CN112940511A - 一种硅胶包装盒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种硅胶包装盒及其制备方法，涉及包装盒材料技术领域。一种硅胶包装盒，主要由包括以下重量份的包装盒原料制得：硅橡胶70‑100份，磷酸锆5‑12份，聚乙二醇磷酸酯2.5‑3.5份；所述包装盒原料还包括增强剂，所述增强剂包括以下重量份原料：硬脂酸1.5‑5份，硫化剂1‑4份，硫化促进剂0.8‑2份；重量份基于密封件总重量计。其具有抗老化性能好的优点。其制备方法包括以下步骤：掺合、混炼和成型等。其制备方法具有可改善产品抗老化性能的优点。

Description

一种硅胶包装盒及其制备方法
技术领域
本申请涉及包装盒材料技术领域，尤其涉及一种硅胶包装盒及其制备方法。
背景技术
硅橡胶制成的包装盒具有方便清洗和不易摔坏等优点，作为饭盒、奶瓶和药瓶等逐渐被广泛使用。
CN102408723A公开了一种硅橡胶、硅橡胶制作方法及该硅橡胶制作的奶瓶，包括下述重量份的原料：乙烯基硅油100份，甲基乙烯基MQ硅树脂10-60份，含氢硅油2-10份，抑制剂0.01-0.06份，以及催化剂0.01-0.08份。该技术方案主要用乙烯基硅油和甲基乙烯基MQ硅树脂制成硅橡胶，再用硅橡胶制作成奶瓶和餐具等包装盒，具有透明度高、质轻和无毒环保等优点。
针对上述相关技术，发明人认为，包装盒，尤其是上班族带饭用的饭盒，经常需要通过微波加热处理，经常加热容易引起硅橡胶变质，对硅橡胶的抗老化性能具有更高的要求。
发明内容
为了改善硅橡胶包装盒的抗老化性能，本申请提供一种硅胶包装盒及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种硅胶包装盒，采用如下的技术方案：
一种硅胶包装盒，主要由包括以下重量份的包装盒原料制得：硅橡胶70-100份，磷酸锆5-12份，聚乙二醇磷酸酯2.5-3.5份；所述包装盒原料还包括增强剂，所述增强剂包括以下重量份原料：硬脂酸1.5-5份，硫化剂1-4份，硫化促进剂0.8-2份；重量份基于密封件总重量计。
通过采用上述技术方案，在制备硅胶包装盒的原料中加入具有一定介孔且比表面积较高的磷酸锆，具有一定的抗菌作用，磷酸锆硬度较大，具有一定的填充作用，有助于改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能；而加入聚乙二醇磷酸酯，聚乙二醇磷酸酯吸附在高比表面积的磷酸锆表面，聚乙二醇磷酸酯上的磷酸基团与磷酸锆之间具有良好的相容性，聚乙二醇磷酸酯上的聚乙二醇基团与硅橡胶之间具有良好的相容性，加入聚乙二醇磷酸酯有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，有助于更好地改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能。
优选的，主要由包括以下重量份的包装盒原料制得：硅橡胶70-100份，磷酸锆7.5-9.5份，聚乙二醇磷酸酯2.5-3.5份，硬脂酸3-3.5份，硫化剂2.2-2.8份，硫化促进剂1.2-1.6份。更优的，硅橡胶85份，磷酸锆8.5份，聚乙二醇磷酸酯3份，硬脂酸3.2份，硫化剂2.5份，硫化促进剂1.4份。
通过采用上述技术方案，使用更优的原料投料配比，各种原料之间相互配合，有助于更好地改善产品力学性能，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广。
优选的，所述硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰。
通过采用上述技术方案，选用合适的硫化剂，与硅橡胶之间形成交联键，形成空间立体结构，更好地改善产品耐热性、弹性和抗拉伸性能。
优选的，所述硫化促进剂为四苄基秋兰姆化二硫。
通过采用上述技术方案，四苄基秋兰姆化二硫与2,4-二氯过氧化苯甲酰配合使用，有助于加快硫化速率，更好地改善产品力学性能。
优选的，所述磷酸锆的平均粒径不大于2μm；所述磷酸锆的比表面积大于25㎡/g。
通过采用上述技术方案，使用小粒径且大比表面积的磷酸锆，有助于聚乙二醇磷酸酯更好地吸附在磷酸锆表面，更好地改善磷酸锆的表面性能，有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，更好地改善产品力学性能。
优选的，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
通过采用上述技术方案，甲基乙烯基硅橡胶具有更好地硫化性能，有助于提高产品耐热老化性能和高温抗压缩变形性能。
优选的，所述增强剂还包括0.5-0.8重量份的羟丙基二淀粉磷酸酯。
通过采用上述技术方案，加入羟丙基二淀粉磷酸酯，有助于改善包装盒各组分之间的粘附强度，更好地改善产品力学性能。
第二方面，本申请提供一种硅胶包装盒的制备方法，采用如下的技术方案：
一种硅胶包装盒的制备方法，包括以下步骤：
S1掺合：取磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯，以800-1200转/分钟的转速搅拌不少于30min，制得掺合料；
S2混炼：取硅橡胶，加入增强剂和掺合料，混合均匀，加入混炼机中混炼10-40min，制得预混胶；
S3成型：将预混胶转入模具，于150-180℃，以150-180kg/cm2的压力硫化120-240s，制得硅胶包装盒。
