CN111944238A - 一种改善印刷适宜性包装箱体用pp钙塑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料及其制备方法。所述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料包括如下质量份的原料：PP树脂30‑60份、PE树脂1‑5份、重质碳酸钙40‑65份、硼酸酯多功能助剂1‑3份、防老剂0.5‑1份。所述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料经搅拌均匀、双螺杆挤出机造粒、最后用单螺杆挤出成型即得。本发明的包装箱体用PP钙塑材料及其制备方法，配方精简，明显改善印刷着色，力学性能好；制备方法工艺简单，操作控制方便，生产效率高，生产成本低。

Description

一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，进一步的涉及该材料的制备方法。
背景技术
钙塑复合材料是在高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等热塑性树脂中添加碳酸钙等高含量的无机填料及各种抗氧剂、润滑剂等各种助剂经过加热塑化、挤出/压延成型而制成。与传统纸箱包装材料相比，利用其制备的包装箱体抗压、耐冲击，防潮、可循环使用、绿色环保等优点，在生物化工、仪器仪表、电子电器、化学制药、果蔬包装等各个领域得到广泛应用。
随着钙塑复合材料在商品外包装中的广泛应用，以及包装箱所面对的不同外部环境，使得商品包装对钙塑材料的包装箱体表面的印刷图案、文字有较高要求，不仅要求箱体表面印刷的油墨不能掉色，图案、文字不能脱落外，还要求在对箱体表面进行印刷时，印刷性能好，着色能力强、印刷精度高。
现有包装箱PP钙塑材料的生产，为保证包装箱体的刚度及力学性能，聚烯烃树脂含量较高；为保证材料加工流动性能，需添加各种润滑剂助剂；为改善产品的着色力，尝试加入各种极性物质；为保证填料的分散性，需提前对填料进行功能化处理，增加生产环节，提高生产成本；因聚烯烃树脂多为非极性大分子，且润滑剂的加入，使得对包装箱体进行印刷时，对极性油墨的吸附较差，导致印刷着色力差、附着力差，印刷后的制品易掉色、低温流墨等问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，产品配方精简，印刷着色力优异，力学性能好。
本发明另一目的在于提供了一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高、生产成本低。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：
PP树脂30-60份
PE树脂1-5份
重质碳酸钙40-65份
硼酸酯多功能助剂1-3份
防老剂0.5-1份
本发明的包装箱体用PP钙塑材料通过采用上述原料，并严格控制各原料的总量配比，制得的包装箱体材料表面光滑、印刷性明显改善，力学性能优异。
所述PP树脂是均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1-3：1组成的混合物。本发明采用均聚PP树脂和共聚PP树脂作为原料复配使用，并控制其质量比例为1-3：1，使得材料刚柔相济，刚性和韧性均有保证。
所述PE树脂为LLDPE，熔流率（190℃*2.16Kg）1-5g/10min的粉状低密度聚乙烯，提供良好的加工流动性，使得无机填料得以充分包覆，并且提供材料的韧性。
所述重质碳酸钙为1250-3000目超细重质碳酸钙，粒径细、比表面积大、白度高，利于在高分子材料中的分散及提供制品的基础色。
所述硼酸酯多功能助，是申请人青岛四维化工自主研发生产的产品。硼酸酯多功能助剂是以 “硼”原子为中心原子，富含不饱和双键、羧基、羟基等极性官能团及长链烷基的多官能基团水油两亲型的表面活性剂，其HLB值为8-10。酸酯多功能助剂一端的极性官能团与无机填料表面发生反应、与极性油墨发生反应，另一端长链烷基与高分子发生吸附、缠绕，使得材料紧密的结合在一起，力学性能优异，印刷性能及印刷后的保持性良好。采用硼酸酯多功能助剂，加工过程中无需再添加填料分散剂、润滑剂及改善油墨吸附的助剂，硼酸酯多功能助剂在加工过程中起到分散、润滑、偶联的作用，对极性油墨起到极强的抓着作用。
所述防老剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1-1.5:1组成的混合物。
本发明防老剂采用受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配使用，受阻酚类作为主抗氧剂，作为自由基捕捉剂；亚磷酸酯类为副抗氧剂，作为过氧化物分解剂，二者的并用有较好的协同效应。
本发明的另一目的通过下属技术方案实现：一种改善印刷适宜性,包括以下步骤:
S1:原料准备：按上述原料组成称取各原料，混合；
S2:高速搅拌：将混合后的原料放入高速共混机中，在75-130℃温度下搅拌20-60min，搅拌的转速为1200-1800rpm，得到共混料；
S3：将共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次200-210℃、210-220℃、220-230℃、200-210℃，转速为25-35rpm；
S4：将S3的粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次190-200℃、200-210℃、210-220℃、200-210℃，转速为35-45rpm。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高、生产成本低。
优选的，所述步骤S2中温度80-120℃，搅拌时间25-50min，搅拌转速1300-1700rpm。
本发明的有益效果：
1.本发明采用硼酸酯多功能助剂富含不饱和双键、羧基、羟基等极性官能团及中、长链烷基的多官能基团水油两亲型的表面活性剂，通过高温、高速搅拌使其均匀包覆于填料表面，其一端极性官能团与无机填料表面基团发生反应，另一端长链烷基与高分子发生吸附、缠绕、润滑，使得材料紧密的结合在一起，改善填料的分散性，提高力学性能及加工性能；另外，均匀分散在钙塑复合材料基体中的多功能硼酸酯助剂的极性基团能与极性油墨发生反应，提高对油墨的抓着性。采用硼酸酯多功能助剂，加工过程中无需再添加填料分散剂、润滑剂及改善油墨吸附的助剂，使得配方精简，并且钙塑板材的印刷着色力及力学性能优异。2. 提供了改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑板材的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高、生产成本低。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1：1组成的混合物53.5份、LLDPE 1.5份、重质碳酸钙45份、硼酸酯多功能助剂1.5份、防老剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1:1组成的混合物0.5份。
上述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法为：按上述原料组成称取各原料，放入高速共混机中，在90℃温度下搅拌35min，搅拌的转速为1600rpm，将得到共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次200℃、210℃、220℃、200℃，转速为25rpm；将粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次190℃、200℃、210℃、205℃，转速为35rpm。
