CN113637250A - 一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖 - Google Patents

一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖，以重量百分数计，所述聚合物组合物包括如下组份：35％～80％的第一种聚乙烯，5％～20％的第二种聚乙烯，10％～40％的聚丙烯，1％～10％的聚乙二醇，0.1％～0.5％的抗氧化剂，其中，第一种聚乙烯包括高密度聚乙烯，第二种聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、以及茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种。该聚合物组合物具有较为合适的熔体流动指数，使得聚合物组合物可以在常规工艺条件下注塑并形成容器盖，避免在高温高压条件下注塑成型而损伤注塑设备及模具，并且该聚合物组合物还具有合适的刚性、耐环境应力开裂性能和低温冲击性能，符合农化瓶盖的使用要求。

Description

一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖
技术领域
本发明涉及容器盖用材料，具体涉及一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖。
背景技术
农用化学品包装瓶的瓶盖(后文中简称农化瓶盖)对材料的性能要求较高。在现有技术中，一些厂家采用生产瓶体的中空吹塑级高密度聚乙烯(HDPE)来注塑农化瓶盖，该农化瓶盖的耐环境应力开裂性能(ESCR)能够满足使用要求，但是吹瓶级高密度聚乙烯的流动性较差，在注塑时需采用高温高压的注塑工艺，对注塑机和模具的损伤较大，且还存在成型周期长，能耗高，经济性差的问题。另一些厂家采用生产普通饮料瓶瓶盖的注塑级高密度聚乙烯，其流动性较好，可采用常规注塑工艺成型，但是最终成型的瓶盖的ESCR不能完全满足农化瓶盖的要求，易出现开裂现象。再一些厂家采用聚丙烯(PP)来生产农化瓶盖，其材料的流动性及最终产品的ESCR均可以满足要求，但是产品的低温跌落性能不满足农化瓶盖的使用要求。还有一些厂家采用注塑级低密度聚乙烯(LDHE)注塑形成瓶盖，瓶盖的ESCR、加工性能和低温跌落性能虽然可以满足要求，但是这类瓶盖的刚性不足，难以满足农化瓶盖对扭力的要求。
因此，提供一种具有较高的ESCR、较高的刚性和较好的低温冲击性能且具有较好流动性，便于注塑成型的农化瓶盖专用材料十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种容器盖用的聚合物组合物及容器盖，该聚合物组合物具有较为合适的流动性，能够在常规注塑条件下注塑形成瓶盖，且瓶盖的ESCR、刚性、以及低温冲击性能均满足使用需求。
为实现上述目的，本发明提供了一种容器盖用的聚合物组合物，以重量百分数计，包括如下组份：
Figure BDA0003222951030000021
其中，第一种聚乙烯包括高密度聚乙烯，第二种聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、以及茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种。
可选地，以重量百分比计，所述聚合物组合物包括如下组分：
Figure BDA0003222951030000022
可选地，聚合物组合物由所述第一种聚乙烯、所述第二种聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇及所述抗氧化剂经双螺杆挤出得到。
可选地，所述容器盖用的聚合物组合物的熔体流动指数为4.5g/10min～6.5g/10min，弯曲模量为850MPa～950MPa，在-30℃条件下带缺口的简支梁冲击强度为2.5KJ/m2～5.5KJ/m2。
可选地，所述第一种聚乙烯的熔体流动指数为0.1g/10min～10g/10min；所述第二种聚乙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min；聚丙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min。
可选地，聚丙烯的类型为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的至少一种。
可选地，聚乙二醇的分子量为4000～20000。
可选地，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。
可选地，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂，且受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂的比例为0.5～1.5:1～2。
为实现上述目的，本发明还提供了一种容器盖，所述容器盖的材料包括如前任一项所述的容器盖用的聚合物组合物。
与现有技术相比，本发明的容器盖用的聚合物组合物及容器盖具有如下优点：
以重量百分数计，前述的容器盖用的聚合物组合物包括如下组份：35％～80％的第一种聚乙烯，5％～20％的第二种聚乙烯，10％～40％的聚丙烯，1％～10％的聚乙二醇、以及0.1％～0.5％的抗氧化剂。以上各组份可经双螺杆挤出机挤出以得到所述聚合物组合物，且所得到的聚合物组合物的熔体流动指数达到4.5g/10min以上，可以在常规工艺条件下注塑成型，无需高温高压的注塑工艺，减少对注塑设备及模具的损伤，并且利用该组合物生产的瓶盖具有足够的刚性、低温冲击性能及耐环境应力开裂性能，满足农化瓶盖的使用要求。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一个或多个技术特征，因此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部份或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本发明的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。
本发明实施例提供了一种容器盖用的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括第一种聚乙烯、第二种聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚乙二醇(PEG)、以及抗氧化剂，以重量百分数计，所述第一种聚乙烯的用量为35％～80％，所述第二种聚乙烯的用量为5％～20％，聚丙烯的用量为10％～40％，聚乙二醇的用量为1％～10％，以及抗氧化剂的用量为0.1％～0.5％。进一步优选地，以重量百分数计，所述第一种聚乙烯的用量为60％～65％，所述第二种聚乙烯的用量为10％～15％，聚丙烯的用量为15％～20％，聚乙二醇的用量为3％～8％，以及抗氧化剂的用量为0.2％～0.3％。
