CN114957834A - 一种洗涤液塑料包装瓶用塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洗涤液塑料包装瓶用塑料及其制备方法，属于塑料加工技术领域，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯5‑10份、改性氮化硼4‑6份、抗氧剂1份和润滑剂0.3‑0.5份，制备步骤如下：将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料,将改性氮化硼加入聚合物基质中，结合氮化硼自身的高阻隔特性，赋予复合材料优异的耐侵蚀和耐紫外线辐射特性，其表面的F‑C存在，赋予复合材料优异的疏水耐溶剂特性。
Description
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，具体地，涉及一种洗涤液塑料包装瓶用塑料及其制备方法。
背景技术
塑料瓶主要是由聚乙烯或聚丙烯等材料添加了多种有机助剂后制成的。塑料瓶广泛使用聚酯、聚乙烯、聚丙烯为原料，添加了相应的有机溶剂后，经过高温加热后，通过塑料模具经过吹塑、挤吹或者注塑成型的塑料容器。
在日常生活中，洗涤液常用塑料瓶包装，塑料瓶一般采用的原料为HDPE(高密度聚乙烯)，具有良好的柔软性、延展性、电绝缘性和透明性，但其机械性能、耐老化性、隔湿性、隔气性和耐溶剂性均较差，尤其是耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，在热氧老化作用下容易开裂，现有的制造商通常加入紫外线吸收剂和光稳定剂提高其耐老化性能，但是这些小分子耐老化剂容易迁移析出，使塑料包装瓶的耐老化性能下降，而现有洗涤液一般呈碱性，具有弱腐蚀性，长期存储对包装瓶具有侵蚀作用，因此，提供一种耐老化、耐侵蚀的洗涤液塑料包装瓶用塑料是目前需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种洗涤液塑料包装瓶用塑料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种洗涤液塑料包装瓶用塑料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、改性氮化硼4-6份、抗氧剂1份和润滑剂0.3-0.5份；
该洗涤液塑料包装瓶用塑料由以下步骤制成：
将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中300-500r/min条件下混合5-10min后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料。
进一步，所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区170-180℃、二区180-185℃、三区185-190℃、四区190-195℃、五区195-200℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
进一步地，改性氮化硼由以下步骤制成：
步骤A1、将纳米六方氮化硼和质量分数40％的氢氧化钠溶液加入装有球形冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于油浴锅中，105-110℃下，400r/min条件下搅拌反应48h，然后将反应液在3500r/min离心，沉淀用甲醇洗涤后干燥，得到羟基化氮化硼，纳米六方氮化硼和氢氧化钠溶液的用量比为2.2-2.5g：500mL；
步骤A2、将羟基化氮化硼、DMF和去离子水超声混合2h，加入KH-550和全氟癸基三乙氧基硅烷，60℃下搅拌反应8-10h，反应结束后，离心，沉淀洗涤干燥，得到功能化氮化硼，羟基化氮化硼、DMF、去离子水、KH-550和全氟癸基三乙氧基硅烷的用量比为3.8-4.2g：50-60mL：5-6mL：0.3-0.5g：0.1-0.2g；
步骤A3、将功能化氮化硼和甲苯混合后，加入环氧化二甲苯酮，升温至40℃搅拌反应12-16h，反应结束后，冷却至室温，离心，沉淀干燥，得到改性氮化硼；功能化氮化硼、甲苯和环氧化二甲苯酮的用量比为4g：40-60mL：0.5-0.8g。
基于纳米六方氮化硼的高阻隔性、绝缘性和热稳定型，本发明将其加入聚乙烯基材中，提高聚乙烯基材的耐侵蚀和耐老化性能，为了提高纳米氮化硼在聚合物基材中的分散性，本发明首先对其羟基化处理，使其表面含有活性基团，然后利用偶联剂KH-550和全氟癸基三乙氧基硅烷进行表面处理，使纳米氮化硼表面接枝F-C链和活性氨基，再利用活性氨基与环氧化二甲苯酮发生开环反应生成新的羟基基团，使纳米氮化硼表面含有F-C链、二甲苯酮基团和羟基。
进一步地，环氧化二甲苯酮由以下步骤制成：
将紫外线吸收剂UV-0和THF加入装有回流冷凝管的三口烧瓶中，搅拌后加入环氧氯丙烷，升温至70-75℃，滴加质量分数20％的氢氧化钠溶液，滴加结束后搅拌反应2h，反应结束后，加入乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸去除乙酸乙酯后，得到环氧基二甲苯酮；
其中，紫外线吸收剂UV-0、THF、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为2.1-2.2g：30-40mL：4.2-4.6g：15-20mL，使紫外线吸收剂UV-0与环氧氯丙烷发生消去HCl反应，得到环氧化二甲苯酮。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂3114和抗氧剂626按照质量比1：1组成。
