CN117384459B - 一种防滑抗摔香水瓶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及香水瓶技术领域，公开了一种防滑抗摔香水瓶及其制备方法；制备一种用于制备抗摔香水瓶的基体材料，包括以下原料，按质量份数计：10～15份油酸钠改性填料、80～90份甲基丙烯酸甲酯单体、1～2份过氧化苯甲酰、10～15份蓖麻油基超支化聚酯、2～5份木质素、0.05～0.1份氨基磺酸；油酸钠改性填料包括以下原料，按质量份数计：0.2～0.5份油酸钠、200～400份水、2～5份纳米碳酸钙、2～5份纳米二氧化钛、2～5份纳米氧化锌；本发明制得的基体材料韧性好、抗冲击性能好，用该基体材料制备的香水瓶具有抗摔性能；将制得的抗摔香水瓶外表面用酸蚀刻液处理10～20min，清洗干燥得防滑抗摔香水瓶。
Description
技术领域
本发明涉及香水瓶技术领域，公开了一种防滑抗摔香水瓶及其制备方法。
背景技术
随生活水平的提高和消费观念的转变，香水瓶已经不仅仅是盛放香水的容器，更是一种可收藏的工艺品。现有香水瓶常用有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)制作，与玻璃相比，有机玻璃抗碎裂性能、机械强度好，同时拥有耐腐蚀，耐湿，耐晒等性能。
当下对塑料的使用性能的要求越来越来高，增韧改性一直都是有机玻璃改性中最重要的方面之一，市面上广泛应用的PP、PVC等塑料都需要进行增韧改性，对聚甲基丙烯酸甲酯进行增韧改性提升其抗冲击性能也是研究的热点。同时，有机玻璃表面硬度低，不耐刮擦，使用过程中易擦伤，严重影响产品的外观。
因此，制备一种韧性好、抗冲击性能好、硬度高、强度好的基体材料，并以该基体材料制备一种具有以上优秀性能的防滑抗摔香水瓶具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防滑抗摔香水瓶及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种防滑抗摔香水瓶的制备方法：包括以下步骤：S1：取油酸钠改性填料、甲基丙烯酸甲酯单体、乙醇、过氧化苯甲酰，升温搅拌，加入蓖麻油基超支化聚酯，搅拌反应，加入木质素、氨基磺酸，搅拌反应，得基体材料；将基体材料冷却，倒入模具固化，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S2：取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面，用丙酮、清水清洗，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
较为优化地，所述基体材料包括以下原料，按质量份数计：10～15份油酸钠改性填料、80～90份甲基丙烯酸甲酯单体、150～200份乙醇、1～2份过氧化苯甲酰、10～15份蓖麻油基超支化聚酯、2～5份木质素、0.05～0.1份氨基磺酸。
较为优化地，所述油酸钠改性填料的制备包括以下步骤：取油酸钠溶于水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热45～55℃，加入纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，保温10～20min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料。
较为优化地，所述油酸钠包括以下原料，按质量份数计：0.2～0.5份油酸钠、200～400份水、2～5份纳米碳酸钙、2～5份纳米二氧化钛、2～5份纳米氧化锌；纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌的总添加量为8～12份。
较为优化地，所述蓖麻油基超支化聚酯的制备包括以下步骤：取蓖麻油、对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至130～150℃，缓慢加入2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应2～4h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应1～2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯。
较为优化地，所述蓖麻油基超支化聚酯包括以下原料，按质量份数计：35～40份蓖麻油、0.15～0.25份对甲苯磺酸、10～20份2，2-双羟甲基丙酸。
较为优化地，所述酸蚀刻液包括以下原料，按质量份数计：60～70份水、30～40份浓硫酸、8～12份氢氟酸；酸蚀刻液处理抗摔外表面的时间为10～20min。
较为优化地，基体材料具体的制备方式包括以下步骤：取油酸钠改性填料、甲基丙烯酸甲酯单体、乙醇、过氧化苯甲酰，升温至90～100℃，搅拌20～30min，加入蓖麻油基超支化聚酯，保持90～100℃，搅拌0.5～1.5h，加入木质素、氨基磺酸，110～130℃搅拌2～3h，得基体材料。
较为优化地，所述固化的条件为：40～50℃固化12h，90～100℃固化2～3h。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)制备一种用于制作抗摔香水瓶的基体材料，原料包括油酸钠改性填料、甲基丙烯酸甲酯单体、蓖麻油基超支化聚酯、木质素，其中，油酸钠改性填料为油酸钠改性的纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，填料的引入能增强基体材料的硬度，提升其耐刮擦性能，油酸钠吸附在纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌表面，引入双键结构，使其能够参与甲基丙烯酸甲酯的原位接枝聚合反应，使填料在基体材料中分散均匀，相容性好；蓖麻油超支化聚酯在聚合过程中引入，与聚甲基丙烯酸甲之相互贯穿或缠结，形成交织聚合物网络，能够改善基体材料的韧性，反应一段时间后再引入木质素，木质素的引入降低基体材料的交联密度，提高自由体积，使得基体材料的韧性、力学性能都增加，弥补了引入蓖麻油超支化聚酯柔性结构导致的拉伸性能下降问题。
(2)对抗摔香水瓶外表面进行短暂的酸蚀刻处理，在透明度下降不多的基础下增加其防滑性。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中包括以下原料：过氧化苯甲酰(CAS：94-36-0)；蓖麻油(S24344，上海源叶生物科技有限公司)；对甲苯磺酸(CAS：104-15-4)；2，2-双羟甲基丙酸(CAS：4767-03-7)；浓硫酸(硫酸含量98％)；氢氟酸(氢氟酸浓度40％)；油酸钠(RAYNOL PM-1440，青岛瑞诺化工有限公司)；纳米碳酸钙(JK-R1008，上海晶抗生物工程有限公司)；纳米二氧化钛(5～10nm，克拉玛尔上海谱振生物科技有限公司)；纳米氧化锌(30±10nm，克拉玛尔上海谱振生物科技有限公司)；甲基丙烯酸甲酯单体(CAS：80-62-6)；乙醇(CAS：64-17-5)；木质素(U-13C，上海甄准生物科技有限公司)；氨基磺酸(CAS：5329-14-6)；
