CN113308101A - 一种消光可降解日化瓶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:使用消光聚氨酯漆涂料对日化瓶进行消光处理,所述消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇50‑60份、异氰酸酯20‑30份、催化剂1‑5份、溶剂20‑30份、含苯环的醇10‑20份。该消光聚氨酯漆涂料中具有含苯环的醇,该醇的加入使得聚氨酯漆料具有一定的消光性能;另外在聚氨酯漆固化过程中使用多种频率波段的微波进行去除,进一步的增加消光效果,使得本公开制备得到的日化瓶视觉感更加高档。
Description
技术领域
本发明属于生物复合可降解材料领域,尤其涉及一种消光可降解日化瓶及其制备方法。
背景技术
日化用品目前的需求量不断增加,而用于盛装该日化产品的日化瓶的市场也越来越大,传统的日化瓶大多使用不可降解的玻璃、不可降解高分子聚酯等,由于日化瓶属于一次性的,因此存在巨大的资源浪费和环境污染问题,并且,由于日化瓶所盛放的都是化学物品,这类物品难以清理,也使得针对这类日化瓶的回收难度和成本增加,综上,日化瓶对环境和资源的影响日益受到人们普遍的关注。
另外,对于日化瓶产品,其盛装的日化瓶大多需要避光,来保证日化瓶的稳定性和使用有效期,同时日化瓶需要较高的视觉品质,因此,我们在市面上所看见的透明的日化瓶较少。
目前对于可降解日化瓶,本公司之前申请了的公开号:CN112500600A,发明名称为一种自清洁抗菌可降解日化瓶及其制备方法,其公开了日化瓶具有银系抗菌剂,银系抗菌剂具有成膜性,银系抗菌剂的制备方法包括如下步骤:按质量份,取N-异丙基丙烯酰胺5-10份加入到1000份的水中,溶解,混合均匀,之后加入0.01-0.2份的交联剂,搅拌,加入0.01-0.05的引发剂,加入0.1份的催化剂,和0.1份硝酸银溶液,和0.01-0.8份还原剂,升温,得到含有纳米银颗粒的水凝胶,即银系抗菌剂。得到的自清洁抗菌可降解日化瓶具有有益的机械性能和耐热性能,同时还具备长久的抗菌性和自清洁性能。
以及现有技术中,公开号为:CN110194306A,发明名称:抗菌可降解膏霜瓶及其材料制备方法,其公开了包含如下重量份的组分:抗菌壳降解材料由下列重量份的原料配制而成:降解聚合物150-120、木薯粉30-40、碳酸钙10-15、氨基硅烷偶联剂5-10、有机溶剂5-10、增塑剂5-7、抗氧剂4-6、抗菌剂2-5、防静电剂1-2、碳化硼7-9、二氧化钛1-10、氧化锌1-2;所述降解聚合物包括聚乳酸,聚丁二酸丁二酯以及聚羟基脂肪酸酯中的多种;所述抗菌剂包括银离子抗菌剂、碳酸锂抗菌剂、香草醛或乙基香草醛类化合物中的一种或多种。该技术方案的重点在于日化膏霜瓶的结构改进,而对于具体的材料并未提供具体的配方,仅仅给出了原料,但是对于材料而言,原料的配方差异会给最终产品带来较大的差异,而对于该方案而言,其仅仅是给出了一种可降解材料的可能性,对于抗菌性能,本领域的技术人员确实无法预知的。
由此可以看出,对于现有技术中,对于可降解的日化瓶已经逐步的开始研究,但是如何提高可降解日化瓶的品质,尤其是外观、材质、以及光学方面的品质目前少见有技术公开。
发明内容
本公开的构思在于制备一种消光的可降解日化瓶,该日化瓶呈现哑光效果,给人一种高级的视觉感。
本公开的另一构思在于使用一种可降解材料,尤其是聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯复合材料作为日化瓶的主材料,通过复合材料改善聚乳酸的性能,提高聚乳酸材料的机械性能。
本公开所使用的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯复合材料是基于本公司在前研究,聚乳酸共混其他可降解材料制备,可较大幅度的改性了聚乳酸的性能,提高了复合材料的机械强度和韧性,同时还提高了材料的耐热性,使用该可降解复合材料所制备出的日化瓶的生物兼容性优良,大量使用该日化瓶对环境的影响较小。
本公开的另一构思是在可降解日化瓶上浸涂消光涂层,使得日化瓶表面能够呈现消光的视觉感,如哑光视觉感,提高产品的包装档次。
本公开的另一构思在于使用微波辐照技术对哑光涂层进行固化,通过控制微波辐照工艺来控制消光效果。
微波辐照可以控制消光涂层的反应,使得反应产生差异化,使得材料的光学性能,尤其是光的折射和投射性能发生变化,进而达到消光效果。
更具体的,本发明的另一构思在于控制微波辐照、加热固化过程的工艺,来控制消光涂层的固化进程,达到控制效果的效果。
通过控制温度、微波条件等一系列的固化条件,使得消光涂料差异化的固化,达到快速固化,并且提高消光效果。
