CN117362838A - 聚丙烯复合材料及其制备方法和在吸管上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，提出了聚丙烯复合材料及其制备方法和在吸管上的应用。聚丙烯复合材料，包括聚丙烯和加工助剂；所述聚丙烯包括第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯；所述第一聚丙烯包括熔融指数为2.5~3.5g/10min的聚丙烯，所述第二聚丙烯包括熔融指数为30~35g/10min的聚丙烯，所述第三聚丙烯包括熔融指数为20~26g/10min的聚丙烯。通过上述技术方案，解决了现有技术中吸管材料加工温度高、牵引速度慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的，涉及聚丙烯复合材料及其制备方法和在吸管上的应用。
背景技术
随着人们生活品质的提升，各式各样的饮品大量的被开发出来，其中许多饮品都会用到吸管，使用吸管饮用健康卫生，对于儿童、老人或病人也更安全。目前吸管市场较为成熟，市场准入的技术门槛也较低，如何在激烈的市场竞争中保持竞争优势，是吸管生产企业面临的重要问题，一是通过创意，不断推出新产品，通过产品的功能、外观等设计的差异化保持竞争力，二是通过技术创新，不断寻找新材料、新工艺，降低吸管生产成本，保持竞争力。
吸管一方面要具备良好的韧性，以满足基础工艺要求，另一方面要具有一定的强度，以便扎破用于封口的薄膜，为了保证吸管具有好的韧性和强度，目前使用的是熔融指数低的聚丙烯原料，但熔融指数低的聚丙烯原料在挤出机拉伸时需采用较高的加工温度、较低的牵引速度，导致能耗高、产量低，进而使得综合成本较高。
发明内容
本发明提出聚丙烯复合材料及其制备方法和在吸管上的应用，解决了相关技术中的吸管材料加工温度高、牵引速度慢的问题。
本发明的技术方案如下：
聚丙烯复合材料，包括聚丙烯和加工助剂；
所述聚丙烯包括第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯；
所述第一聚丙烯包括熔融指数为2.5~3.5g/10min的聚丙烯，所述第二聚丙烯包括熔融指数为30~35g/10min的聚丙烯，所述第三聚丙烯包括熔融指数为20~26g/10min的聚丙烯。
作为进一步的技术方案，所述加工助剂包括抗氧剂、增韧剂、爽滑剂、色母中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述聚丙烯包括质量比为30:40:25~50:30:17的第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯。
作为进一步的技术方案，所述第一聚丙烯为聚丙烯T30S，第二聚丙烯为聚丙烯K7726H-RC，第三聚丙烯为聚丙烯RP344R-K。
作为进一步的技术方案，所述聚丙烯和加工助剂的质量比为95:2~10。
本发明还提出了聚丙烯复合材料的制备方法，将聚丙烯与加工助剂混合均匀，熔融挤出，得到聚丙烯复合材料。
作为进一步的技术方案，所述熔融挤出中，温度包括第一段温度200~210℃、第二段温度210~220℃、第三段温度220~230℃、第四段温度220~235℃和第五段温度230~240℃。
作为进一步的技术方案，所述熔融挤出后，对挤出物料进行牵引，所述牵引的速度为93~140m/min。
当牵引的速度小于93m/min时，会降低产量，当牵引的速度大于140m/min时，会将吸管拉断，无法成型。
作为进一步的技术方案，所述熔融挤出中，温度包括第一段温度200℃、第二段温度210℃、第三段温度220℃、第四段温度220℃、第五段温度230℃；所述熔融挤出后，对挤出物料进行牵引，所述牵引的速度为140m/min。
本发明还提出了聚丙烯复合材料或所述的制备方法制备得到的聚丙烯复合材料在吸管上的应用。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明采用熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯，熔融指数为30~35g/10min的第二聚丙烯，熔融指数为20~26g/10min的第三聚丙烯配合使用，降低了聚丙烯的加工温度、提高了牵引速度，得到的聚丙烯复合材料具有好的韧性和强度，解决了现有技术中存在的吸管材料加工温度高、牵引速度慢的问题。
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他实施例，都涉及本发明保护的范围。
以下实施例及对比例中色母为普立万CC10293181BG，熔融指数为18g/10min，购自普立万聚合体(上海)有限公司；
聚丙烯T30S的熔融指数为3.04g/10min；聚丙烯K7726H-RC的熔融指数为31.1g/10min；聚丙烯RP344R-K的熔融指数为25g/10min；聚丙烯S1003的熔融指数为3.0g/10min；聚丙烯K9035的熔融指数为35g/10min；聚丙烯K9020的熔融指数为20g/10min；聚丙烯F401的熔融指数为2.5g/10min；聚丙烯K7930的熔融指数为30g/10min；聚丙烯K9026的熔融指数为25g/10min；聚丙烯V79S的熔融指数为18g/10min；聚丙烯K2328的熔融指数为28g/10min。
实施例1
将35份聚丙烯T30S、40份聚丙烯K7726H-RC、20份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例2
将35份聚丙烯S1003、40份聚丙烯K9035、20份聚丙烯K9020、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例3
将35份聚丙烯F401、40份聚丙烯K7930、20份聚丙烯K9026、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例4
将35份聚丙烯T30S、25份聚丙烯K7726H-RC、35份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例5
将35份聚丙烯T30S、45份聚丙烯K7726H-RC、15份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例6
将30份聚丙烯T30S、40份聚丙烯K7726H-RC、25份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于200℃/210℃/220℃/220℃/230℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例7
