CN112940202A - 酒瓶盖用硅胶及其制备方法以及酒瓶盖 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及硅胶领域，具体公开了一种酒瓶盖用硅胶及其制备方法以及酒瓶盖，酒瓶盖用硅胶由包括以下重量份的原料制成：100‑130份硅胶原料和10‑20份改性剂，其中，硅胶原料硬度为25HA；以改性剂的重量份计，改性剂包括100‑110重量份二缩三丙二醇二丙烯酸酯和8‑15重量份紫外光引发剂。其制备方法为：将硅胶和改性剂混炼均匀，得到酒瓶盖用硅胶。本申请的酒瓶盖用硅胶可用于加工酒瓶盖，其具有能在保证酒瓶盖密封性的同时，减小酒瓶盖受力变形脱落的可能性优点。
Description
技术领域
本申请涉及硅胶领域，更具体地说，它涉及一种酒瓶盖用硅胶及其制备方法以及酒瓶盖。
背景技术
硅胶又名硅胶原料，是一种粒状多孔的二氧化硅水合物，属非晶态物质，外表呈透明或乳白色，由硅酸钠加酸后洗涤干燥制得，化学性质稳定。硅胶制成的瓶盖，环保无毒，耐高温性、稳定性、密封性好，主要起到保鲜的作用。
申请公布号为CN104058160A的发明专利申请公开了一种硅胶瓶盖，包括有一硅胶材质的盖体，盖体下端呈扩口状，盖体内侧成型有两条以上的环状密封筋条，密封筋条与瓶子的瓶口部外侧的螺纹咬合在一起。由于其整体为硅胶材质，而硅胶材质具有柔软，弹性好的特点，使用时只需直接将瓶盖对准瓶口按下即可完成对瓶子内液体的密封。
针对上述中的相关技术，发明人认为由于硅胶瓶盖柔软而具有弹性，受力容易变形脱落的可能性。
发明内容
为了在保证酒瓶盖密封性的同时，减小酒瓶盖受力变形脱落的可能性，本申请提供一种酒瓶盖用硅胶及其制备方法以及酒瓶盖。
第一方面，本申请提供一种酒瓶盖用硅胶，采用如下的技术方案：
一种酒瓶盖用硅胶，硅胶由包括以下重量份的原料制成：100-130份硅胶原料和10-20份改性剂，其中，硅胶原料硬度为25HA；以改性剂的重量份计，改性剂包括100-110重量份二缩三丙二醇二丙烯酸酯和8-15重量份紫外光引发剂。
采用二缩三丙二醇二丙烯酸酯和紫外光引发剂对硅胶原料进行改性，使得利用紫外光进行照射改性后的硅胶原料一侧时，由二缩三丙二醇二丙烯酸酯和紫外光引发剂构成的光固化体系在紫外线的照射下发生聚合反应，生成固化的高分子材料，使得改性后的硅胶原料被紫外光照射的一侧硬度提高，而背离紫外光的一侧保持弹性。
优选的，以改性剂的重量份计，所述紫外光引发剂包括二苯甲酮、二苯基乙二酮或α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮中的至少一种。
通过采用上述技术方案，二苯甲酮、二苯基乙二酮和α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮稳定性高，对紫外光敏感度高，不易发黄，紫外光照射下对硅胶原料的硬化效率高，提高相同照射时间的硬度，能节省加工时间，提高加工效率。
优选的，以改性剂的重量份计，所述改性剂还包括3-5重量份的助引发剂。
通过采用上述技术方案，助引发剂能与紫外光引发剂发生协同，促使活性体的产生，增强引发效率，从而提高相同紫外光照射时间内的硬度。
优选的，所述助引发剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与二乙胺合成的活性胺类。
通过采用上述技术方案，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与二乙胺合成的活性胺类助引发剂分子结构为树状，因此与硅胶原料体系相容性好，在硅胶原料体系中分布更均匀，引发效率更高，能进一步提高相同紫外光照射时间内的硬度。
优选的，以改性剂的重量份计，所述改性剂还包括10-20重量份烷基磺酸钠。
通过采用上述技术方案，烷基磺酸钠能够在硅胶原料体系中引入大量不贯通的封闭气泡，且气泡分布均匀、结构稳定，由于气泡中封有空气，空气中的氧气能够阻止紫外光引发的聚合反应朝另一侧扩散，从而便于控制聚合反应的范围。
第二方面，本申请提供一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，采用如下的技术方案：
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，包括以下步骤：按照原料配比，称取硅胶原料和改性剂，将硅胶原料和改性剂混炼均匀，得到酒瓶盖用硅胶。
通过采用上述技术方案，能够将改性剂均匀分散到硅胶原料体系中，使得在紫外光的照射下，硅胶原料体系能够均匀硬化。
优选的，在纯氧环境下对硅胶原料和改性剂进行混炼。
通过采用上述技术方案，纯氧环境能提高混炼时进入硅胶原料体系中的氧气含量，进而能够提高抑制聚合反应朝向另一侧扩散的速率，使得制得的硅胶两侧硬度相差较大。
第三方面，本申请提供一种酒瓶盖，采用如下的技术方案：
一种酒瓶盖，由上述任意一种酒瓶盖用硅胶加工而成，将酒瓶盖用硅胶注塑成酒瓶，然后将酒瓶盖的外壁面对吸收波长为350-380nm的紫外光源，辐射3-5min改性。
