CN115304891A - 一种pet基吸塑盒及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吸塑盒(IPC分类号：C08L67/02)，尤其涉及一种PET基吸塑盒及其制备工艺。本发明制备的一种PET基吸塑盒，按重量份计，原料至少包括：PET 70～90份，共聚酯8～10份，加工助剂1～3份，催化剂0.1～0.3份，改性乙烯‑辛烯共聚物2～4份。具有优异的耐热性能，并具有良好的加工性能和吸塑性能。
Description
技术领域
本发明涉及吸塑盒(IPC分类号：C08L67/02)，尤其涉及一种PET基吸塑盒及其制备工艺。
背景技术
吸塑盒是一种用吸塑工艺生产出来的塑料制品，塑料的加工领域目前是以热塑成为主，而吸塑正是以热塑性塑料板材为成型对象。吸塑的成本低，如今吸塑成型已经成为和注塑及吸塑成型一样广泛应用的成型方法。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)凭借其优良的韧性、高强度、高透明性，以及可回收再生利用、燃烧不产生有害气体的优异环保性能，受到消费者和生产者的极大青睐，但是PET由于是结晶材料，玻璃转化温度高，模塑温度高，加工成型困难，用于剪刀切割时，对到刀具的磨损特别严重；此外，由于PET中的酯键，使其高温和水蒸气的条件下不耐水，酸以及碱的作用，因此需要改性和共混改进其加共成型的性能。
专利申请为CN105524433A公开了一种高韧性PET的制备方法，在此专利中，将分子量高，支化程度高的支化聚苯乙烯与PET通过熔融共混制备出加工性能良好的高韧性PET，但是该方法制备的PET/BPS共混物韧性很大，对刀具磨损严重，不适合用于一次吸塑成型包装。
因此，本发明制备的一种PET基吸塑材料，具有优异的耐热性能，并具有良好的加工性能和吸塑性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明制备的一种PET基吸塑盒，按重量份计，原料至少包括：PET 70～90份，共聚酯8～10份，加工助剂1～3份，催化剂0.1～0.3份，改性乙烯-辛烯共聚物2～4份。
作为一种优选的方案，所述PET，共聚酯的重量比为(8～10)：1。
作为一种优选的方案，所述PET的密度为1.6～1.7g/cm3，可市售，例如美国杜邦415HP NC010。
作为一种优选的方案，所述共聚酯为PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)。
作为一种优选的方案，所述PETG的玻璃化转化温度为80～82℃，可市售，例如美国伊士曼6763。
本申请人发现，当密度为1.6～1.7g/cm3的PET，玻璃化转化温度为80～82℃的PETG的重量比为(8～10)：1时，可以提高吸塑材料的强度，也提高了吸塑材料的低温加工性能，可降低生产过程中的加工温度，同时也提高了吸塑材料的耐热和耐蒸汽性能。本申请人推测：玻璃化转化温度为80～82℃的PETG中的环形结构，将密度为1.6～1.7g/cm3的PET中的短分子链包围，容易规整排列，造成局部的均匀的结晶，从而提高了吸塑材料的吸塑材料的耐热和耐蒸汽性能，同时也改善了吸塑材料的加工性能。但是当玻璃化转化温度为80～82℃的PETG，密度为1.6～1.7g/cm3的PET的重量比过小时，其吸塑材料的韧性较差，这可能是由于PET含量大，而环结构少，在制备的过程中PET容易聚在一起，形成结晶结构。而当玻璃化转化温度为80～82℃的PETG，密度为1.6～1.7g/cm3的PET的重量比过大时，其分子链的环结构阻碍结晶的形成，从而使吸塑材料的强度大大的降低。
作为一种优选的方案，所述加工助剂为PMMA-g-MAH(聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐)，E-MA-GMA(乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯)，MGE(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物)的一种或多种。
作为一种优选的方案，所述加工助剂为E-MA-GMA。
作为一种优选的方案，所述E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为(63～65):(23～25)：8。所述E-MA-GMA的熔体流动速率为5.8～6.2g/10min。
作为一种优选的方案，所述E-MA-GMA，可市售，例如法国阿托菲纳公司。
本申请人在实验过程中发现，当E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为(63～65):(23～25)：8时，在有效地提高吸塑材料的拉伸强度的同时，也提高了产品的易切割效果。本申请人推测：PET其较强的结晶能力，在制备过程中，以聚集发生结晶，E-MA-GMA的加入，其分子链上的环氧基团与PET和PETG的反应几率增加，从而使PET和PETG界面的结构发生变化，界面的作用力提高。此外，当m(E)/m(MA)/m(GMA)为(63～65):(23～25)：8时，PETG，PET的热稳定性最佳，同时具有优异的切割效果。这可能是由于当m(E)/m(MA)/m(GMA)为(63～65):(23～25)：8时，与PETG，PET的亲和力最强，提高了分子链间的结合力，从而提高了吸塑材料的热稳定性能。此外，在高温及剪切力的作用下，引起PET的分子链断裂，减少了分子链的缠结，从而使吸塑材料更易切割。