将40份聚丙烯T30S、30份聚丙烯K7726H-RC、26份聚丙烯RP344R-K、4份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于210℃/220℃/230℃/230℃/240℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
实施例8
将50份聚丙烯T30S、30份聚丙烯K7726H-RC、17份聚丙烯RP344R-K、3份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于210℃/220℃/230℃/230℃/240℃下挤出，在速度为93m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例1
将95份聚丙烯T30S、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于220℃/230℃/230℃/240℃/250℃下挤出，在速度为81m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例2
将95份聚丙烯K7726H-RC、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于200℃/210℃/220℃/220℃/230℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例3
将35份聚丙烯T30S、60份聚丙烯K7726H-RC、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例4
将35份聚丙烯T30S、65份聚丙烯K7726H-RC、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例5
将35份聚丙烯T30S、60份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于210℃/220℃/230℃/230℃/240℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例6
将35份聚丙烯T30S、65份聚丙烯RP344R-K、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于210℃/220℃/230℃/230℃/240℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例7
将20份聚丙烯T30S、50份聚丙烯K7726H-RC、25份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于210℃/220℃/230℃/230℃/240℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例8
将60份聚丙烯T30S、20份聚丙烯K7726H-RC、15份聚丙烯RP344R-K、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于215℃/225℃/235℃/235℃/245℃下挤出，在速度为93m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例9
将35份聚丙烯T30S、40份聚丙烯K7726H-RC、20份聚丙烯V79S、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为124m/min下进行牵引，得到吸管。
对比例10
将35份聚丙烯T30S、40份聚丙烯K7726H-RC、20份聚丙烯K2328、5份增韧剂6102、1份色母在螺杆转速为35r/min的挤出机中混合均匀，于205℃/215℃/225℃/235℃/235℃下挤出，在速度为140m/min下进行牵引，得到吸管。
性能测试：
使用200g砝码垂直下落，高度250mm，分别撞击实施例1~8及对比例1~10得到的吸管，如吸管发生开裂则不合格，并根据以下公式计算合格率：
合格率（%）=合格吸管个数/测试吸管个数×100
结果记录在表1。
表1聚丙烯原料、加工温度、牵引速度和吸管的合格率
由表1可以看出，本发明提供的聚丙烯复合材料的加工温度在210℃/220℃/230℃/230℃/240℃以下，牵引速度在93m/min以上，合格率为100%，具有低的加工温度、高的牵引速度、好的韧性和高强度。
实施例1~8与对比例1~6相比，实施例1~8中使用的熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯，熔融指数为30~35g/10min的第二聚丙烯和熔融指数为20~26g/10min的第三聚丙烯，对比例1中使用的熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯，对比例2中使用的熔融指数为30~35g/10min的第二聚丙烯，对比例3~4中使用的熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯和熔融指数为30~35g/10min的第二聚丙烯，对比例5~6中使用的熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯和熔融指数为20~26g/10min的第三聚丙烯。实施例1~8得到的聚丙烯复合材料的合格率高于对比例1~6，加工温度低于对比例1、牵引速度高于对比例1，说明熔融指数为2.5~3.5g/10min的第一聚丙烯，熔融指数为30~35g/10min的第二聚丙烯和熔融指数为20~26g/10min的第三聚丙烯配合使用可以降低聚丙烯的加工温度、提高牵引速度，提高聚丙烯复合材料的韧性和强度。
实施例1~8与对比例7~8相比，实施例1~8中聚丙烯包括质量比为30:40:25~50:30:17的第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯，对比例7中第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯的质量比为20:50:25，对比例8中第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯的质量比为60:20:15，实施例1~8得到聚丙烯复合材料的合格率高于对比例7~8，加工温度低于对比例8，说明当第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯的质量比为30:40:25~50:30:17时，降低聚丙烯的加工温度、提高牵引速度，提高聚丙烯复合材料的韧性和强度的效果最好。