具体的,本公开提供了一种生物可降解复合材料,所述的复合材料包括聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和乙酰化二淀粉磷酸酯。
所述的生物可降解复合材料的制备方法如下:
步骤1):使用改性淀粉对聚丁二酸丁二醇酯进行改性;
首先制备塑化改性淀粉,将改性淀粉和丙三醇加热塑化,得到丙三醇塑化改性淀粉;
所述的改性淀粉为乙酰化二淀粉磷酸酯;
之后将得到的丙三醇塑化改性淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混,得到PBS/塑化改性淀粉共混物材料。
步骤2):将步骤1)得到的PBS/塑化改性淀粉共混物材料与聚乳酸共混,得到生物可降解复合材料。
在一些实施例中,所述步骤1)塑化条件为丙三醇和改性淀粉的用量比为1-5:10;
具体的,首先淀粉和丙三醇共混,在70-90℃条件真空处理50-80h;
之后在130-150℃条件下塑化,塑化搅拌10-30min,搅拌速度50-60rpm;
在一些实施例中,所述步骤1)丙三醇塑化改性淀粉与聚丁二酸丁二醇酯的比例为1-3:10,在130-150℃条件下搅拌20-50min,得到PBS/塑化改性淀粉共混物材料。
在一些实施例中,所述步骤1)为了改善PBS/塑化淀粉材料的机械性能,本公开使用了无机金属盐作为辅助增塑剂;
所述无机盐包括氯化钠和/或氯化钙;
所述辅助增塑剂的用量是淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混物的2-10%。
在一些实施例中,所述步骤2)在共混过程中,还加入了添加剂、增强剂、偶联剂、分散剂、增塑剂、颜料。
进一步的,所述添加剂为:滑石粉、云母粉、钛白粉中的一种或几种。
进一步的,所述增强剂为:玻璃纤维、聚酯纤维、棉纤维中的一种或多种。
进一步的,所述增塑剂为:磷酸三甲酚酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二辛酯中一种或几种。
进一步的,所述偶联剂为:硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH550。
进一步的,所述的分散剂为:低分子量聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯蜡和低分子量乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡中的至少一种。
更进一步的,所述复合材料的组成,按重量份,如下:聚乳酸80-90份,PBS/塑化淀粉材料20-40份,添加剂10-20份,偶联剂2-8份,分散剂0.5-1份,增塑剂2-5份,增强剂2-10份。
在一些实施例中,本公开还提供了一种日化瓶及其制备方法;
在一些实施例中,日化瓶通过上述的生物可降解复合材料通过注塑机注塑成型,得到日化瓶。
所述的注塑温度为150-180℃。
在一些实施例中,本公开对得到的日化瓶进行哑光处理,使用一种消光聚氨酯漆涂料。
在一些实施例中,本公开提供了一种消光聚氨酯涂料。
所述聚氨酯涂料具有硬度高、韧性好,并且化学耐受能力优异,同时该涂层仅仅涂覆在日化瓶表层,因此成本相对较低。
更进一步的,所述的消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇50-60份、异氰酸酯20-30份、催化剂1-5份、溶剂20-30份、含苯环的醇10-20份;
所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇中的一种或两种。
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯1,6-己二异氰酸酯中的一种;
所述的溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯中的一种或多种。
所述的消光聚氨酯涂料还包括含苯环的醇,具体的为对苯二甲醇、苯乙醇、苯甲醇、苯基乙二醇中的一种或两种。
所述的催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种。
在一些实施例中,消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇60份、异氰酸酯20份、催化剂3份、溶剂20份、含苯环的醇10份;
在一些实施例中,本公开将消光聚氨酯漆涂覆在日化瓶上,并对日化瓶进行微波处理。