作为一种优选的方案，所述催化剂为乙二醇锑，可市售，例如南通润丰石油化工有限公司。
作为一种优选的方案，所述改性乙烯-辛烯共聚物，按重量百分比计，原料包括:甲基丙烯酸缩水甘油酯1～3％，苯乙烯过氧化二异丙苯0.3～0.6％，苯乙烯3～5％，余量为乙烯-辛烯共聚物。
作为一种优选的方案，所述改性乙烯-辛烯共聚物的制备方法，其步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯，苯乙烯过氧化二异丙苯，苯乙烯，乙烯-辛烯共聚物在反应釜中混合均匀，在双螺杆挤出机中进行接枝反应，冷却，造粒。
本申请人在实验过程中发现，当时经甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的乙烯-辛烯共聚物，提高了乙烯-辛烯共聚物和PET之间的相容性，同时提高了吸塑材料的缺口冲击强度。本申请人发现：甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧官能团的存在使乙烯-辛烯共聚物与PET熔融共混的时候，其PET的亲水基团和环氧官能团发生开环加成反应，从而提高了乙烯-辛烯共聚物和PET之间的相容性。此外，当甲基丙烯酸缩水甘油酯的添加量为2～3％，其缺口冲击强度达到最佳，这可能是由于甲基丙烯酸缩水甘油酯与PET的官能团反应性急剧增强，增加了两者的相容性，同时导致乙烯-辛烯共聚物的尺寸变小，从而均匀分布在PET基体中，从而提高了吸塑材料的缺口冲击强度。当甲基丙烯酸缩水甘油酯的添加量小于2％时，甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应基团较少，乙烯-辛烯共聚物和PET之间的相容性不佳，其缺口冲击强度不高，当甲基丙烯酸缩水甘油酯的添加量大于3％时，吸塑材料的刚度降低。
作为一种优选的方案，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯，购买自杭州杰西卡化工有限公司
作为一种优选的方案，所述苯乙烯过氧化二异丙苯，购买自国药集团化学试剂有限公司。
作为一种优选的方案，所述乙烯-辛烯共聚物，购买自美国杜邦8200。
作为一种优选的方案，所述PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比为(28～29)：1。
在本发明中，本申请人发现采用甲基丙烯酸缩水甘油酯对乙烯-辛烯共聚物进行改性，提高了乙烯-辛烯共聚物和PET之间的相容性，并且当PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比为(28～29)：1时，可以有效地提高了PET的缺口冲击强度，同时也提高了尺寸稳定性能。本申请人推测：改性乙烯-辛烯共聚物中乙烯和辛烯的结构改变了PET的结晶区，在高温及剪切的作用下，使分子间的网状结构变成单向结构，从而达到了易切割的效果。当PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比过大时，吸塑材料的缺口冲击敏感，成型制品收缩率大。但是当PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比过小时，其吸塑材料的弹性模量会迅速降低，导致吸塑材料的刚性会下降，这可能是由于改性乙烯-辛烯共聚物的加入，会破坏PET原有的结晶状态，其内部的分子排列混乱从而造成吸塑材料的刚性下降。
本发明第二方面提供了一种PET基吸塑材料的包装盒，其制备工艺主要包括：
(1)将PET，共聚酯，加工助剂，催化剂，改性乙烯-辛烯共聚物分别粉碎，然后进行混合，得到混合物料；
(2)将混合物料加入挤出机里，进行挤出成型工艺得到原料板材；
(3)将原料固定在模具上方进行加热至软化，开真空，模具上移，在气压差的作用下将原料板材吸附到模具上，将成型后的原料板材从模具中取出，冷却即得吸塑盒。
作为一种优选的方案，所述步骤(3)中加热的温度为230～240℃。
有益效果：
1.本发明通过限定密度为1.6～1.7g/cm3的PET，玻璃化转化温度为80～82℃的PETG的重量比为(8～10)：1时，可以提高吸塑材料的强度，也提高了吸塑材料的低温加工性能，同时也提高了吸塑材料的耐热和耐蒸汽性能。
2.本发明通过限定当E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为(63～65):(23～25)：8时，在有效地提高吸塑材料的拉伸强度的同时，也提高了产品的易切割效果。
3.本发明经甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的乙烯-辛烯共聚物，提高了乙烯-辛烯共聚物和PET之间的相容性，同时提高了吸塑材料的缺口冲击强度，并且当甲基丙烯酸缩水甘油酯的添加量为2～3％，其缺口冲击强度达到最佳。
4.本发明通过限定PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比为(28～29)：1时，可以有效地提高了PET的缺口冲击强度，同时也提高了尺寸稳定性能。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种PET基吸塑盒，按重量份计，原料包括：PET 84份，共聚酯9份，加工助剂2份，催化剂0.2份，改性乙烯-辛烯共聚物3份。
所述PET的密度为1.68g/cm3，购买自美国杜邦415HP NC010。
