CN115340723A - 一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及注塑包装桶技术领域，具体涉及一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法；注塑包装桶包括如下重量份的原料：改性聚丙烯树脂100份；抗氧剂0.1～1份；色剂0.1～2份；改性纳米粉体1～10份；马来酸酐接枝聚丙烯2～8份；石蜡油1～3份；并对应提出制备方法，包括如下步骤：制备改性聚丙烯树脂备用；制备改性纳米粉体备用；将各原料按重量份于105～140℃条件下混合后搅拌均匀，获取第一混合料；将第一混合料投入单螺杆挤出机中造粒，最后注塑成型即可制备注塑包装桶，从而有效应对低温地区的使用需求，另一方面对应提出制备方法，对应原料组成的改进，来适配制备方法，从而满足制造注塑包装桶的需求。

Description

一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法
技术领域
本发明涉及注塑包装桶技术领域，尤其涉及一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)作为一种有着较为广泛应用范围的通用塑料，在注塑成型包装桶中有着较多的应用，但是PP的脆性较高，在低温时会使得由聚乙烯制备的注塑包装桶的韧性严重下降，因而在部分低温地区，无法使用由PP制成的注塑包装桶，因而限制了注塑包装桶的应用范围；
迫切需要对注塑包装桶的性能进行改进，以适应低温环境下的韧性需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法，以解决现有技术中存在的由PP制备的注塑包装桶无法适应低温环境的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶，包括如下重量份的原料：
改性聚丙烯树脂100份；
抗氧剂0.1～1份；
色剂0.1～2份；
改性纳米粉体1～10份；
马来酸酐接枝聚丙烯2～8份；
石蜡油1～3份；
其中，所述改性聚丙烯树脂为聚丙烯树脂与氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的共混物。
通过在注塑包装桶的原料内添加改性聚丙烯树脂，有效提升注塑包装桶的耐低温性能和韧性，从而满足聚丙烯树脂制备的注塑包装桶在冬季气温较低的情况下的使用需求。
本发明还提出一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，用以制备如上述所述的具有耐低温高韧性的注塑包装桶，
包括如下步骤：
制备改性聚丙烯树脂备用；
制备改性纳米粉体备用；
将各原料按重量份于105～140℃条件下混合后搅拌均匀，获取第一混合料；
将所述第一混合料投入单螺杆挤出机中造粒，最后注塑成型即可制备注塑包装桶。
对应注塑包装桶原料的改进，适应性的改进制备方法，通过将原料进行前期制备后，再进行后续的投放，从而使得原料能充分的混匀后被所述单螺杆挤出机进行挤出造粒，从而满足后续注塑制造包装桶的需求。
其中，所述制备改性聚丙烯树脂包括如下步骤：
将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂在真空干燥箱内80℃干燥6h，以消除聚合物中的水分；
将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂按照重量比20～80:100的比例混合后制备共混料，共混料在高速搅拌机中充分搅拌；
设定挤出机温度，挤出机转速为180r/min，喂料速度为10r/min；
共混料熔融挤出后，冷却造粒，将物料放入烘箱内干燥6h，烘箱温度为80℃；
将制备的料粒投入注塑机中，温度逐渐升高至200℃，防止流延现象出现，以制备改性聚丙烯树脂。
以制备的改性聚丙烯树脂为原料进行性能测试：
分别以氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物：聚丙烯树脂按重量比分为20:100、40:100、60：100和80:100组，在制备注塑包装桶后，对注塑包装桶的低温冲击强度进行测试，结果如下表：
Figure BDA0003714410460000021
Figure BDA0003714410460000031
根据表1中的记载，随着氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物在聚丙烯树脂中含量的增加，低温冲击强度也逐渐提升，这是因为在氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中，分散在乙烯丁烯橡胶中的聚苯乙烯玻璃化微区能够形成交联网络，交联网络在聚丙烯树脂中进行交联缠结，与聚丙烯树脂的分子链以化学键形式形成交联，因此，进行改性后的聚丙烯树脂的低温冲击强度明显增强，也即使得制备的注塑包装桶在低温条件下有着较好的韧性。
其中，所述制备改性纳米粉体包括如下步骤：
将纳米粉体加入无水乙醇溶液中，制备纳米粉体分散液；
将偶联剂分散液加入纳米粉体分散液中，并加入聚酯多元醇，乳化20min后，并将乳化的浆液调至7～8，超声分散20min，离心分散后过滤沉淀；