进一步地，润滑剂为石蜡或聚乙烯蜡。
本发明的有益效果：
本发明以高密度聚乙烯为主要原料，马来酸酐接枝聚乙烯为相容剂，改性氮化硼为功能组分，复配其他助剂，通过熔融挤出造粒，得到一种用于洗涤液包装瓶制造用塑料颗粒，其不仅具有耐老化、耐溶剂的特性，还具有较好的力学性能，将改性氮化硼加入聚合物基质中，氮化硼自身的高阻隔特性，赋予聚乙烯优异的耐侵蚀和耐紫外线辐射特性，并且其表面含有的活性羟基能够与马来酸酐接枝聚乙烯中酸酐基团在熔融挤出过程中发生脱水反应，将氮化硼纳米片通过化学键连的方式“锚固”于聚乙烯基材中，从而增强聚乙烯基材的耐热性能和力学性能，其表面的F-C存在，赋予其优异的疏水耐溶剂特性，更为突出的是，其表面接枝的二甲苯酮基团具有优异的紫外线吸收特性，通过化学接枝处理克服现有单纯添加紫外线吸收剂易迁移析出问题，结合氮化硼的高阻隔性能，使复合塑料颗粒具有优异的耐紫外性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种环氧化二甲苯酮，由以下步骤制成：
将2.1g紫外线吸收剂UV-0和30mL THF加入装有回流冷凝管的三口烧瓶中，搅拌后加入4.2g环氧氯丙烷，升温至70℃，滴加15mL质量分数20％的氢氧化钠溶液，滴加结束后搅拌反应2h，反应结束后，加入乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸去除乙酸乙酯后，得到环氧基二甲苯酮。
实施例2
本实施例提供一种环氧化二甲苯酮，由以下步骤制成：
将2.2g紫外线吸收剂UV-0和40mL THF加入装有回流冷凝管的三口烧瓶中，搅拌后加入4.6g环氧氯丙烷，升温至75℃，滴加20mL质量分数20％的氢氧化钠溶液，滴加结束后搅拌反应2h，反应结束后，加入乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸去除乙酸乙酯后，得到环氧基二甲苯酮。
实施例3
本实施例提供一种改性氮化硼，由以下步骤制成：
步骤A1、将2.2g纳米六方氮化硼和500mL质量分数40％的氢氧化钠溶液加入装有球形冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于油浴锅中，105℃下，400r/min条件下搅拌反应48h，然后将反应液在3500r/min离心，沉淀用甲醇洗涤后干燥，得到羟基化氮化硼；
步骤A2、将3.8g羟基化氮化硼、50mL DMF和5mL去离子水超声混合2h，加入0.3gKH-550和0.1g全氟癸基三乙氧基硅烷，60℃下搅拌反应8h，反应结束后，离心，沉淀洗涤干燥，得到功能化氮化硼；
步骤A3、将4g功能化氮化硼和40mL甲苯混合后，加入0.5g实施例1的环氧化二甲苯酮，升温至40℃搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，离心，沉淀干燥，得到改性氮化硼。
实施例4
本实施例提供一种改性氮化硼，由以下步骤制成：
步骤A1、将2.5g纳米六方氮化硼和500mL质量分数40％的氢氧化钠溶液加入装有球形冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于油浴锅中，110℃下，400r/min条件下搅拌反应48h，然后将反应液在3500r/min离心，沉淀用甲醇洗涤后干燥，得到羟基化氮化硼；
步骤A2、将4.2g羟基化氮化硼、60mL DMF和6mL去离子水超声混合2h，加入0.5gKH-550和0.2g全氟癸基三乙氧基硅烷，60℃下搅拌反应10h，反应结束后，离心，沉淀洗涤干燥，得到功能化氮化硼；
步骤A3、将4g功能化氮化硼和60mL甲苯混合后，加入0.8g实施例2的环氧化二甲苯酮，升温至40℃搅拌反应16h，反应结束后，冷却至室温，离心，沉淀干燥，得到改性氮化硼。
对比例1
本对比例为实施例4中步骤A2制备所得物质。
对比例2
本对比例为紫外线吸收剂UV-0。
实施例5
一种洗涤液塑料包装瓶用塑料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、实施例3的改性氮化硼4份、抗氧剂1份和润滑剂0.3份；
该洗涤液塑料包装瓶用塑料由以下步骤制成：
将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中300r/min条件下混合5min后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料，所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区170℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
其中，抗氧剂为抗氧剂3114和抗氧剂626按照质量比1：1组成，润滑剂为石蜡。
实施例6
一种洗涤液塑料包装瓶用塑料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯8份、实施例4的改性氮化硼5份、抗氧剂1份和润滑剂0.4份；
该洗涤液塑料包装瓶用塑料由以下步骤制成：
将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中400r/min条件下混合8min后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料，所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区175℃、二区183℃、三区188℃、四区193℃、五区198℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