其中，所述第一种聚乙烯包括高密度聚乙烯(HDPE)，并优选该第一种聚乙烯的熔体流动指数为0.1g/10min～10g/10min。所述第二种聚乙烯包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)中的至少一种，且优选所述第二种聚乙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min。聚丙烯可以选自共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯，并优选聚丙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min。聚乙二醇的分子量的范围可以是4000～20000。以及，所述抗氧化剂包括但不限于受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种，作为优选，所述抗氧化剂同时包括受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂，且两者的比例为0.5～1.5:1～2。
本发明实施例中，所述聚合物组合物由前述的各个组分通过双螺杆挤出机挤出造粒得到。各个组分在双螺杆挤出机中剪切和混炼，并在熔融状态下充分混合，均匀分散。通过对所述聚合物组合物进行性能测试，发现其熔体流动指数为4.5g/10min～6.5g/10min，具有良好的流动性，能够在常规注塑工艺下注塑成型，无需高温高压的注塑条件。不仅如此，所述聚合物组合物的弯曲模量达到850MPa～950MPa，在-30℃条件下有缺口的简支梁冲击强度达到2.5KJ/m2～5.5KJ/m2，以及其耐环境应力开裂性能可达到45h以上。
本发明实施例所提供的聚合物组合物用于制造容器的瓶盖，尤其适用于制造农业化学品的容器的瓶盖(即农化瓶盖)。
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合具体实施例及对比例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，以下仅以例举的方式对本发明可选的实施例进行说明，并不涵盖全部实施例，因此，以下实施例不应当对本发明构成不当限定。
<实施例一>
本实施例的所述聚合物组合物包括以重量百分数计的如下组分：64.8％的高密度聚乙烯(HDPE)，10％的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，20％的共聚聚丙烯(PP)，5％的聚乙二醇(PEG)，以及0.2％的抗氧化剂，且所述抗氧化剂由0.1％的受阻酚类抗氧化剂和0.1％的亚磷酸酯类抗氧化剂混合而成。
其中，高密度聚乙烯购于韩国乐天化学公司，牌号为HD5740UA，根据ISO1133-1的规定测定该高密度聚乙烯的熔体流动指数为4g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.955g/cm3。线性低密度聚乙烯购于兰州石化公司，牌号为DFDA-7042，根据ISO1133-1的规定测定该线性低密度聚乙烯的熔体流动指数为2.5g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.918g/cm3。聚丙烯购于扬子石油化工有限公司，牌号为PPB-M02-V，该聚丙烯为共聚聚丙烯，根据ISO1133-1的规定测定该聚丙烯的熔体流动指数为2g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.900g/cm3。聚乙二醇购于韩国乐天化学公司，牌号为PEG-20000(平均分子量为20000)，受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯抗氧化剂均购于巴斯夫公司，其中受阻酚类抗氧化剂的牌号为Irganox 1010，亚磷酸酯类抗氧化剂的牌号为Irgafos 168。
将所有组分混合后经双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的机身包括轴向连接的六个节段，且沿进料口到出料口的方向，六个节段分别为第一节段、第二节段、第三节段、第四节段、第五节段、及第六节段。在挤出过程中，所述第一节段的温度为160℃～170℃，所述第二节段的温度为180℃～190℃，所述第三节段的温度为190℃～200℃，所述第四节段的温度为200℃～220℃，所述第五节段的温度为200℃～220℃，所述第六节段的温度为220℃～240℃。螺杆转速为240rpm～250rpm。
待所得的聚合物组合物颗粒冷却后，根据ISO1133-1的规定测定所述聚合物组合物的熔体流动指数(MFR)，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，并采用所述聚合物组合物制样，且根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。需要说明的是，ESCR测试是指将多个试样浸没于温度为50℃，质量分数为10％的TX-10水溶液中，观察试样的开裂情况，并以一半的试样发生开裂的时间作为测试结果。
<实施例二>
本实施例与实施例一的区别之处在于所述聚合物组合物的各个组分的具体比例不同。
本实施例中，所述第一种聚乙烯的用量为78.8％，所述第二中聚乙烯的用量为5％，聚丙烯的用量为10％，聚乙二醇的用量为5％，受阻酚类抗氧化剂的用量为0.1％，亚磷酸酯类抗氧化剂的用量为0.1％。
根据ISO1133-1的规定对本实施例所得的聚合物组合物测试其熔体流动指数，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，以及采用所述聚合物组合物制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<实施例三>
本实施例与实施例一的区别之处在于所述聚合物组合物的各个组分的具体比例不同。
本实施例中，所述第一种聚乙烯的用量为34.8％，所述第二中聚乙烯的用量为20％，聚丙烯的用量为40％，聚乙二醇的用量为5％，受阻酚类抗氧化剂的用量为0.1％，亚磷酸酯类抗氧化剂的用量为0.1％。
根据ISO1133-1的规定对本实施例所得的聚合物组合物测试其熔体流动指数，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，以及采用所述聚合物组合物制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<实施例四>
本实施例与实施例一的区别之处在于所述聚合物组合物的各个组分的具体比例不同。
本实施例中，所述第一种聚乙烯的用量为57.3％，所述第二中聚乙烯的用量为12.5％，聚丙烯的用量为25％，聚乙二醇的用量为5％，受阻酚类抗氧化剂的用量为0.1％，亚磷酸酯类抗氧化剂的用量为0.1％。
根据ISO1133-1的规定对本实施例所得的聚合物组合物测试其熔体流动指数，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，以及采用所述聚合物组合物制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<实施例五>