将沉淀用污水乙醇洗涤2-3次，经干燥、冷却、研磨封装后即可制备改性纳米粉体。
制备改性纳米粉体，通过在制造注塑包装桶时，向原料内添加改性纳米粉体，使得改性纳米粉体较容易在聚丙烯基体的表面排列，从而在聚丙烯基体的表面形成比较大量的微纳米疏水表面，从而起到较好的疏水效果，有效防止低温条件下，水汽在制备的注塑包装桶外侧冷凝为液珠的情况。
其中，所述偶联剂分散液由如下步骤制备：
将乙醇和水按90:10的体积比混合，充分分散后，加入偶联剂，搅拌水解1小时后，将体系pH调节至6-9，即可制备偶联剂分散液；
其中，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的至少一种。
通过在制备改性纳米粉体时向其中添加偶联剂分散液，使得制备的改性纳米粉体能够原位沉积在片状滑石粉或云母粉上，从而使得纳米粉体可以大量的进行添加，以避免聚丙烯基体出现无法大量添加纳米粉体的情况，导致制备的注塑包装桶无法形成微纳米疏水表面。
其中，所述纳米粉体为纳米二氧化硅和纳米氧化锌中的至少一种。
本发明的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法，在现有技术的基础上，一方面改进注塑包装桶的原料组成，通过改性聚丙烯树脂，并增设改性纳米粉体，从而使得制备的注塑包装桶有着较好的低温冲击性和疏水性，从而有效应对低温地区的使用需求，另一方面对应提出制备方法，对应原料组成的改进，来适配制备方法，从而满足制造注塑包装桶的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法的步骤示意图。
图2是本发明提供的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法的制备改性聚丙烯树脂步骤示意图。
图3是本发明提供的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法的制备改性纳米粉体步骤示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本发明提供了一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶，包括如下重量份的原料：
改性聚丙烯树脂100份；
抗氧剂0.1～1份；
色剂0.1～2份；
改性纳米粉体1～10份；
马来酸酐接枝聚丙烯2～8份；
石蜡油1～3份；
进一步的，所述改性聚丙烯树脂为聚丙烯树脂与氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的共混物。
通过在注塑包装桶的原料内添加改性聚丙烯树脂，有效提升注塑包装桶的耐低温性能和韧性，从而满足聚丙烯树脂制备的注塑包装桶在冬季气温较低的情况下的使用需求。
本发明还提出一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，用以制备如上述所述的具有耐低温高韧性的注塑包装桶，
包括如下步骤：
S101：制备改性聚丙烯树脂备用；
S102：制备改性纳米粉体备用；
S103：将各原料按重量份于105～140℃条件下混合后搅拌均匀，获取第一混合料；
S104：将所述第一混合料投入单螺杆挤出机中造粒，最后注塑成型即可制备注塑包装桶。
对应注塑包装桶原料的改进，适应性的改进制备方法，通过将原料进行前期制备后，再进行后续的投放，从而使得原料能充分的混匀后被所述单螺杆挤出机进行挤出造粒，从而满足后续注塑制造包装桶的需求。
进一步的，所述制备改性聚丙烯树脂包括如下步骤：
S201：将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂在真空干燥箱内80℃干燥6h，以消除聚合物中的水分；
S202：将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂按照重量比20～80:100的比例混合后制备共混料，共混料在高速搅拌机中充分搅拌；
S203：设定挤出机温度，挤出机转速为180r/min，喂料速度为10r/min；
S204：共混料熔融挤出后，冷却造粒，将物料放入烘箱内干燥6h，烘箱温度为80℃；
S205：将制备的料粒投入注塑机中，温度逐渐升高至200℃，防止流延现象出现，以制备改性聚丙烯树脂。
以制备的改性聚丙烯树脂为原料进行性能测试：
分别以氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物：聚丙烯树脂按重量比分为20:100、40:100、60：100和80:100组，在制备注塑包装桶后，对注塑包装桶的低温冲击强度进行测试，结果如下表：
Figure BDA0003714410460000061
根据表1中的记载，随着氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物在聚丙烯树脂中含量的增加，低温冲击强度也逐渐提升，这是因为在氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中，分散在乙烯丁烯橡胶中的聚苯乙烯玻璃化微区能够形成交联网络，交联网络在聚丙烯树脂中进行交联缠结，与聚丙烯树脂的分子链以化学键形式形成交联，因此，进行改性后的聚丙烯树脂的低温冲击强度明显增强，也即使得制备的注塑包装桶在低温条件下有着较好的韧性。