实施例2
一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1.5：1组成的混合物48份、LLDPE 2份、重质碳酸钙50份、硼酸酯多功能助剂2份、防老剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1:1组成的混合物0.8份。
上述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法为：按上述原料组成称取各原料，放入高速共混机中，在100℃温度下搅拌30min，搅拌的转速为1550rpm，将得到共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次205℃、215℃、225℃、205℃，，转速为30rpm；将粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次195℃、205℃、215℃、205℃，，转速为40rpm。
实施例3
一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1.5：1组成的混合物47份、LLDPE 3份、重质碳酸钙50份、硼酸酯多功能助剂2.5份、防老剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1:1组成的混合物0.8份。
上述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法为：按上述原料组成称取各原料，放入高速共混机中，在105℃温度下搅拌25min，搅拌的转速为1500rpm，将得到共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次205℃、215℃、225℃、205℃，，转速为30rpm；将粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次195℃、205℃、215℃、205℃，，转速为40rpm。
对比例1
本实施例与对比例3的区别在于，减少硼酸酯多功能助剂用量至0.5份。具体地说是：
一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1.5：1组成的混合物47份、线性低密度LLDPE 3份、重质碳酸钙50份、硼酸酯多功能助剂0.5份、防老剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1:1组成的混合物0.8份。
上述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法为：按上述原料组成称取各原料，放入高速共混机中，在105℃温度下搅拌25min，搅拌的转速为1500rpm，将得到共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次205℃、215℃、225℃、205℃，，转速为30rpm；将粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次195℃、205℃、215℃、205℃，，转速为40rpm。
对比例2
本实施例与对比例3的区别在于，高速共混工艺变化。具体地说是：
一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，包括如下质量份的原料：均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1.5：1组成的混合物47份、线性低密度LLDPE 3份、重质碳酸钙50份、硼酸酯多功能助剂2.5份、防老剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1:1组成的混合物0.8份。
上述改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法为：按上述原料组成称取各原料，放入高速共混机中，在70℃温度下搅拌35min，搅拌的转速为1500RPM，将得到共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次205℃、215℃、225℃、205℃，，转速为30rpm；将粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次195℃、205℃、215℃、205℃，，转速为40rpm。
本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材料有很好的的力学性能及着色力。
Figure 26021DEST_PATH_IMAGE001
通过实验表中结果可发现，本发明中各组分配比、硼酸酯多功能助剂的应用及制备工艺比较关键，对力学性能、加工性能及着色力影响显著。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其他方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于：由以下成分以质量份制备而成：
PP树脂30-60份、PE树脂1-5份、重质碳酸钙40-65份、硼酸酯多功能助剂1-3份、防老剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于所述PP树脂是均聚PP树脂和共聚PP树脂以质量比1-3：1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于所述PE树脂为LLDPE，熔流率（190℃*2.16Kg）1-5g/10min的粉状低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于所述重质碳酸钙为1250-3000目超细重质碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于硼酸酯多功能助剂是富含不饱和双键、羧基、羟基等极性官能团及中、长链烷基的多官能基团水油两亲型的表面活性剂，其HLB值为8-10。
6.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料，其特征在于所述防老剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以质量比1-1.5:1组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:
S1：原料准备：按上述原料组成称取各原料，混合；
S2：高速搅拌：将混合后的原料放入高速共混机中，在75-130℃温度下搅拌20-60min，搅拌的转速为1200-1800rpm，得到共混料；
S3：将共混组分加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次200-210℃、210-220℃、220-230℃、200-210℃，转速为25-35rpm；
S4：将S3的粒料加入单螺杆挤出成型机中，压出板材，各区温度依次190-200℃、200-210℃、210-220℃、200-210℃，转速为35-45rpm。
8.根据权利要求7所述的一种改善印刷适宜性包装箱体用PP钙塑材料的制备方法，其特征在于所述步骤S2中搅拌温度80-120℃，搅拌时间25-50min，搅拌转速1300-1700rpm。
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