通过采用上述技术方案，加工成酒瓶盖后，用紫外光灯照射酒盖瓶外壁，使得酒盖瓶外壁硬度增大，但内壁仍具有硅胶的弹性，以便酒瓶盖盖在酒瓶上时，弹性内壁能和酒瓶贴合紧密，提高密封性。刚性外壁能够提高酒瓶盖整体的刚度，减小酒瓶盖整体受力发生形变的可能性，因此，获得在保证酒瓶盖密封性的同时，减小酒瓶盖受力变形脱落的可能性的效果。此外，由于刚性层和弹性层为一体并且组分相同，因此，还便于回收硅胶材料循环利用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用二缩三丙二醇二丙烯酸酯和紫外光引发剂对硅胶原料进行改性，改性得到的酒瓶盖用硅胶在紫外光照射下，酒瓶盖用硅胶被紫外光照射的一侧硬度提高，而背离紫外光的一侧保持弹性。
2、本申请的方法，能够将改性剂均匀分散到硅胶原料体系中，使得加工成的酒瓶盖用硅胶经紫外光照射后两侧硬度不同。
3、本申请的酒瓶盖，通过采用酒瓶盖用硅胶加工而成，得到的酒瓶盖外壁坚硬，而内壁依然具有弹性，从而使得加工成的瓶盖既具有优良的密封性，又不易变形脱落，因此获得了保证酒瓶盖密封性的同时，减小酒瓶盖受力变形脱落的可能性的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的原料都是通过自制或商业渠道获得，具体来源如表1所示。
表1
活性胺类助引发剂的制备例
制备例1
在装有滴液漏斗的三口烧瓶中加入1mol三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，冰水浴环境下反应，在转速为180r/min搅拌下用滴液漏斗缓慢滴加1mol二乙醇胺，滴加完毕后继续反应5h，当红外吸收图谱中3350cm-1位置处的N-H峰消失，证明反应完毕，得到活性胺类助引发剂。
改性剂的制备例
制备例2
一种改性剂的制备方法，25℃下，将1kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯和0.08kg紫外光引发剂加入反应釜中，混合均匀，得到改性剂，其中，紫外光引发剂为苯甲酰甲酸酯。
制备例3
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：二缩三丙二醇二丙烯酸酯和苯甲酰甲酸酯的加入量分别为1.05kg、0.11kg。
制备例4
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：二缩三丙二醇二丙烯酸酯和苯甲酰甲酸酯的加入量分别为1.1kg、0.15kg。
制备例5
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：紫外光引发剂为二苯甲酮。
制备例6
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：紫外光引发剂为二苯基乙二酮。
制备例7
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：紫外光引发剂为α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮。
制备例8
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：将1kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯、0.03kg助引发剂和0.08kg紫外光引发剂混合均匀，得到改性剂其中，助引发剂为芝麻素。
制备例9
一种改性剂的制备方法，与制备例8的区别之处在于：助引发剂加入量为0.05kg。
制备例10
一种改性剂的制备方法，与制备例8的区别之处在于：助引发剂为制备例1制得的活性胺类助引发剂。
制备例11
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：还加入0.1kg十四烷基磺酸钠。
制备例12
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：还加入0.2kg十二烷基磺酸钠。
制备例13
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：紫外光引发剂的添加量为0。
制备例14
一种改性剂的制备方法，与制备例2的区别之处在于：二缩三丙二醇二丙烯酸酯的添加量为0。
实施例
实施例1
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，将1kg硬度为25HA的硅胶原料和0.1kg制备例2制得的改性剂加入混炼机中，混炼2h，使得硅胶和改性剂混合均匀，得到酒瓶盖用硅胶。
实施例2
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例1的区别之处在于，改性剂为制备例3制得，改性剂加入量为0.15kg，硅胶加入量为1.15kg。