所述的聚氨酯漆料在日化瓶表层进行固化过程中,其原位发生聚合反应,而微波处理能够促进聚氨酯的固化,以及可以促使溶剂发生一定的差异性的挥发,进而影响固化形态,达到消光效果,表面呈现一种哑光的视觉感。
在一些实施例中,所述的微波处理至少包括两个微波频率。
所述的一个阶段的微波处理工艺对应一个特定的微波频率;
具体的,包括首先在第一阶段微波处理一定时间;
之后,在第一阶段微波处理后进行第二阶段微波处理;
或、在第二阶段微波处理后进行第三阶段微波处理;
或、第一阶段微波处理和第二阶段微波处理相间隔处理;
或,不同阶段的微波处理随机的交替处理。
具体的,在各个阶段的微波处理中,微波的频率不同。
在一些实施例中,微波处理的频率为300MHz-3000MHz。
在一些实施例中,所述的微波处理的时间为2-20min。
微波处理阶段的次数大于两次,同时是微波处理的阶段次数不做具体的限定;
进一步的,由于微波处理的加热方式与其他的热传导的原理不同,基于微波处理的特点,并不需要设置固定的处理阶段,即可达到不同消光的效果。
本通开使用了多个阶段的微波处理,使得微波对聚氨酯的处理条件发生变化,进而对聚氨酯的固化的速度、程度产生差异,最终使得漆料的光学性能产生差异,达到消光的效果。具体的,不同的加热频率对涂覆的聚氨酯漆进行加热,利用不同的频段所加热的深度和物质的差异,进而控制溶剂的挥发和聚合反应的进程,进而达到聚氨酯差异化的固化,控制光学的折射情况,达到消光效果。
具体的,本公开的一个实施例使用两个不同波段的微波进行加热;
所述的所述的第一频率大于第二频率;
在第一频率的条件下微波处理时间总计1-15min;
在第二频率的条件下加热时间为1-15min。
所述的第一频率为为2450MHz;所述第二频率范围为915GHz:
在一些实施例中,在聚氨酯的固化过程中还使用了红外加热;
所述的红外加热的时间为1-5min。
所述红外加热的时间为10-20min;
相对于现有技术而言,本公开的首次使用聚氨酯漆用于日化瓶的消光处理,所处的聚氨酯漆的组分中使用了至少两种不同的多元醇,同时创造性的引入了含苯环的醇进入到聚氨酯漆中,该含苯环的醇的加入能够起到消光效果,降低聚氨酯的光学透光性。
另外,本公开在聚氨酯聚合固化的过程中,使用微波处理,首先能够快速的减少固化时间,提高固化效率;另一方面,微波处理的方式有区别于传统的红外加热,红外加热主要是一种热传导加热,而微波处理的原理是区别于红外加热的。
本公开在微波处理时,创造性的将微波的频率进行区分,在不同的微波频段下,其针对的加热的分子有所差异,进而会产生差异化的固化,聚氨酯漆中的固化层级产生差异,从而达到消光效果,达到提高日化瓶品质的目的。
具体实施例
为了进一步验证本发明所达到的效果和解决的问题,本发明公开以下实施例。
实施例1
一种可降解日化瓶及其制备方法,包括以下步骤:
步骤1)塑化淀粉制备
将丙三醇与乙酰化二淀粉磷酸酯,加热塑化,得到丙三醇塑化淀粉。塑化条件为丙三醇和淀粉的用量比为3:10,首先淀粉和丙三醇共混,在80℃条件真空处理70h,之后在140℃条件下塑化,塑化搅拌20min,搅拌速度50rpm,得到塑化改性淀粉。
步骤2)丙三醇塑化淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混,得到改性淀粉/PBS材料。
将步骤1)得到的塑化淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混,其中塑化淀粉与聚丁二酸丁二醇酯的比例为3:10,其中,塑化淀粉为3份,聚丁二酸丁二醇酯为10份,在140℃条件下搅拌35min,得到PBS/塑化淀粉材料。
步骤3)称取以下组分,聚乳酸80份,改性淀粉/PBS材料20份,添加剂10份,偶联剂2份,分散剂0.5份、增塑剂2份,增强剂5份,进行共混。
其中添加剂为滑石粉;增强剂为玻璃纤维;增塑剂为磷酸三甲酚酯;偶联剂为硅烷偶联剂KH560;分散剂为低分子量聚乙烯蜡。
步骤4)将上述混合料通过双螺杆挤出机进行挤出,挤出头的温度为梯度温度。
具体的,分为五个温度区,一区温度为90℃,二区温度为110℃,三区温度为120℃,四区温度为130℃,五区温度为150℃。
步骤5)将步骤4)得到的材料通过注塑机注塑成型,得到日化瓶,注塑机的注塑温度为165℃。
实施例2
制备聚氨酯漆料
其中,消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇50份、异氰酸酯20份、催化剂2份、溶剂20份;
所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇;
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯;