所述共聚酯为PETG，所述PETG的玻璃化转化温度为81℃，购买自美国伊士曼6763。
所述加工助剂为E-MA-GMA。所述E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为64：24：8。所述E-MA-GMA的熔体流动速率为6.0g/10min，购买自法国阿托菲纳公司。
所述催化剂为乙二醇锑，购买自南通润丰石油化工有限公司。
所述改性乙烯-辛烯共聚物，按重量百分比计，原料包括：甲基丙烯酸缩水甘油酯2％，苯乙烯过氧化二异丙苯0.4％，苯乙烯4％，余量为乙烯-辛烯共聚物。
所述改性乙烯-辛烯共聚物的制备方法，其步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯，苯乙烯过氧化二异丙苯，苯乙烯，乙烯-辛烯共聚物在反应釜中混合均匀，在双螺杆挤出机中进行接枝反应，冷却，造粒。
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯，购买自杭州杰西卡化工有限公司所述苯乙烯过氧化二异丙苯，购买自国药集团化学试剂有限公司。
所述乙烯-辛烯共聚物，购买自美国杜邦8200。
本发明第二方面提供了一种PET基吸塑材料的包装盒，其制备工艺包括：
(1)将PET，共聚酯，加工助剂，催化剂，改性乙烯-辛烯共聚物分别粉碎，然后进行混合，得到混合物料；
(2)将混合物料加入挤出机里，进行挤出成型工艺得到原料板材；
(3)将原料固定在模具上方进行加热至软化，开真空，模具上移，在气压差的作用下将原料板材吸附到模具上，将成型后的原料板材从模具中取出，冷却即得吸塑盒。
所述步骤(3)中加热的温度为235℃。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种PET基吸塑盒，按重量份计，原料包括：PET 90份，共聚酯10份，加工助剂2份，催化剂0.3份，改性乙烯-辛烯共聚物4份。
所述PET的密度为1.68g/cm3，购买自美国杜邦415HP NC010。
所述共聚酯为PETG，所述PETG的玻璃化转化温度为81℃，购买自美国伊士曼6763。
所述加工助剂为E-MA-GMA。所述E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为64：24：8。所述E-MA-GMA的熔体流动速率为6.0g/10min，购买自法国阿托菲纳公司。
所述催化剂为乙二醇锑，购买自南通润丰石油化工有限公司。
所述改性乙烯-辛烯共聚物，按重量百分比计，原料包括:甲基丙烯酸缩水甘油酯2％，苯乙烯过氧化二异丙苯0.4％，苯乙烯4％，余量为乙烯-辛烯共聚物。
所述改性乙烯-辛烯共聚物的制备方法，其步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯，苯乙烯过氧化二异丙苯，苯乙烯，乙烯-辛烯共聚物在反应釜中混合均匀，在双螺杆挤出机中进行接枝反应，冷却，造粒。
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯，购买自杭州杰西卡化工有限公司所述苯乙烯过氧化二异丙苯，购买自国药集团化学试剂有限公司。
所述乙烯-辛烯共聚物，购买自美国杜邦8200。
本实施第二方面提供了一种PET基吸塑材料的包装盒，其制备工艺包括：
(1)将PET，共聚酯，加工助剂，催化剂，改性乙烯-辛烯共聚物分别粉碎，然后进行混合，得到混合物料；
(2)将混合物料加入挤出机里，进行挤出成型工艺得到原料板材；
(3)将原料固定在模具上方进行加热至软化，开真空，模具上移，在气压差的作用下将原料板材吸附到模具上，将成型后的原料板材从模具中取出，冷却即得吸塑盒。
所述步骤(3)中加热的温度为235℃。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种PET基吸塑盒，按重量份计，原料包括：PET 70份，共聚酯8份，加工助剂1份，催化剂0.1份，改性乙烯-辛烯共聚物2份。
所述PET的密度为1.68g/cm3，购买自美国杜邦415HP NC010。
所述共聚酯为PETG，所述PETG的玻璃化转化温度为81℃，购买自美国伊士曼6763。
所述加工助剂为E-MA-GMA。所述E-MA-GMA的m(E)/m(MA)/m(GMA)为64：24：8。所述E-MA-GMA的熔体流动速率为6.0g/10min，购买自法国阿托菲纳公司。
所述催化剂为乙二醇锑，购买自南通润丰石油化工有限公司。
所述改性乙烯-辛烯共聚物，按重量百分比计，原料包括:甲基丙烯酸缩水甘油酯2％，苯乙烯过氧化二异丙苯0.4％，苯乙烯4％，余量为乙烯-辛烯共聚物。
所述改性乙烯-辛烯共聚物的制备方法，其步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯，苯乙烯过氧化二异丙苯，苯乙烯，乙烯-辛烯共聚物在反应釜中混合均匀，在双螺杆挤出机中进行接枝反应，冷却，造粒。
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯，购买自杭州杰西卡化工有限公司所述苯乙烯过氧化二异丙苯，购买自国药集团化学试剂有限公司。
所述乙烯-辛烯共聚物，购买自美国杜邦8200。
本实施第二方面提供了一种PET基吸塑材料的包装盒，其制备工艺包括：
(1)将PET，共聚酯，加工助剂，催化剂，改性乙烯-辛烯共聚物分别粉碎，然后进行混合，得到混合物料；
(2)将混合物料加入挤出机里，进行挤出成型工艺得到原料板材；
