫色种，是一种高分子材料着色剂，亦称颜料制备物(Pigment Preparation)。
术语“螺杆挤出速度”指的是螺杆注塑机的螺杆以设定的转速(转/分钟)运行，熔融的树脂在螺杆中在设定的转速下被挤出。
术语“注塑机”，也称注射机，主要是用来成型塑料制品的机器。注塑成型时，注塑模具安装在注塑机的动模板和定模板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注塑装置(螺杆或柱塞)将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化。
除非特别说明，含量是重量含量。
除非特别说明，操作在常温(25±10℃)、常压(一个大气压±5％)下进行。
有益效果
本公开技术方案具有以下一项或多项有益效果：
(1)本公开聚合物产品具有优异的抗摔、抗跌落性能。特别适合作为容器盖。
(2)本公开制备聚合物产品的方法简单，成本低，适合大规模生产。
(3)将本发明的共混物用作雪糕、冰淇淋包装容器，能够满足低温储存要求，在物流运输、市场流通环节，包装强度高，不易破损。
附图说明
图1是一个瓶盖的外形示意图。
图2是一个实施例的冰淇淋包装塑料盖的示意图；
图3是一个实施例的冰淇淋包装塑料托的示意图；
图4是一个实施例的包装后的冰淇淋的示意图
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
下面通过具体实施例，对本发明的具体实施方式以浸提为例作进一步具体说明。
一、仪器和原材料
以下使用的原材料如下：
Figure BDA0002058767930000061
二、实验方法
实施例1～5和对比例1：
提供的一种饮料瓶盖，制备方法如下：
预备原料，其原料包括以下重量份的组分：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
聚丙烯 92份 90份 88份 85份 90份 100份
POE 8份 10份 12份 15份 10份 0份
色母 2份 2份 2份 2份 1份 0份
采用注射成型的方法将上述原料加工成容器外盖，具体地，
原料各组分送入混料装置，在室温下混合。将混合后的物料送入螺杆式注塑机中。螺杆式注塑机加热原料使其达到粘流状态，然后对粘流的原料施加高压(注射压力)，使其射入模具型腔，物料在模具型腔中经过一段时间的保压(保压的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度，以补偿塑料的收缩行)，随后冷却脱模，制得饮料瓶盖。瓶盖示意图如图1所示，瓶盖尺寸如下表所示。瓶盖高度h为33.3mm，瓶盖盖顶外径为50.5mm。
项目 指标
盖顶外径，mm 50.5
盖高度，mm 33.3
注射成型的具体参数如下表所示：
Figure BDA0002058767930000071
Figure BDA0002058767930000081
螺杆挤出速度指的是螺杆以设定的转速(转/分钟)运行，熔融的树脂在螺杆中在设定的转速下被挤出。
跌落测试：
将饮料瓶盖与饮料瓶组装，进行跌落测试。具体地，将瓶盖与瓶组装(瓶内状230g液体，瓶盖与瓶总重23g)，从1.2m高度依次对同一个瓶子进行三次跌落实验，即，一次头朝上正常跌落、一次瓶子水平方式跌落、一次头朝下跌落。统计跌落方向及瓶子外盖破损情况。共测试100瓶产品，外盖破裂数量如下表所示：
Figure BDA0002058767930000082
实施例1～5在个方向跌落后外盖均无破碎。对比例1在水平方向和盖朝下方向均有瓶盖破碎的情况。以上实验数据说明，本申请聚合物材料具有优异的力学性能，尤其具有优异的抗冲击性能，跌落后不易破碎。本申请聚合物材料制成的容器外盖具有安全抗摔的优点。
实施例6
采用90wt％聚丙烯粒子(PP粒子，K5750)和10wt％聚烯烃弹性体粒子(POE粒子，223M1)配制原料，通过注塑工艺产塑料托(容器)和塑料盖(容器盖)，并将它们应用于85克脆筒冰淇淋包装。
图2为一个冰淇淋包装的塑料盖的示意图，该塑料盖的直径R1＝74.7mm，高度H1＝44mm，厚度:0.48-0.8mm。
图3为一个冰淇淋包装的塑料托的示意图，该塑料托的上口径R21＝75.5mm，下口径R22＝48mm，高度H2＝35.4mm，厚度:0.48-0.8mm。
图4为一个包装后的脆筒冰淇淋的示意图，其中，塑料托2环绕脆筒冰淇淋3的中上部，将脆筒冰淇淋3承托在其中，塑料盖1覆盖脆筒冰淇淋3的顶部，塑料盖1的下开口与塑料托2的上开口对接形成一个腔体，脆筒冰淇淋的上半部分被包裹在塑料盖1和塑料托2形成的腔体中。
跌落测试：
(1)测试条件：用实施例6的塑料托和塑料盖包装冰淇淋产品，装在一个纸箱中(16支/箱)，分两层放置，底层平铺8只，上层平铺8只。将上述一箱冰淇淋产品在-22℃条件下储存24小时，然后将箱体从1米高度自由跌落1次；
(2)测试结果：塑料托和塑料盖均无破损、无变形现象。
以上实验说明，实施例6的共混物用于雪糕、冰淇淋包装，能够满足低温储存要求，具有较好的耐跌落性能，在物流运输、市场流通环节，包装强度高，不易破损。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，但本领域技术人员将理解：根据已经公开的所有教导，可以对细节进行各种修改和变动，并且这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (10)

1.一种共混物的制备方法，包括：
i)将原料按目标配方比例混合；
ii)采用挤出成型或注射成型的方法，将混合后的原料加工成产品；
所述共混物，按重量计，由以下组分构成：
聚丙烯80～99份；和
POE 1～20份；
采用注塑机实施步骤ii)，具体工艺参数包括：
模具温度为220～300℃；
喷嘴温度为220～240℃；
料筒温度为180～300℃；
注射压力为70～150Mpa；
保压压力为40～80Mpa；
充填时间为1～2s；
保压时间为1～3s；
冷却时间为5～15s。
2.根据权利要求1所述的方法，采用注塑机实施步骤ii)具有以下一项或多项工艺参数：
模具温度为220～240℃；
喷嘴温度为220～240℃；
料筒温度为220～240℃；
注射压力为110～130Mpa；
保压压力为50～55Mpa；
充填时间为1～2s；
保压时间为1～2s；
冷却时间为8～13s。
3.根据权利要求1所述的方法，所述共混物，按重量计，由以下组分构成：
聚丙烯85～92份；和
POE 8～15份。
4.根据权利要求1所述的方法，所述共混物，按重量计，由以下组分构成：
聚丙烯80～99份；
POE 1～20份；和
色母1～5份。
5.根据权利要求1所述的方法，所述共混物中，
聚丙烯的含量为80～99wt％；
POE的含量为1～20wt％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，所述产品是容器或容器外盖。
7.一种共混物，由权利要求1～6任一项所述的方法制备获得。
8.权利要求7所述的共混物用于制备容器或容器外盖的用途。
9.权利要求7所述的共混物用于耐低温容器或容器外盖的用途。
10.一种容器或容器外盖，含有权利要求7所述的共混物。
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