以下份数为质量份；
实施例1：S1：取38份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入15份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.4份油酸钠溶于300份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取13份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入14份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌1h，加入4份木质素、0.05份氨基磺酸，120℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
实施例2：S1：取35份蓖麻油、0.15份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入10份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.2份油酸钠溶于200份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入5份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、2份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取10份油酸钠改性填料、80份甲基丙烯酸甲酯单体、150份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入10份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌1h，加入2份木质素、0.05份氨基磺酸，130℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取60份水、30份浓硫酸、8份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
实施例3：S1：取40份蓖麻油、0.25份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入20份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.5份油酸钠溶于400份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入5份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取15份油酸钠改性填料、90份甲基丙烯酸甲酯单体、200份乙醇、2份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入15份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌1h，加入5份木质素、0.1份氨基磺酸，130℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取70份水、40份浓硫酸、12份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
实施例4：S1：取36份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至130℃，缓慢加入18份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应2h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.3份油酸钠溶于400份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热45℃，加入4份纳米碳酸钙、3份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温18min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取11份油酸钠改性填料、80份甲基丙烯酸甲酯单体、160份乙醇、2份过氧化苯甲酰，升温至90℃，搅拌20min，加入15份蓖麻油基超支化聚酯，保持100℃，搅拌1.5h，加入5份木质素、0.1份氨基磺酸，110℃搅拌3h，得基体材料；将基体材料冷却至50℃，倒入模具50℃固化12h，100℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取60份水、40份浓硫酸、8份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面12min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
对比例1(用蓖麻油代替蓖麻油超支化聚酯，其余方法步骤与实施例1一致)：S1：称取0.4份油酸钠溶于300份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S2：取13份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入14份蓖麻油，保持95℃，搅拌1h，加入4份木质素、0.05份氨基磺酸，120℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S3：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
对比例2(不引入木质素，其余方法步骤与实施例1一致)：S1：取38份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入15份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.4份油酸钠溶于300份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取13份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入14份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌3h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