(3)将原料固定在模具上方进行加热至软化，开真空，模具上移，在气压差的作用下将原料板材吸附到模具上，将成型后的原料板材从模具中取出，冷却即得吸塑盒。
所述步骤(3)中加热的温度为235℃。
对比例1
对比例1的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例1中共聚酯的添加量为20份。
对比例2
对比例2的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例2中所述改性乙烯-辛烯共聚物，按重量百分比计，原料包括:甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5％，苯乙烯过氧化二异丙苯0.3％，苯乙烯4％，余量为乙烯-辛烯共聚物。
性能测试：
(1)微生物实验：针对不溶性微粒，初始污染菌进行检测。
(2)拉伸强度：实验依据GB/1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定》。
(3)耐老化性能：参照YY/T 0681.1-2018无菌医疗器械包装试验方法，第1部分：加速老化试验(55℃，34.4天/年)。并分别测定该塑料人工加速老化前后的拉伸强度、拉伸变形率。
拉伸强度σt＝p/(b×d)
P：最大负荷(N)；b：试样宽度(mm)；d：试样厚度(mm)。
拉伸变形率＝(L1-L2)/L2×100％
L1：断后长度；
L2：原长度。
性能测试结果：
表1为实施例1～3和对比例1～2所制备医用吸塑复合包装材料的微生物实验的性能测试结果。
表1
表2是实施例1～3和对比例1～2所制备医用吸塑复合包装材料的性能测试结果。
表2
Claims (10)
1.一种PET基吸塑盒，其特征在于，按重量份计，原料包括：PET70～90份，共聚酯8～10份，加工助剂1～3份，催化剂0.1～0.3份，改性乙烯-辛烯共聚物2～4份。
2.根据权利要求1所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述PET，共聚酯的重量比为(8～10)：1。
3.根据权利要求2所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述共聚酯为PETG。
4.根据权利要求3所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述PETG的玻璃化转化温度为80～82℃。
5.根据权利要求2所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述PET的密度为1.6～1.7g/cm3。
6.根据权利要求1所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述加工助剂为PMMA-g-MAH，E-MA-GMA，MGE的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述加工助剂为E-MA-GMA。
8.根据权利要求1所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述催化剂为乙二醇锑。
9.根据权利要求1所述的PET基吸塑盒，其特征在于，所述PET，改性乙烯-辛烯共聚物的重量比为(28～29)：1。
10.一种根据权利要求1-9任一项PET基吸塑盒的制备工艺，其特征在于，其步骤包括：
(1)将PET，共聚酯，加工助剂，催化剂，改性乙烯-辛烯共聚物分别粉碎，然后进行混合，得到混合物料；
(2)将混合物料加入挤出机里，进行挤出成型工艺得到原料板材；
(3)将原料固定在模具上方进行加热至软化，开真空，模具上移，在气压差的作用下将原料板材吸附到模具上，将成型后的原料板材从模具中取出，冷却即得吸塑盒。
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| CN202210259651.7A CN115304891A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种pet基吸塑盒及其制备工艺 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101367992A (zh) * | 2008-09-25 | 2009-02-18 | 上海交通大学 | 一种聚碳酸酯/聚酯合金的制备方法 |
| US20150267049A1 (en) * | 2013-06-19 | 2015-09-24 | Lg Chem, Ltd. | Thermoplastic polyester elastomer resin composition and molding articles comprising the same |
| CN106147152A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-23 | 扬州三星塑胶有限公司 | 一种易切割pet片材及其制备方法 |
-
2022
- 2022-03-16 CN CN202210259651.7A patent/CN115304891A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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