本实施例与实施例一的区别之处在于所述第二种聚乙烯的类型以及聚丙烯的类型不同，以及各组分的配比不同。
本实施例中，所述第二种聚乙烯为低密度聚乙烯，购于燕山石化公司，牌号为LD151，根据ISO1133-1的规定测定该低密度聚乙烯的熔体流动指数为3g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.933g/cm3。聚丙烯购于茂名石化公司，牌号为T30S，该聚丙烯为均聚聚丙烯，根据ISO1133-1的规定测定该聚丙烯的熔体流动指数为3g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.900g/cm3。且所述第一种聚乙烯的用量为57.3％，所述第二中聚乙烯的用量为12.5％，聚丙烯的用量为25％，聚乙二醇的用量为5％，受阻酚类抗氧化剂的用量为0.1％，亚磷酸酯类抗氧化剂的用量为0.1％。
根据ISO1133-1的规定对本实施例所得的聚合物组合物测试其熔体流动指数，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，以及采用所述聚合物组合物制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<实施例六>
本实施例与实施例一的区别之处在于所述第二种聚乙烯的类型，以及各组分的配比不同。
本实施例中，所述第二种聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，购于日本三井化学公司，牌号为SP1520，根据ISO1133-1的规定测定该茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动指数为2g/10min，根据ISO1183-1测定其密度为0.913g/cm3。且所述第一种聚乙烯的用量为57.3％，所述第二中聚乙烯的用量为12.5％，聚丙烯的用量为25％，聚乙二醇的用量为5％，受阻酚类抗氧化剂的用量为0.1％，亚磷酸酯类抗氧化剂的用量为0.1％。
根据ISO1133-1的规定对本实施例所得的聚合物组合物测试其熔体流动指数，根据ISO1183-1的规定测定所述聚合物组合物的密度，以及采用所述聚合物组合物制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例一>
以韩国乐天化学公司的HD5740UA高密度聚乙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例二>
以扬子石油化工有限公司，牌号为PPB-M02-V的共聚聚丙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例三>
以兰州石化公司的DFDA-7042线性低密度聚乙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例四>
以燕山石化公司的LD151低密度聚乙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例五>
以茂名石化公司的T30S均聚聚丙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
<对比例六>
以日本三井化学公司的SP1520茂金属线性低密度聚乙烯制样，并根据ISO178的规定测量试样的弯曲模量及根据ISO179-1测试试样的简支梁冲击强度，以及根据GB/T1842-2008测试试样的耐环境应力开裂性能(ESCR)，测试结果如表1所示。
由表1可以看到，本发明实施例所得的聚合物组合物具有较好的熔体流动指数，因而可以在常规的注塑工艺下注塑形成农化瓶盖，避免高温高压的注塑条件对注塑设备及模具造成损伤，不仅如此，所述聚合物组合物的弯曲模量、常温条件及低温条件下的冲击性能，以及抗环境应力开裂性能均满足使用需求。
表1
Figure BDA0003222951030000091
Figure BDA0003222951030000101
虽然本发明披露如上，但并不局限于此。本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，以重量百分数计，包括如下组份：
Figure FDA0003222951020000011
其中，第一种聚乙烯包括高密度聚乙烯，第二种聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、以及茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，以重量百分比计，所述聚合物组合物包括如下组分：
Figure FDA0003222951020000012
3.根据权利要求1或2所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，聚合物组合物由所述第一种聚乙烯、所述第二种聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇及所述抗氧化剂经双螺杆挤出得到。
4.根据权利要求1或2所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，所述容器盖用的聚合物组合物的熔体流动指数为4.5g/10min～6.5g/10min，弯曲模量为850MPa～950MPa，在-30℃条件下带缺口的简支梁冲击强度为2.5KJ/m2～5.5KJ/m2。
5.根据权利要求1所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，所述第一种聚乙烯的熔体流动指数为0.1g/10min～10g/10min；所述第二种聚乙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min；聚丙烯的熔体流动指数为1g/10min～10g/10min。
6.根据权利要求1或5所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，聚丙烯的类型为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，聚乙二醇的分子量为4000～20000。
8.根据权利要求1所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。
9.根据权利要求8所述的容器盖用的聚合物组合物，其特征在于，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂，且受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂的比例为0.5～1.5:1～2。
10.一种容器盖，其特征在于，所述容器盖的材料包括如权利要求1-9中任一项所述的容器盖用的聚合物组合物。
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