对比例3(改变木质素和蓖麻油基超支化聚酯的加入量和加入顺序，其余方法步骤与实施例1一致)：S1：取38份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入15份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.4份油酸钠溶于300份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取13份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入14份木质素，保持95℃，搅拌1h，加入4份蓖麻油基超支化聚酯、0.05份氨基磺酸，120℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
对比例4(不对纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌做改性处理，直接在制备过程中加入，其余方法步骤与实施例1一致)：S1：取38份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入15份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：取13份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入14份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌1h，加入4份木质素、4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌、0.05份氨基磺酸，120℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S3：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
对比例5(改变油酸钠改性填料、蓖麻油基超支化聚酯、木质素的加入量，其余方法步骤与实施例1一致)：S1：取38份蓖麻油、0.2份对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至140℃，缓慢加入15份2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应3h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
S2：称取0.4份油酸钠溶于300份水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热50℃，加入4份纳米碳酸钙、2份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌，保温15min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
S3：取18份油酸钠改性填料、85份甲基丙烯酸甲酯单体、180份乙醇、1份过氧化苯甲酰，升温至95℃，搅拌25min，加入18份蓖麻油基超支化聚酯，保持95℃，搅拌1h，加入8份木质素、0.05份氨基磺酸，120℃搅拌2h，得基体材料；将基体材料冷却至45℃，倒入模具45℃固化12h，95℃固化3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S4：取66份水、35份浓硫酸、10份40％氢氟酸，混合均匀得酸蚀刻液；取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面15min，用丙酮、清水各清洗3次，干燥，得防滑抗摔香水瓶。
实验：取实施例1～4、对比例1～5制备得到的防滑抗摔香水瓶；(1)参考GB/T2571-1995标准，使用ZXJ250型简支梁冲击试验机测试其抗冲击性能；(2)参考GB/T2568-1995标准，使用RGT230型微机控制电子万能材料试验机测试其拉伸性能；(3)参考GB/T2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定标准测试其透光率；具体数据见下表；
结论：由上表可知，实施例制得的防滑抗摔香水瓶性能优异；对比例1中用蓖麻油代替蓖麻油基超支化聚酯，虽蓖麻油也有增韧能力，但无法像蓖麻油基超支化聚酯一样与聚甲基丙烯酸甲之相互贯穿或缠结，形成交织聚合物网络，因此性能略有下降；对比例2未添加木质素，因此拉伸强度下降；对比例3改变木质素和蓖麻油基超支化聚酯的加入量和加入顺序，木质素过量导致透明度下降明显，不适用于香水瓶制备；对比例4不对纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌做改性处理，导致其分散性差，香水瓶的三项性能均降低；对比例5加大了油酸钠改性填料、蓖麻油基超支化聚酯、木质素，导致透明度下降幅度较大。综上，本发明制备的防滑抗摔香水瓶抗冲击性能好、力学性能好、透明度好，具有应用价值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (2)
1.一种防滑抗摔香水瓶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：取油酸钠改性填料、甲基丙烯酸甲酯单体、乙醇、过氧化苯甲酰，升温至90~100℃，搅拌20~30min，加入蓖麻油基超支化聚酯，保持90~100℃，搅拌0.5~1.5h，加入木质素、氨基磺酸，110~130℃搅拌2~3h，得基体材料；将基体材料冷却，倒入模具，40~50℃固化12h，90~100℃固化2~3h，冷却脱模，得抗摔香水瓶；
S2：取抗摔香水瓶，用酸蚀刻液处理其外表面，用丙酮、清水清洗，干燥，得防滑抗摔香水瓶；
按质量份数计，所述基体材料的原料为：10~15份油酸钠改性填料、80~90份甲基丙烯酸甲酯单体、150~200份乙醇、1~2份过氧化苯甲酰、10~15份蓖麻油基超支化聚酯、2~5份木质素、0.05~0.1份氨基磺酸；
所述油酸钠改性填料的制备包括以下步骤：取油酸钠溶于水中，搅拌溶解，通入氮气，油浴加热45~55℃，加入纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，保温10~20min，真空抽滤，洗涤，干燥，得到油酸钠改性填料；
所述油酸钠改性填料包括以下原料，按质量份数计：0.2~0.5份油酸钠、200~400份水、2~5份纳米碳酸钙、2~5份纳米二氧化钛、2~5份纳米氧化锌；纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米氧化锌的总添加量为8~12份；
所述蓖麻油基超支化聚酯的制备包括以下步骤：取蓖麻油、对甲苯磺酸，搅拌均匀，油浴加热至130~150℃，缓慢加入2，2-双羟甲基丙酸，氮气保护下反应2~4h，抽真空至绝对压力为0.01MPa，反应1~2h，冷却得蓖麻油基超支化聚酯；
所述蓖麻油基超支化聚酯包括以下原料，按质量份数计：35~40份蓖麻油、0.15~0.25份对甲苯磺酸、10~20份2，2-双羟甲基丙酸；
所述酸蚀刻液包括以下原料，按质量份数计：60~70份水、30~40份浓硫酸、8~12份氢氟酸；酸蚀刻液处理抗摔外表面的时间为10~20min。
2.根据权利要求1所述的一种防滑抗摔香水瓶的制备方法得到的防滑抗摔香水瓶。
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