CN117264248B - 一种耐高温环保cpet片材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐高温环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：在PA612材料上涂抹改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材。本发明所述的耐高温环保CPET片材的制备方法采用改性粘结剂将PA612材料与CPET材料粘结起来，改性粘结剂中采用改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分进行复配，显著提高了粘结层的粘结性与柔韧性，使改性粘结剂与PA612材料、CPET材料的粘结更加牢固，片材弯折后不易断裂，从而提高了片材的机械性能。
Description
技术领域
本发明属于化学领域，尤其是涉及一种耐高温环保CPET片材的制备方法。
背景技术
可循环再利用的结晶聚对苯二甲酸酯(rCPET)由混合瓶片转化、挤出得到，在德国、奥地利和瑞士已经实施了从PET瓶收集系统中回收瓶片，目前主要集中于透明和单色的PET片。这些可以相对容易地重新循环成透明的食品包装。
尼龙612（PA612）又称聚酰胺612，其主要成分为聚十二烷酰己二胺，属于长碳链尼龙。尼龙612具有尺寸稳定性好、耐拉伸强度高、抗冲击强度高、相对宽度小、密度小、耐低温、耐腐蚀、吸水率低等特点。
目前市场上的烤箱容器主要以家用烤盘和一次性烤盘为主，家用烤盘以铁，钢为材料压铸而成，次性烤盘则以铝箔制成。在使用和存放过程中，两者也存在一些基本弱点：铁、钢类烤盘容易生锈，沉重，携带不便；铝箔类烤盘虽然轻便，但容易变形。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种耐高温环保CPET片材的制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种耐高温环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：在PA612材料上涂抹改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材。所述的CPET片材可为选用可循环再利用的结晶聚对苯二甲酸酯(rCPET)。
进一步，所述的改性粘结剂包括质量比为1:10-500的改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分。
优选的，所述的改性粘结剂包括质量比为1:10-80的改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分。
进一步，所述的改性聚丙烯短纤维乳液由包括如下步骤的方法制成：将聚丙烯短纤维粉碎后浸入酸液中，浸泡后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液。
进一步，所述的聚丙烯短纤维与含有微粒的乳液的质量为1：1-10；所述的酸液为稀硫酸；所述的浸泡的时间为1-10小时。
进一步，所述的含有微粒的乳液由包括如下步骤的方法制得：将丙烯酸、1,6己二醇二丙烯酸酯和70％的过氧化苯甲酰溶于丙烯酸异辛酯中，得到的混合物，将所述的混合物加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，得到混合溶液，使用匀浆机将所述的混合进行乳化，乳化至液滴的尺寸小于5μ，然后将所述的乳液进行加热，氩气脱气，反应完成后得到所述的含有微粒的乳液。
进一步，所述的含有微粒的乳液的微粒的平均直径小于等于5微米。
进一步，所述的十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度为0.1-1w%；所述的丙烯酸异辛酯与所述的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量比为1:1-5；所述的丙烯酸、1,6己二醇二丙烯酸酯、70％的过氧化苯甲酰和丙烯酸异辛酯的质量比为1-5:1-5:1:100-500。
所述的含有微粒的乳液由包括如下步骤的方法制得：
（1）将4.2g丙烯酸、4.2g 1,6己二醇二丙烯酸酯和1.13g 70％的过氧化苯甲酰溶于230g丙烯酸异辛酯中，得到的混合物；
（2）将所述的混合物加入到360g十二烷基苯磺酸钠溶液（0.2 w%）中，得到混合溶液，使用匀浆机将所述的混合进行乳化，乳化至液滴的尺寸小于5μ，然后将所述的乳液进行65℃加热，氩气脱气，反应12小时后得到所述的含有微粒的乳液。
进一步，所述的改性粘结剂由包括如下步骤的方法制成：将所述的改性聚丙烯短纤维乳液加入至硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂。
所述的硅树脂粘结组分由包括如下步骤的方法制得：
（1）向反应釜中加入10kg甲苯与15kg纯水，搅拌后将20kg二甲基二氯硅烷、25kg苯基三氯硅烷与30kg甲苯加入高位槽，混合均匀；
（2）将高位槽中的卤代硅烷甲苯混合液缓慢匀速滴加至反应釜中，滴加时间为5h，反应釜温度为25-40℃，滴加完毕继续搅拌2h；
（3）静置分液，去掉下层水相，保留上层有机相，有机相水洗至pH＝6；
（4）加入3.5kg四硼酸钠，搅拌2h至完全溶解，将反应釜升温至 90-120℃，-0.03MPa条件下减压蒸馏去除有机溶剂和残留的水分；