实施例3
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，改性剂为制备例4制得，改性剂加入量为0.2kg，硅胶加入量为1.3kg。
实施例4
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例5制得的改性剂。
实施例5
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例6制得的改性剂。
实施例6
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例7制得的改性剂。
实施例7
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例8制得的改性剂。
实施例8
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例9制得的改性剂。
实施例9
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例7的区别之处在于，加入制备例10制得的改性剂。
实施例10
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例11制得的改性剂。
实施例11
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于，加入制备例12制得的改性剂。
实施例12
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例10的区别之处在于，将混炼机置于真空室中，向真空室内注入氧气，进行混炼。
对比例
对比例1
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于：改性剂的添加量为0。
对比例2
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于：硅胶原料的添加量为0。
对比例3
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于：加入制备例13制得的改性剂。
对比例4
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于：加入制备例14制得的改性剂。
对比例5
一种酒瓶盖用硅胶的制备方法，与实施例2的区别之处在于：硅胶的硬度为50HA。
检测方法
1、硬度：将实施例和对比例制得的酒瓶盖用硅胶制成厚度为8mm，长宽为25mm的矩形样片，利用紫外光灯照射样片一侧3min，然后通过邵氏硬度计以5mm/s的速度压向测试样片表面，直至硬度计测试平面与硅胶产品完全贴合，并持续施加压力至1kg(为确保施加压力准确，通常通过硬度计测试架，以1kg标准砝码对其进行施压)，分别测试5个点，每个测试点距离>5mm，读取每个点测试过程中指针指向的最高值，记录下每个点的硬度值，并求平均值，所得平均值即为硅胶的硬度值。
应用例
应用例1
一种酒瓶盖，利用实施例1制得的酒瓶盖用硅胶切割成粒料，然后注塑成酒瓶盖，再利用吸收波长为350nm的紫外光灯照射酒瓶盖外壁3min，得到酒瓶盖。
应用例2
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例2制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖，再利用吸收波长为380nm的紫外光灯照射酒瓶盖外壁5min，得到酒瓶盖。
应用例3
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例3制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例4
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例4制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例5
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例5制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例6
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例6制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例7
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例7制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例8