通过采用上述技术方案，先将磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯高速混合后再进行炼化与成型，聚乙二醇磷酸酯对磷酸锆表面进行改性，有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，有助于更好地改善产品力学性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请在制备硅胶包装盒的原料中加入具有一定介孔且比表面积较高的磷酸锆，具有一定的抗菌作用，磷酸锆硬度较大，具有一定的填充作用，有助于改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能；而加入聚乙二醇磷酸酯，聚乙二醇磷酸酯吸附在高比表面积的磷酸锆表面，聚乙二醇磷酸酯上的磷酸基团与磷酸锆之间具有良好的相容性，聚乙二醇磷酸酯上的聚乙二醇基团与硅橡胶之间具有良好的相容性，加入聚乙二醇磷酸酯有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，有助于更好地改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能；
2.本申请通过采用选取合适的硫化剂、合适的硫化促进剂、控制磷酸锆比表面积和粒径、加入羟丙基二淀粉磷酸酯等方式，有助于更好地改善产品力学性能；
3.本申请先将磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯高速混合后再进行炼化和成型，聚乙二醇磷酸酯对磷酸锆表面进行改性，有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，有助于更好地改善产品力学性能。
具体实施方式
发明人在实践中发现，用硅橡胶生产饭盒，由于饭盒经常需要通过微波加热处理，经常加热容易引起硅橡胶变质，目前常用的硅橡胶饭盒抗老性能不佳，需要研制出抗老化性能更好地硅橡胶包装盒。基于上述技术背景，本申请提出一种可改善硅胶包装盒抗老化性能的技术方案，具体通过以下具体实施方式说明。实际生产过程中，可根据需要生产不同尺寸大小和形状的密封件产品。可选用不同规格的聚乙二醇磷酸酯；更优的，选用液态的聚乙二醇磷酸酯；更优的，选用聚乙二醇(400)磷酸酯。本申请公开的技术方案可用于生产饭盒、奶瓶和药瓶等包装盒。
本申请所涉及的原料均为市售，原料的型号及来源如表1所示。
表1原料的规格型号及来源
Figure BDA0002929908280000041
实施例
实施例1：硅胶包装盒，具体采用如下的方法制备而成，包括如下步骤：
S1掺合：取10kg磷酸锆和2.5kg聚乙二醇磷酸酯，以1000转/分钟的转速搅拌40min，制得掺合料。
S2混炼：取80kg硅橡胶，加入4kg硬脂酸、2kg的2,4-二氯过氧化苯甲酰硫化剂、1.8kg四苄基秋兰姆化二硫硫化促进剂和掺合料，混合均匀，加入混炼机中，以10转/分钟的转速混炼20min，制得预混胶。
S3成型：将预混胶铺平，裁剪成需要的尺寸，转入含有模具的注射成型机中，于170℃，以160kg/cm2的压力硫化150s，制得若干硅胶包装盒，包装盒内腔的长、宽和高的尺寸分别为20cm、12cm和7cm，上端开口，壁厚为2mm。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2在步骤S2中加入了0.6kg羟丙基二淀粉磷酸酯，其它均与实施例1保持一致。
实施例3-12
实施例3-12与实施例2的区别在于，实施例3-12各原料的添加量不同，其它均与实施例2保持一致，实施例3-7各原料的添加量见表2，实施例8-12各原料的添加量见表3。
表2实施例3-7的各原料的添加量
Figure BDA0002929908280000051
Figure BDA0002929908280000061
表4实施例8-12的各原料的添加量
Figure BDA0002929908280000062
实施例13
实施例13与实施例12的区别在于，实施例13直接将磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯加入硅橡胶中，不经高速搅拌掺合处理步骤，其它均与实施例12保持一致。
实施例14-17
实施例14-17与实施例12的区别在于，实施例14-17各步骤工艺参数不同，其它均与实施例12保持一致，实施例14-17各步骤工艺参数见表4。
表4实施例14-17各步骤中的参数
Figure BDA0002929908280000063
Figure BDA0002929908280000071
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1不加入磷酸锆，其它均与实施例1保持一致。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2不加入聚乙二醇磷酸酯，其它均与实施例1保持一致。
性能检测
1、抗菌检测：菌种使用链球菌，参照GB21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》中的贴膜法进行抗菌检测，计算杀菌率，实验结果如表5。
2、拉伸强度：参照GBT528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》，在硫化步骤中制备成需要的试验样件，进行拉伸强度测试，实验结果如表5。
3、抗老化性能：参照GB/T16585-1996《硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法》，进行老化试验，紫外灯下暴露时间为7d，测试老化试验前后拉伸强度损失率，实验结果如表5。