实施例1与对比例9~10相比，实施例1中使用的聚丙烯T30S（熔融指数为2.5~3.5g/10min）、聚丙烯K7726H-RC（熔融指数为30~35g/10min）和聚丙烯RP344R-K（熔融指数为20~26g/10min），对比例9中使用的聚丙烯T30S（熔融指数为2.5~3.5g/10min）、聚丙烯K7726H-RC（熔融指数为30~35g/10min）和聚丙烯V79S（熔融指数为18g/10min），对比例10中使用的聚丙烯T30S（熔融指数为2.5~3.5g/10min）、聚丙烯K7726H-RC（熔融指数为30~35g/10min）和聚丙烯K2328（熔融指数为28g/10min），实施例1得到的聚丙烯复合材料的合格率高于对比例9~10。说明使用聚丙烯T30S（熔融指数为2.5~3.5g/10min）、聚丙烯K7726H-RC（熔融指数为30~35g/10min）和聚丙烯RP344R-K（熔融指数为20~26g/10min）时效果最好。
将实施例1~6得到的吸管参考GB/T 1040.1-2018的方法进行拉伸强度的测试，结果记录在表2。
表2 吸管的拉伸强度
由表2可以看出，本发明实施例1~6提供的吸管的拉伸强度在62MPa以上，具有良好强度。
实施例1与实施例2~3相比，实施例1中使用的聚丙烯T30S、聚丙烯K7726H-RC和聚丙烯RP344R-K，实施例2中使用的聚丙烯S1003、聚丙烯K9035和聚丙烯K9020，实施例3中使用的聚丙烯F401、聚丙烯K7930和聚丙烯K9026，实施例1得到的吸管的拉伸强度高于实施例2~3，说明使用聚丙烯T30S、聚丙烯K7726H-RC和聚丙烯RP344R-K得到的吸管的拉伸强度最高。
实施例1与实施例4~5相比，实施例1中三种聚丙烯原料的质量比为35:40:20，实施例4中三种聚丙烯原料的质量比为35:25:35，实施例5中三种聚丙烯原料的质量比为35:45:15，实施例1得到的吸管的拉伸强度高于实施例4~5，说明当聚丙烯T30S、聚丙烯K7726H-RC和聚丙烯RP344R-K的质量比为35:40:20时得到的吸管的拉伸强度最高。
以上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 (10)
1.聚丙烯复合材料，其特征在于，包括聚丙烯和加工助剂；
所述聚丙烯包括第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯；
所述第一聚丙烯包括熔融指数为2.5~3.5g/10min的聚丙烯，所述第二聚丙烯包括熔融指数为30~35g/10min的聚丙烯，所述第三聚丙烯包括熔融指数为20~26g/10min的聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述加工助剂包括抗氧剂、增韧剂、爽滑剂、色母中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯包括质量比为30:40:25~50:30:17的第一聚丙烯、第二聚丙烯和第三聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述第一聚丙烯为聚丙烯T30S，第二聚丙烯为聚丙烯K7726H-RC，第三聚丙烯为聚丙烯RP344R-K。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯和加工助剂的质量比为95:2~10。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，将聚丙烯与加工助剂混合均匀，熔融挤出，得到聚丙烯复合材料。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出中，温度包括第一段温度200~210℃、第二段温度210~220℃、第三段温度220~230℃、第四段温度220~235℃和第五段温度230~240℃。
8.根据权利要求6所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出后，对挤出物料进行牵引，所述牵引的速度为93~140m/min。
9.根据权利要求6所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出中，温度包括第一段温度200℃、第二段温度210℃、第三段温度220℃、第四段温度220℃、第五段温度230℃；所述熔融挤出后，对挤出物料进行牵引，所述牵引的速度为140m/min。
10.根据权利要求1~5任意一项所述的聚丙烯复合材料或权利要求6~9任意一项所述的制备方法制备得到的聚丙烯复合材料在吸管上的应用。
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| JP2010121054A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Japan Polypropylene Corp | ポリプロピレン系樹脂組成物およびその発泡ブロー成形体 |
| US20140329955A1 (en) * | 2013-05-06 | 2014-11-06 | Kia Motors Corporation | Polypropylene resin composition |
| CN106589584A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-04-26 | 中广核俊尔新材料有限公司 | 轻量化、耐刮擦、高光泽材料及其制备方法和在制备汽车仪表盘中的应用 |
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2023
- 2023-12-07 CN CN202311667201.2A patent/CN117362838A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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