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例8制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例9
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例9制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例10
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例10制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例11
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例11制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用例12
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用实施例12制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用对比例
应用对比例1
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用对比例1制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用对比例2
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用对比例2制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用对比例3
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用对比例3制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用对比例4
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用对比例4制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
应用对比例5
一种酒瓶盖，与应用例1的区别之处在于：利用对比例5制得的酒瓶盖用硅胶注塑形成酒瓶盖。
检测方法
1、密封性：将应用例和应用对比例制得酒瓶盖样品封盖在装有啤酒的酒瓶上，在酒瓶盖以及酒瓶盖与酒瓶的衔接处涂抹肥皂水，测试者握持瓶身晃动10次，观察酒瓶盖处是否产生气泡。
2、牢固性：将应用例和应用对比例制得酒瓶盖样品盖合在酒瓶上，然后握持酒瓶使得酒瓶盖倾斜向下，用力刮桌面，观察酒瓶盖是否脱落。
测试结果
以上各实施例性能测试结果如表2所示：
表2
以上各对比例性能测试结果如表3所示：
表3
以上各应用例性能测试结果如表4所示：
表4
以上各应用对比例性能测试结果如表5所示：
表5
结果分析
1、结合实施例2和对比例1并结合表2-3可以看出，实施例2酒瓶盖用硅胶制得的样片照射侧硬度大幅提高，照射背侧硬度也有所增大，但硬度值小于40，依然具有弹性。而对比例1的酒瓶盖用硅胶制得的样片经紫外光灯照射后，虽然照射背侧硬度不变，但照射侧硬度也没有变化。可见，改性剂能使得酒瓶盖外壁在紫外光的照射下硬化，从而使得被紫外光照射的一侧硬度提高，而背离紫外光的一侧保持弹性。
2、结合应用例1和应用对比例1并结合表4-5可以看出，应用例1相对于应用对比例1密封性相近，但受力不易变形脱落，可见，改性剂能使得酒瓶盖外壁在紫外光的照射下硬化，使得外壁能够提高酒瓶盖整体的刚度，减小酒瓶盖整体受力发生形变的可能性；而酒瓶盖内壁保持弹性，酒瓶盖盖在酒瓶上时，弹性内壁能和酒瓶贴合紧密，提高密封性。
3、结合实施例2和对比例2并结合表2-3可以看出，对比例2没有硅胶原料时，虽然照射侧硬度大幅提高，但照射背侧硬度也大幅提高，使得制得的硅胶整体硬度很大，可见，硅胶和改性剂协同才能生成一侧能够硬化且背侧能保持弹性的酒瓶盖用硅胶。
4、结合应用例2和应用对比例2并结合表4-5可以看出，应用对比例2制得酒瓶盖相对于应用例2的酒瓶盖，虽然由于整体硬度提高，不易变形，从而使得牢固性变化不大；但由于内壁坚硬，密封性变差，可见，硅胶原料有利于保持酒瓶盖内壁保持弹性，从而保持酒瓶盖的密封性。
5、结合实施例2和对比例3并结合表2-3可以看出，当改性剂中缺少紫外光引发剂时，由于聚合反应不能发生，使得对比例3制得的酒瓶盖用硅胶经过紫外线照射后，硬度不能提高，因此，不能生成一侧能够硬化且背侧能保持弹性的酒瓶盖用硅胶。
6、结合应用例2和应用对比例3并结合表4-5可以看出，应用对比例3密封性好，但容易脱落，可见，应用对比例3缺少紫外光引发剂，聚合反应不能发生，使得制得的酒瓶盖整体具有弹性，从而容易变形脱落。
