一种包装用塑料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙烯50?70份，聚乙酰胺15?25份，阻燃剂10?20份，抗静电剂1?3份，抗菌剂3?6份，纳米氮化碳10?15份，淀粉10?18份，过氧化二异丙苯5?8份，硅烷偶联剂2?5份，分散剂1?1.5份，抗氧剂1?1.5份，光稳定剂1?1.5份；本发明包装用塑料有极好的透明度和光泽度，不吸尘、不带静电、印刷适应性好，较高的拉伸强度和伸长率，良好的耐磨性，极好的气体阻隔性和保香性；阻燃效果优异，阻燃级别达到UL94?0标准；抗菌性能极好，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率均在99％以上；表面电阻达到1010?1011Ω·m，抗静电能力十分优异。
【专利说明】
一种包装用塑料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种包装材料及其制备方法，特别是涉及一种包装用聚乙烯塑料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 在包装行业中，高分子材料制备得到的薄膜材料应用非常广泛，在包装袋、包装盒 中都有非常多的使用。薄膜材料的种类也非常多，不同材料制备得到的复合薄膜材料也具 有不同的功能和不同的形状。
[0003] 聚乙烯由于质轻、无毒，具有优异的介电性能、化学稳定性和抗腐蚀等优点，且价 格低廉，成型加工容易，可广泛应用于包装行业。随着科学技术的不断发展，对于聚乙烯材 料的性能提出了更高的要求，希望其具有更加优良的力学性能和耐热耐老化性能。因此，对 于聚乙烯的改性是目前研究的热点。CN 103881187 A公开了一种纳米碳纤维改性聚乙烯材 料，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯50%-70%、纳米碳纤维3%-15%、填料15 %-40 %、 相容剂2%-5%、分散剂0.1 %-2%、偶联剂0.1 %-1 %、抗氧剂0.1 %-1 %、其它添加剂 0.1%-1%。该发明制的纳米碳纤维改性聚乙烯材料，具有高强度、高弹性、高刚度和显著提 高抗静电能力。CN 1817954 A公开了一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法， 其复合材料的制备工艺步骤为:在反应器中通入氮气，然后将聚烯烃、未改性层状硅酸盐、 第一单体、第二单体、第三单体、引发剂，浸泡溶胀，经搅拌后将产物真空状态下干燥得到改 性母料，将母料、聚烯烃混合均匀，混炼得到聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料。然而该材料 的力学性能并不是很好，此外其耐热耐老化性能一般。
[0004]因此，制备具有优异性能的聚乙烯材料，如良好的热封性能、机械性能、气密性、防 潮性、耐热性、耐寒性、抗菌性、耐腐蚀性且制备成本适中的聚乙烯材料是市场对聚乙烯塑 料发展的必然要求。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是获得一种包装用坚固耐用、性能稳定、兼具阻燃、抗 静电和抗菌性能、耐热耐水性好的可降解改性聚乙烯塑料及其制备方法。
[0006] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] -种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:改性聚乙烯50-70份， 聚乙酰胺15-25份，阻燃剂10-20份，抗静电剂1-3份，抗菌剂3-6份，纳米氮化碳10-15份，淀 粉10-18份，过氧化二异丙苯5-8份，硅烷偶联剂2-5份，分散剂1-1.5份，抗氧剂1-1.5份，光 稳定剂1 -1.5份；
[0008] 其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤：
[0009] (1)改性聚乙烯的制备:按重量份计，称取聚乙烯30-50份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 三元共聚物12-16份、异构十三醇聚氧乙烯醚8-12份、戊二醛2-5份、普鲁兰多糖3-6份和改 性淀粉10-15份加入到体积分数为15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为35-45份;在 温度为60°(：-80°(：，？!1为8.0-9.0的条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反应 釜中，在1.2-2.5MPa，110-150°C条件下反应60-90分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
[0010] (2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混 合均匀，温度为100°C-120°C，混合时间为10-30分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后 加入按重量配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二 异丙苯、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在10(rc-120°c温度下继续混合15-20分钟;之后在双 螺杆挤出机中混炼，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300°C，螺杆转速为250-400r/min，得到包装用塑料。
[0011] 其中，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成。
[0012]所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成。
[0013]所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0014]所述改性淀粉的制备方法为：将淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10 重量份加入高速混合机进行充分混合、湿润，进行10-30分钟改性即得。
[0015] 所述硅烷偶联剂为γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷。
[0016] 所述分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、0Ρ蜡、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺(EBS)中的 一种或多种。
[0017] 所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚;所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
[0018] 本发明制备的聚乙烯塑料作为包装材料具备以下有益效果:极好的透明度和光泽 度，不吸尘、不带静电、印刷适应性好，较高的拉伸强度和伸长率，良好的耐磨性，极好的气 体阻隔性和保香性;阻燃效果优异，阻燃级别达到UL94-0标准;抗菌性能极好，对金黄色葡 萄球菌、大肠杆菌的抗菌率均在99%以上;表面电阻达到10 1<3-10ηΩ · m，抗静电能力十分 优异。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述：