进一步的，所述制备改性纳米粉体包括如下步骤：
S301：将纳米粉体加入无水乙醇溶液中，制备纳米粉体分散液；
S302：将偶联剂分散液加入纳米粉体分散液中，并加入聚酯多元醇，乳化20min后，并将乳化的浆液调至7～8，超声分散20min，离心分散后过滤沉淀；
S303：将沉淀用污水乙醇洗涤2-3次，经干燥、冷却、研磨封装后即可制备改性纳米粉体。
制备改性纳米粉体，通过在制造注塑包装桶时，向原料内添加改性纳米粉体，使得改性纳米粉体较容易在聚丙烯基体的表面排列，从而在聚丙烯基体的表面形成比较大量的微纳米疏水表面，从而起到较好的疏水效果，有效防止低温条件下，水汽在制备的注塑包装桶外侧冷凝为液珠的情况。
进一步的，所述偶联剂分散液由如下步骤制备：
将乙醇和水按90:10的体积比混合，充分分散后，加入偶联剂，搅拌水解1小时后，将体系pH调节至6-9，即可制备偶联剂分散液；
进一步的，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的至少一种。
通过在制备改性纳米粉体时向其中添加偶联剂分散液，使得制备的改性纳米粉体能够原位沉积在片状滑石粉或云母粉上，从而使得纳米粉体可以大量的进行添加，以避免聚丙烯基体出现无法大量添加纳米粉体的情况，导致制备的注塑包装桶无法形成微纳米疏水表面。
进一步的，所述纳米粉体为纳米二氧化硅和纳米氧化锌中的至少一种。
本发明的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶及其制备方法，在现有技术的基础上，一方面改进注塑包装桶的原料组成，通过改性聚丙烯树脂，并增设改性纳米粉体，从而使得制备的注塑包装桶有着较好的低温冲击性和疏水性，从而有效应对低温地区的使用需求，另一方面对应提出制备方法，对应原料组成的改进，来适配制备方法，从而满足制造注塑包装桶的需求。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶，其特征在于，包括如下重量份的原料：
改性聚丙烯树脂100份；
抗氧剂0.1～1份；
色剂0.1～2份；
改性纳米粉体1～10份；
马来酸酐接枝聚丙烯2～8份；
石蜡油1～3份；
其中，所述改性聚丙烯树脂为聚丙烯树脂与氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的共混物。
2.一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，用以制备如权利要求1所述的具有耐低温高韧性的注塑包装桶，其特征在于，
包括如下步骤：
制备改性聚丙烯树脂备用；
制备改性纳米粉体备用；
将各原料按重量份于105～140℃条件下混合后搅拌均匀，获取第一混合料；
将所述第一混合料投入单螺杆挤出机中造粒，最后注塑成型即可制备注塑包装桶。
3.如权利要求2所述的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，其特征在于，
所述制备改性聚丙烯树脂包括如下步骤：
将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂在真空干燥箱内80℃干燥6h，以消除聚合物中的水分；
将氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯树脂按照重量比20～80:100的比例混合后制备共混料，共混料在高速搅拌机中充分搅拌；
设定挤出机温度，挤出机转速为180r/min，喂料速度为10r/min；
共混料熔融挤出后，冷却造粒，将物料放入烘箱内干燥6h，烘箱温度为80℃；
将制备的料粒投入注塑机中，温度逐渐升高至200℃，防止流延现象出现，以制备改性聚丙烯树脂。
4.如权利要求3所述的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，其特征在于，
所述制备改性纳米粉体包括如下步骤：
将纳米粉体加入无水乙醇溶液中，制备纳米粉体分散液；
将偶联剂分散液加入纳米粉体分散液中，并加入聚酯多元醇，乳化20min后，并将乳化的浆液调至7～8，超声分散20min，离心分散后过滤沉淀；
将沉淀用污水乙醇洗涤2-3次，经干燥、冷却、研磨封装后即可制备改性纳米粉体。
5.如权利要求4所述的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，其特征在于，
所述偶联剂分散液由如下步骤制备：
将乙醇和水按90:10的体积比混合，充分分散后，加入偶联剂，搅拌水解1小时后，将体系pH调节至6-9，即可制备偶联剂分散液；
其中，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的至少一种。
6.如权利要求5所述的一种具有耐低温高韧性的注塑包装桶的制备方法，其特征在于，
所述纳米粉体为纳米二氧化硅和纳米氧化锌中的至少一种。
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