7、结合实施例2和对比例4并结合表2-3可以看出，当改性剂中缺少二缩三丙二醇二丙烯酸酯时，聚合反应不能发生，使得对比例4制得的酒瓶盖用硅胶经过紫外线照射后，硬度也不能提高，因此，不能生成一侧能够硬化且背侧能保持弹性的酒瓶盖用硅胶。
8、结合应用例2和应用对比例4并结合表4-5可以看出，应用对比例4密封性好，但容易脱落，可见，应用对比例4缺少二缩三丙二醇二丙烯酸酯，聚合反应不能发生，使得制得的酒瓶盖整体具有弹性，从而容易变形脱落。
9、结合实施例2和对比例5并结合表2-3可以看出，当硅胶原料硬度过大时，制得的酒瓶盖用硅胶虽然照射侧硬度大幅提高，但照射背侧由于硅胶原料本身硬度大，使得照射后的照射背侧硬度过大，弹性差，从而使得制得酒瓶盖密封性差。
10、结合应用例2和应用对比例5并结合表4-5可以看出，应用对比例5密封性差并且易脱落，可见，当硅胶原料自身硬度过大时，使得制得的酒瓶盖内壁硬度过大，密封性差。
11、结合实施例2、实施例4-6以及应用例2和应用例4-6并结合表2-5可以看出，当引发剂为二苯甲酮、二苯基乙二酮或α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮时，制得的酒瓶盖用硅胶照射侧硬度提高更多且制得的酒瓶盖牢固性和密封性好，可见，二苯甲酮、二苯基乙二酮和α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮稳定性高，对紫外光敏感度高，紫外光照射下对硅胶原料的硬化效率高，提高相同照射时间的硬度增幅。
12、结合实施例2、实施例7-8以及应用例2和应用例7-8并结合表2-5可以看出，加入助引发剂后，实施例7-8制得的酒瓶盖用硅胶照射侧硬度提高更多，并且加工出的酒瓶盖牢固性和密封性好。可见，助引发剂能与紫外光引发剂发生协同，促使活性体的产生，增强引发效率，从而提高相同紫外光照射时间内的硬度。
13、结合实施例7、实施例9以及应用例7和应用例9并结合表2-5可以看出，当助引发剂为活性胺类时，实施例9制得的酒瓶盖用硅胶照射侧硬度进一步提高，并且加工出的酒瓶盖牢固性和密封性好。可见，活性胺类助引发剂分子结构为树状，因此与硅胶原料体系相容性好，引发效率更高，能进一步提高相同紫外光照射时间内的硬度。
14、结合实施例2、实施例10-11以及应用例2和应用例10-11并结合表2-5可以看出，当加入了烷基磺酸钠后，由于在硅胶原料体系中引入了氧气，阻止聚合反应向照射背侧扩散，因此，实施例10-11制得的酒瓶盖用硅胶照射侧硬度相近，但照射背侧硬度增长值较小，使得加工成的酒瓶盖经紫外灯照射后内壁弹性更好，因此，有利于提高密封性。
15、结合实施例10、实施例12以及应用例10和应用例12并结合表2-5可以看出，实施例10由于硅胶原料体系中氧气含量更高，对聚合反应的阻止效率更高，使得制得的酒瓶盖用硅胶照射背侧硬度增长值更小，使得制得的酒瓶盖内壁更柔软具有弹性，从而进一步提高密封性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种酒瓶盖用硅胶，其特征在于，硅胶由包括以下重量份的原料制成：100-130份硅胶原料和10-20份改性剂，其中，硅胶原料硬度为25HA；以改性剂的重量份计，改性剂包括100-110重量份二缩三丙二醇二丙烯酸酯和8-15重量份紫外光引发剂。
2.根据权利要求1所述的酒瓶盖用硅胶，其特征在于：以改性剂的重量份计，所述紫外光引发剂包括二苯甲酮、二苯基乙二酮或α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮中的至少一种。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的酒瓶盖用硅胶，其特征在于：以改性剂的重量份计，所述改性剂还包括3-5重量份的助引发剂。
4.根据权利要求3任意一项所述的酒瓶盖用硅胶，其特征在于：所述助引发剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与二乙胺合成的活性胺类。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的酒瓶盖用硅胶，其特征在于：以改性剂的重量份计，所述改性剂还包括10-20重量份烷基磺酸钠。
6.一种由权利要求1-5任意一项所述的酒瓶盖用硅胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照原料配比，称取硅胶原料和改性剂，将硅胶原料和改性剂混炼均匀，得到酒瓶盖用硅胶。
7.根据权利要求6所述的酒瓶盖用硅胶的制备方法，其特征在于，在纯氧环境下对硅胶原料和改性剂进行混炼。
8.一种酒瓶盖，其特征在于，根据权利要求6或7所述的酒瓶盖用硅胶加工而成，将酒瓶盖用硅胶注塑成酒瓶，然后将酒瓶盖的外壁面对吸收波长为350-380nm的紫外光源，辐射3-5min改性。
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