[0020] 实施例1
[0021] 一种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙烯50份，聚 乙酰胺15份，阻燃剂10份，抗静电剂1份，抗菌剂3份，纳米氮化碳10份，淀粉10份，过氧化二 异丙苯5份，γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷2份，乙撑双硬酯酰胺1份，丁基羟基茴香醚 1份，受阻胺类光稳定剂1-1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按 重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述 抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成；
[0022]其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤：
[0023] (1)改性聚乙烯的制备：按重量份计，称取聚乙烯30份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三 元共聚物12份、异构十三醇聚氧乙烯醚8份、戊二醛2份、普鲁兰多糖3份和改性淀粉10份加 入到体积分数为15%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为35份;在温度为60°C，pH为8.0的 条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反应釜中，在1.2MPa，110°C条件下反应 60分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
[0024] (2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混 合均匀，温度为100°c，混合时间为10分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后加入按重量 配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二异丙苯、分散 剂、抗氧剂和光稳定剂，在100°c温度下继续混合15分钟;之后在双螺杆挤出机中混炼，所述 双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200°c，螺杆转速为250r/min，得到包装用塑料。
[0025] 实施例2
[0026] 一种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙烯70份，聚 乙酰胺25份，阻燃剂20份，抗静电剂3份，抗菌剂6份，纳米氮化碳15份，淀粉18份，过氧化二 异丙苯8份，γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，TAS-2A分散剂1.5份，丁基羟基茴香醚 1.5份，受阻胺类光稳定剂1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按 重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述 抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ΖηΟ按重量比3:1组成；
[0027]其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤：
[0028] (1)改性聚乙烯的制备：按重量份计，称取聚乙烯50份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三 元共聚物16份、异构十三醇聚氧乙烯醚12份、戊二醛5份、普鲁兰多糖6份和改性淀粉15份加 入到体积分数为25 %的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为45份;在温度为80 °C，pH为9.0的 条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.5MPa，150°C条件下反应 90分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
[0029] (2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混 合均匀，温度为120°C，混合时间为30分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后加入按重量 配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二异丙苯、分散 剂、抗氧剂和光稳定剂，在120 °C温度下继续混合20分钟;之后在双螺杆挤出机中混炼，所述 双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为300°C，螺杆转速为400r/min，得到包装用塑料。
[0030] 实施例3
[0031] 一种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙烯60份，聚 乙酰胺20份，阻燃剂15份，抗静电剂2份，抗菌剂5份，纳米氮化碳12份，淀粉15份，过氧化二 异丙苯7份，γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷3份，0P蜡1.2份，丁基羟基茴香醚1.3份，受 阻胺类光稳定剂1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1: 1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为 掺银二氧化钛与晶态ΖηΟ按重量比3:1组成。
[0032]其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤：
[0033] (1)改性聚乙烯的制备：按重量份计，称取聚乙烯40份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三 元共聚物15份、异构十三醇聚氧乙烯醚10份、戊二醛3份、普鲁兰多糖4份和改性淀粉12份加 入到体积分数为20 %的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为40份;在温度为70 °C，pH为8.5的 条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.0MPa，130°C条件下反应 80分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
[0034] (2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混 合均匀，温度为ll〇°C，混合时间为20分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后加入按重量 配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二异丙苯、分散 剂、抗氧剂和光稳定剂，在ll〇°C温度下继续混合18分钟;之后在双螺杆挤出机中混炼，所述 双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250°C，螺杆转速为300r/min，得到包装用塑料。