所述的溶剂为醋酸乙酯;
所述的催化剂为辛酸亚锡。
实施例3
本发明提供的另一种消光聚氨酯漆料;
在一些实施例中,消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇60份、异氰酸酯20份、催化剂3份、溶剂20份、含苯环的醇10份;
所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇;
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、;
所述的溶剂为醋酸乙酯。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
实施例4
将实施例1中制备的日化瓶的瓶坯分别浸渍在实施例2和实施例3中的聚氨酯漆料中,并将浸渍漆料后的瓶坯进行烘干,使用红外加热烘干固化,得到日化瓶,其中使用实施例2中的聚氨酯漆料记作日化瓶A,实施例3聚氨酯漆料制备得到的日化瓶记作日化瓶B。
实施例5
将实施例1中制备的日化瓶瓶坯分别浸渍在实施例2-3中的聚氨酯漆料中,并将浸渍漆料后的日化瓶进行微波处理,微波的频率为915MHz,微波处理的时间为10min,另外进行热烘干固化,其中使用实施例2的漆料得到的日化瓶记作日化瓶C,实施例3的漆料得到的日化瓶记作日化瓶D。
实施例6
将实施例1中制备得到的日化瓶浸渍在实施例3中的聚氨酯漆料中,病假浸渍漆料后的日化瓶进行微波处理,微波处理分为两个阶段,首先进行第一阶段微波处理的频率为915MHz,之后进行第二阶段微波处理的频率为2450MHz。其中第一阶段处理的时间10min;第二阶段的微波处理时间为10min,另外进行热烘干固化。其中得到的日化瓶记作日化瓶E。
实施例7
将实施例1中制备得到的日化瓶浸渍在实施例3中的聚氨酯漆料中,病假浸渍漆料后的日化瓶进行微波处理,微波处理分为两个阶段,其中第一阶段微波处理和第二阶段微波处理相互交替进行,其中每次第一阶段处理的时间为1min;每次第二阶段处理的时间为1min,第一阶段处理的总时间为10min,第二阶段处理的总时间为10min,同时进行热加热固化,得到日化瓶记作日化瓶F。
实施例8
将实施例1中制备得到的日化瓶浸渍在实施例3中的聚氨酯漆料中,病假浸渍漆料后的日化瓶进行微波处理,微波处理分为两个阶段,其中第一阶段微波处理和第二阶段微波处理相互交替进行,其中每次第一阶段处理的时间为1min;每次第二阶段处理的时间为1min,第一阶段处理的总时间为10min,第二阶段处理的总时间为10min,同时进行红外辐射热固化,得到日化瓶记作日化瓶F。
实施例9
将实施例1中制备得到的日化瓶浸渍在实施例3中的聚氨酯漆料中,病假浸渍漆料后的日化瓶进行微波处理,微波处理分为三个阶段,其中第一阶段微波处理、第二阶段微波处理和第三阶段微波处理随机交替进行,其中每次第一阶段处理的时间为1min;每次第二阶段处理的时间为1min,每次第三阶段微波处理的时间为1min;第一阶段处理的总时间为6min,第二阶段处理的总时间为6min,第二阶段处理的总时间为6min,同时进行红外辐射热固化,得到日化瓶记作日化瓶G。
日化瓶表观性能测评,通过人为观察日化瓶的消光性能,对实施例1,4-9中的得到的日化瓶进行评估。其中消光等级分为三级,分别为无哑光效果、有哑光效果通过时透光性较好、哑光效果良、哑光效果优。
具体的,无哑光效果:是指日化瓶透明度好,无哑光现象;
有哑光效果,透光性较好:是指具有哑光效果,但是哑光效果不明显,透光量大;
哑光效果良:是指有哑光效果,同时日化瓶透光效果不明显;
哑光效果优:是指哑光效果明显,同时不发生明显的透光。
针对上述的测试标准对实施例1,4-9中的得到的日化瓶进行评估,评估结果如下:
从评估的结果来看,本公开在涂覆聚氨酯漆料后,当漆料中加入了含有苯环的醇之后,漆料是具有一定的哑光效果的(日化瓶B),同时,在使用微波处理后,哑光效果是由所增加的,尤其是使用多阶段(至少两个阶段)的微波处理,哑光效果可以得到显著的提高,可以明显的提高日化瓶的视觉档次。
以上对本公开进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开及核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开原理的前提下,还可以对本公开进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:使用消光聚氨酯漆涂料对日化瓶进行消光处理,所述消光聚氨酯漆料包括聚醚多元醇50-60份、异氰酸酯20-30份、催化剂1-5份、溶剂20-30份、含苯环的醇10-20份。