（5）加入0.3kg催化剂辛酸锌，升温至140℃，聚合反应2.5h，聚合结束降温至60-80℃，加入2kg异丙醇、1.2kg偶联剂KH792、与甲苯，调节固含量至18%即成。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的耐高温环保CPET片材的制备方法采用改性粘结剂将PA612材料与CPET材料粘结起来，改性粘结剂中采用改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分进行复配，显著提高了粘结层的粘结性与柔韧性，使改性粘结剂与PA612材料、CPET材料的粘结更加牢固，片材弯折后不易断裂，从而提高了片材的机械性能。
本发明所述的改性聚丙烯短纤维乳液先将聚丙烯短纤维进行表面处理，使其表面产生微孔，增大了比表面积，然后浸入含有微粒的乳液中，表面粘附有微粒的聚丙烯短纤维与硅树脂粘结组分混合后，使聚丙烯短纤维与硅树脂粘结组分的结合更加紧密，从而提高了粘结层的柔韧性，微粒具有固有压敏粘合性，微粒使聚丙烯短纤维与PA612材料、CPET材料的粘合更加牢固；同时，硅树脂粘结组分引入含硼化合物，硼具有稳定自由基的作用，使硅树脂粘结组分的主链受热时更加牢固，不易断裂。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例与对比例中的硅树脂粘结组分由包括如下步骤的方法制得：
（1）向反应釜中加入10kg甲苯与15kg纯水，搅拌后将20kg二甲基二氯硅烷、25kg苯基三氯硅烷与30kg甲苯加入高位槽，混合均匀；
（2）将高位槽中的卤代硅烷甲苯混合液缓慢匀速滴加至反应釜中，滴加时间为5h，反应釜温度为25-40℃，滴加完毕继续搅拌2h；
（3）静置分液，去掉下层水相，保留上层有机相，有机相水洗至pH＝6；
（4）加入3.5kg四硼酸钠，搅拌2h至完全溶解，将反应釜升温至 90-120℃，-0.03MPa条件下减压蒸馏去除有机溶剂和残留的水分；
（5）加入0.3kg催化剂辛酸锌，升温至140℃，聚合反应2.5h，聚合结束降温至60-80℃，加入2kg异丙醇、1.2kg偶联剂KH792、与甲苯，调节固含量至18%即成。
本发明实施例与对比例中的含有微粒的乳液由包括如下步骤的方法制得：
（1）将4.2g丙烯酸、4.2g 1,6己二醇二丙烯酸酯和1.13g 70％的过氧化苯甲酰溶于230g丙烯酸异辛酯中，得到的混合物；
（2）将所述的混合物加入到360g十二烷基苯磺酸钠溶液（0.2 w%）中，得到混合溶液，使用匀浆机将所述的混合进行乳化，乳化至液滴的尺寸小于5μ，然后将所述的乳液进行65℃加热，氩气脱气，反应12小时后得到所述的含有微粒的乳液。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种耐高温环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到400g的含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液，该微粒的平均直径小于等于5微米；
（2）取100g改性聚丙烯短纤维乳液加入至1900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（3）在PA612材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材。
实施例2
一种耐高温环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到1000g的含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液，该微粒的平均直径小于等于5微米；
（2）取100g改性聚丙烯短纤维乳液加入至1900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（3）在PA612材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材。
实施例3
一种耐高温环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到400g的含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液，该微粒的平均直径小于等于5微米；
（2）取100g改性聚丙烯短纤维乳液加入至9900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（3）在PA612材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材。
对比例1
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维；
（2）取100g微孔聚丙烯短纤维加入至1900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（3）在PA612材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
对比例2
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100g聚丙烯短纤维加入至1900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（2）在PA612材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
对比例3
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：在PA612材料上涂抹硅树脂粘结组分，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
对比例4