4、耐磨性能：参照GB/T1689-1998《硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机)》，进行耐磨试验，计算磨耗指数，实验结果如表5。
表5不同产品性能测试结果对比表
Figure BDA0002929908280000081
相比于实施例1，对比例1不加入磷酸锆，制得的包装盒产品无抗菌作用，抗拉伸性能不佳，抗老化性能和耐磨性能不佳。对比例2不加入聚乙二醇磷酸酯，加入了磷酸锆，制得的包装盒产品的具有明显抗菌作用，力学性能有所改善，但抗拉伸能、抗老化和耐磨性能均不高，不利于延长产品使用寿命，不利于产品市场推广。
对比实施例1和对比例1-2的实验结果，可以看出，在制备硅胶包装盒的过程中，加入磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯，并按本申请公开的方法高速搅拌制成掺合料，再进行混炼和成型，加入具有介孔且比表面积较高的磷酸锆，磷酸锆具有一定的抗菌作用，磷酸锆硬度较大，具有一定的填充作用，有助于改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能；而加入液态的聚乙二醇(400)磷酸酯，聚乙二醇磷酸酯吸附在高比表面积的磷酸锆表面，聚乙二醇磷酸酯上的磷酸基团与磷酸锆之间具有良好的相容性，聚乙二醇磷酸酯上的聚乙二醇基团与硅橡胶之间具有良好的相容性，加入聚乙二醇磷酸酯有助于磷酸锆均匀分散在硅橡胶中，有助于更好地改善产品抗老化、耐磨和抗拉伸性能。实施例1制得的硅胶包装盒产品具有优异的力学性能和抗菌性能，有利于产品市场推广。
对比实施例1和实施例2的实验结果，实施例2中加入了羟丙基二淀粉磷酸酯，有助于改善产品力学性能，制得的包装盒产品具有更好的抗拉伸性能。
相比于实施例2，实施例3-12中各原料的添加量不同，其中实施例3-6未使用合适的原料投料配比，制得的产品的抗拉伸性能无明显变化；实施例7-10使用较优的原料投料配比，制得的产品具有更优的抗老化性能、抗拉伸性能和耐磨性能；实施例11-12使用最佳的原料投料配比，制得的包装盒产品具有更优的抗老化性能、抗拉伸性能和耐磨性能，有利于产品市场推广。
相比于实施例12，实施例13直接将磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯加入硅橡胶中，不经高速搅拌掺合处理步骤，不利于更好地改善磷酸锆的表面性能，不利于更好地改善磷酸锆与硅橡胶之间的粘附强度，降低了硅胶包装盒的力学性能。
相比于实施例12，实施例14-17中各步骤工艺参数有所不同；其中实施例14步骤S3中成型压力较低，不利于硅橡胶更好地硫化成型，制得的包装盒产品的力学性能有所降低。实施例15-17选用合适的工艺参数，制得的包装盒产品均同样具有优异的力学性能和抗菌性能，有利于产品市场推广。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硅胶包装盒，其特征在于，主要由包括以下重量份的包装盒原料制得：硅橡胶70-100份，磷酸锆5-12份，聚乙二醇磷酸酯2.5-3.5份；所述包装盒原料还包括增强剂，所述增强剂包括以下重量份原料：硬脂酸1.5-5份，硫化剂1-4份，硫化促进剂0.8-2份；重量份基于包装盒总重量计。
2.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于，主要由包括以下重量份的包装盒原料制得：硅橡胶70-100份，磷酸锆7.5-9.5份，聚乙二醇磷酸酯2.5-3.5份，硬脂酸3-3.5份，硫化剂2.2-2.8份，硫化促进剂1.2-1.6份。
3.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于：所述硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰。
4.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于：所述硫化促进剂为四苄基秋兰姆化二硫。
5.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于：所述磷酸锆的平均粒径不大于2μm；所述磷酸锆的比表面积大于25㎡/g。
6.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种硅胶包装盒，其特征在于：所述增强剂还包括0.5-0.8重量份的羟丙基二淀粉磷酸酯。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的硅胶包装盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1掺合：取磷酸锆和聚乙二醇磷酸酯，以800-1200转/分钟的转速搅拌不少于30min，制得掺合料；
S2混炼：取硅橡胶，加入增强剂和掺合料，混合均匀，加入混炼机中混炼10-40min，制得预混胶；
S3成型：将预混胶转入模具，于150-180℃，以150-180kg/cm2的压力硫化120-240s，制得硅胶包装盒。
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CN115849386A (zh) * 2022-12-01 2023-03-28 凤阳加松新型材料科技有限公司 一种无荧光食品级硅胶及其制备方法和应用

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