其中，抗氧剂为抗氧剂3114和抗氧剂626按照质量比1：1组成，润滑剂为聚乙烯蜡。
实施例7
一种洗涤液塑料包装瓶用塑料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、实施例3的改性氮化硼6份、抗氧剂1份和润滑剂0.5份；
该洗涤液塑料包装瓶用塑料由以下步骤制成：
将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中500r/min条件下混合10min后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料，所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180℃、二区185℃、三区190℃、四区195℃、五区200℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
其中，抗氧剂为抗氧剂3114和抗氧剂626按照质量比1：1组成，润滑剂为石蜡或聚乙烯蜡。
对比例3
将实施例5中的改性氮化硼替换成对比例1中物质，其余原料及制备过程同实施例5。
对比例4
将实施例6中的改性氮化硼替换成对比例2中物质，其余原料及制备过程同实施例6。
将实施例5-7和对比例3-4所制备的塑料粒进行测试，参照GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》和GB/T 1842-2008《塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法》测试拉伸强度和24h破坏百分率，抗紫外性能：在波长为315-400nm、光照强度为6000μw/cm2的紫外线下曝光30d，按照GB/T 1040《塑料拉伸性能的测定》测定曝光30d后各组试样的断裂伸长率保持率，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，相比于对比例3-4，实施例5-7所制备的洗涤液包装瓶用塑料具有更加优良的力学性能、耐环境开裂性和耐老化性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种洗涤液塑料包装瓶用塑料，其特征在于，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯100份、马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、改性氮化硼4-6份、抗氧剂1份和润滑剂0.3-0.5份；
所述改性氮化硼由以下步骤制成：
将功能化氮化硼和甲苯混合后，加入环氧化二甲苯酮，40℃搅拌反应12-16h，离心，沉淀干燥，得到改性氮化硼。
2.根据权利要求1所述的洗涤液塑料包装瓶用塑料，其特征在于，功能化氮化硼、甲苯和环氧化二甲苯酮的用量比为4g：40-60mL：0.5-0.8g。
3.根据权利要求1所述的洗涤液塑料包装瓶用塑料，其特征在于，功能化氮化硼由以下步骤制成：
步骤A1、将纳米六方氮化硼和质量分数40％的氢氧化钠溶液混合，105-110℃下搅拌反应48h，离心，沉淀洗涤、干燥，得到羟基化氮化硼；
步骤A2、将羟基化氮化硼、DMF和去离子水超声混合2h，加入KH-550和全氟癸基三乙氧基硅烷，60℃下搅拌反应8-10h，离心，沉淀洗涤干燥，得到功能化氮化硼。
4.根据权利要求1所述的洗涤液塑料包装瓶用塑料，其特征在于，环氧化二甲苯酮由以下步骤制成：
将紫外线吸收剂UV-0和THF混合后加入环氧氯丙烷，升温至70-75℃，滴加质量分数20％的氢氧化钠溶液，滴加结束后搅拌反应2h，用乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸，得到环氧基二甲苯酮。
5.根据权利要求4所述的洗涤液塑料包装瓶用塑料，其特征在于，紫外线吸收剂UV-0、THF、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为2.1-2.2g：30-40mL：4.2-4.6g：15-20mL。
6.根据权利要求1所述的洗涤液塑料包装瓶用塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性氮化硼、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合后经双螺杆挤出机挤出，得到洗涤液塑料包装瓶用塑料。
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Denomination of invention: A plastic for washing liquid plastic packaging bottles and its preparation method Granted publication date: 20230818 Pledgee: Ma'anshan Jialing River Road Sub branch of Huishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: MAANSHAN HENGYUE PLASTIC Co.,Ltd. Registration number: Y2024980020447 |