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到400g的含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液，该微粒的平均直径小于等于5微米；
（2）在PA612材料上涂抹得到的改性聚丙烯短纤维乳液，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
对比例5
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：在PA612材料上涂抹市售常规粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
对比例6
一种环保CPET片材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将100g聚丙烯短纤维粉碎后浸入稀硫酸溶液中，浸泡5小时后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到400g的含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液，该微粒的平均直径小于等于5微米；
（2）取100g改性聚丙烯短纤维乳液加入至1900g硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂；
（3）在下层CPET材料上涂抹得到的改性粘结剂，静置后形成粘结层，将上层CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的环保CPET片材。
将实施例1-3得到的耐高温环保CPET片材与对比例1-6得到的环保CPET片材进行性能测试，结果如表1所示。
表1 性能测试结果
由表1可知，实施例1-3得到的片材相对于各对比例的粘度、剥离强度与断裂伸长率均有大幅提升；改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分混合后，使聚丙烯短纤维与硅树脂粘结组分的结合更加紧密，从而提高了粘结层的柔韧性，微粒具有固有压敏粘合性，微粒使聚丙烯短纤维与PA612材料、CPET材料的粘合更加牢固，从而提高了粘结层的粘度、剥离强度，相比于普通粘结剂有突出的效果，单独使用改性聚丙烯短纤维与硅树脂粘结组分均会对粘结层的粘度有严重影响，同时，硅树脂粘结组分的添加量过多或过少均会影响粘结层的粘度与剥离强度；并且，表面经酸处理后的聚丙烯短纤维提高粘附微粒的效率，粘附的微粒增多后，显著的提高了聚丙烯短纤维与硅树脂粘结组的结合作用，进而提高了粘结层的粘度、剥离强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种耐高温环保CPET片材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在PA612材料上涂抹改性粘结剂，静置后形成粘结层，将CPET材料放置于所述的粘结层上方，然后进行挤复后得到所述的耐高温环保CPET片材；
所述的改性粘结剂包括质量比为1:10-80的改性聚丙烯短纤维乳液与硅树脂粘结组分；
所述的改性聚丙烯短纤维乳液由包括如下步骤的方法制成：将聚丙烯短纤维粉碎后浸入酸液中，浸泡后得到微孔聚丙烯短纤维，将所述的微孔聚丙烯短纤维加入到含有微粒的乳液中，混合均匀后即得到所述的改性聚丙烯短纤维乳液；
所述的聚丙烯短纤维与含有微粒的乳液的质量为1：1-10；所述的酸液为稀硫酸；所述的浸泡的时间为1-10小时；
所述的含有微粒的乳液由包括如下步骤的方法制得：将丙烯酸、1,6己二醇二丙烯酸酯和70％的过氧化苯甲酰溶于丙烯酸异辛酯中，得到的混合物，将所述的混合物加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，得到混合溶液，使用匀浆机将所述的混合进行乳化，乳化至液滴的尺寸小于5μ，然后将所述的乳液进行加热，氩气脱气，反应完成后得到所述的含有微粒的乳液；
所述的硅树脂粘结组分由包括如下步骤的方法制得：
（1）向反应釜中加入10kg甲苯与15kg纯水，搅拌后将20kg二甲基二氯硅烷、25kg苯基三氯硅烷与30kg甲苯加入高位槽，混合均匀；
（2）将高位槽中的卤代硅烷甲苯混合液缓慢匀速滴加至反应釜中，滴加时间为5h，反应釜温度为25-40℃，滴加完毕继续搅拌2h；
（3）静置分液，去掉下层水相，保留上层有机相，有机相水洗至pH＝6；
（4）加入3.5kg四硼酸钠，搅拌2h至完全溶解，将反应釜升温至 90-120℃，-0.03MPa条件下减压蒸馏去除有机溶剂和残留的水分；
（5）加入0.3kg催化剂辛酸锌，升温至140℃，聚合反应2.5h，聚合结束降温至60-80℃，加入2kg异丙醇、1.2kg偶联剂KH792、与甲苯，调节固含量至18%即成。
2.根据权利要求1所述的耐高温环保CPET片材的制备方法，其特征在于：所述的含有微粒的乳液的微粒的平均直径小于等于5微米。
3.根据权利要求1所述的耐高温环保CPET片材的制备方法，其特征在于：所述的十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度为0.1-1w%；所述的丙烯酸异辛酯与所述的十二烷基苯磺酸钠溶液的质量比为1:1-5；所述的丙烯酸、1,6己二醇二丙烯酸酯、70％的过氧化苯甲酰和丙烯酸异辛酯的质量比为1-5:1-5:1:100-500。
4.根据权利要求1所述的耐高温环保CPET片材的制备方法，其特征在于：所述的改性粘结剂由包括如下步骤的方法制成：将所述的改性聚丙烯短纤维乳液加入至硅树脂粘结组分中，均匀混合后得到所述的改性粘结剂。
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