2.如权利要求1所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇中的一种或两种;
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯1,6-己二异氰酸酯中的一种;
所述的溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯中的一种或多种;
所述的消光聚氨酯涂料还包括含苯环的醇,具体的为对苯二甲醇、苯乙醇、苯甲醇、苯基乙二醇中的一种或两种;
所述的催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种。
3.如权利要求1所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:所述日化瓶的原料包括括聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和乙酰化二淀粉磷酸酯。
4.如权利要求3所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
可降解日化瓶原料的制备方法如下:
步骤1):使用改性淀粉对聚丁二酸丁二醇酯进行改性;
首先制备塑化改性淀粉,将改性淀粉和丙三醇加热塑化,得到丙三醇塑化改性淀粉;
所述的改性淀粉为乙酰化二淀粉磷酸酯;
之后将得到的丙三醇塑化改性淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混,得到PBS/塑化改性淀粉共混物材料;
步骤2):将步骤1)得到的PBS/塑化改性淀粉共混物材料与聚乳酸共混,得到生物可降解复合材料。
5.如权利要求4所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
所述步骤1)塑化条件为丙三醇和改性淀粉的用量比为1-5:10;
所述步骤1)淀粉和丙三醇共混,在70-90℃条件真空处理50-80h;之后在130-150℃条件下塑化,塑化搅拌10-50min,搅拌速度50-60rpm。
6.如权利要求4所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
所述步骤1)还使用了无机金属盐作为辅助增塑剂;
所述无机盐包括氯化钠和/或氯化钙;
所述辅助增塑剂的用量是淀粉与聚丁二酸丁二醇酯共混物的2-10%。
7.如权利要求4所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
所述步骤2)在共混过程中,还加入了添加剂、增强剂、偶联剂、分散剂、增塑剂、颜料;
所述添加剂为滑石粉、云母粉、钛白粉中的一种或多种;
所述增强剂为玻璃纤维、聚酯纤维、棉纤维中的一种或多种;
所述增塑剂为磷酸三甲酚酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二辛酯中一种或多种;
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH550;
所述的分散剂为低分子量聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯蜡和低分子量乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡中的至少一种。
8.如权利要求7所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
聚乳酸80-90份,PBS/塑化淀粉材料20-40份,添加剂10-20份,偶联剂2-8份,分散剂0.5-1份,增塑剂2-5份,增强剂2-10份。
9.如权利要求1所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
将消光聚氨酯漆涂覆在日化瓶上,并对日化瓶进行微波处理;
所述的微波处理少包括两个微波频率交替的微波处理;
微波处理的频率为300MHz-3000MHz;所述的微波处理的时间为2-30min。
10.如权利要求9所述的一种消光可降解日化瓶的制备方法,其特征在于:
两个不同频率波段的微波进行固化;
第一频率大于第二频率;
在第一频率的条件下微波处理时间总计1-15min;
在第二频率的条件下加热时间为1-15min;
所述的第一频率为为2450MHz;所述第二频率范围为915GHz。
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