[0035] 实施例4
[0036] 一种包装用塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙烯65份，聚 乙酰胺20份，阻燃剂15份，抗静电剂2份，抗菌剂5份，纳米氮化碳12份，淀粉15份，过氧化二 异丙苯7份，γ -缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷4份，EVA蜡1.2份，丁基羟基茴香醚1.5份， 受阻胺类光稳定剂1份;其中，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1: 1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为 掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0037]其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤：
[0038] (1)改性聚乙烯的制备：按重量份计，称取聚乙烯50份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三 元共聚物12份、异构十三醇聚氧乙烯醚12份、戊二醛2份、普鲁兰多糖3份和改性淀粉12份加 入到体积分数为25 %的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为35份;在温度为60 °C，pH为8.0的 条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反应釜中，在2MPa，120°C条件下反应70 分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
[0039 ] (2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混 合均匀，温度为ll〇°C，混合时间为20分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后加入按重量 配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二异丙苯、分散 剂、抗氧剂和光稳定剂，在ll〇°C温度下继续混合18分钟;之后在双螺杆挤出机中混炼，所述 双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为240°C，螺杆转速为300r/min，得到包装用塑料。
[0040] 将上述实施例1-4制备得到的聚乙烯塑料进行检测，检测温度为80°C，其中，降解 率的检测是采用堆肥法，弯曲强度的测试标准为GB9341，拉伸强度的测试标准为GB11040， 热变形温度的测试标准为GB1634。具体结果如表1所示：
[0041]
[0042] 由表1可以看出，本发明制备的可降解改性聚乙烯塑料的拉伸强度可高达198-222MPa，弯曲强度高达220-231MPa，具有良好的机械性能，并且其热变形温度高达189-203 Γ，具有优良的耐热性能，另外，其耐水性和可降解性能也十分优异。
[0043] 以上对本发明创造实施所提供的一种包装塑料及其制备方法进行了详细的介绍， 对于本领域的一般技术人员，依据本发明创造实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围 上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明创造的限制。
【主权项】
1. 一种包装用塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：改性聚乙 烯50-70份，聚乙酰胺15-25份，阻燃剂10-20份，抗静电剂1-3份，抗菌剂3-6份，纳米氮 化碳10-15份，淀粉10-18份，过氧化二异丙苯5-8份，硅烷偶联剂2-5份，分散剂1-1.5 份，抗氧剂1-1.5份，光稳定剂1-1.5份； 其中，所述塑料的制备方法包括如下步骤： (1)改性聚乙烯的制备：按重量份计，称取聚乙烯30-50份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三 元共聚物12-16份、异构十三醇聚氧乙烯醚8-12份、戊二醛2-5份、普鲁兰多糖3-6份和 改性淀粉10-15份加入到体积分数为15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液为35-45份； 在温度为60°C-80°C，pH为8.0-9.0的条件下搅拌均匀制得糊状，将糊状混合物加入高压反 应釜中，在1.2-2.5MPa，110-150°C条件下反应60-90分钟，反应结束后即可制得改性聚乙 烯；（2)塑料的制备：按重量配比称取纳米氮化碳和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均 匀，温度为100°C-120°C，混合时间为10-30分钟，得到表面处理好的纳米氮化碳，然后加入 按重量配比称取的改性聚乙烯、聚乙酰胺、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、过氧化二异丙 苯、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在100 °C -120 °C温度下继续混合15-20分钟;之后在双螺杆 挤出机中混炼，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300°C，螺杆转速为250-400r/min，得到包装用塑料。2. 根据权利要求1所述的包装用塑料，其特征在于，所述阻燃剂由聚2,6_二溴亚苯基醚 和三氧化二锑按重量比1:1组成。3. 根据权利要求1所述的包装用塑料，其特征在于，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂 和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成。4. 根据权利要求1所述的包装用塑料，其特征在于，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态 ZnO按重量比3:1组成。5. 根据权利要求1-4任一项所述的包装用塑料，其特征在于，所述改性淀粉的制备方法 为:将淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10重量份加入高速混合机进行充分混 合、湿润，进行10-30分钟改性即得。6. 根据权利要求1-4任一项所述的包装用塑料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-缩 水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷。7. 根据权利要求1-4任一项所述的包装用塑料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、 EVA蜡、0Ρ蜡、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺(EBS)中的一种或多种。8. 根据权利要求1-4任一项所述的包装用塑料，其特征在于，所述抗氧剂为丁基羟基茴 香醚;所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
【文档编号】C08K3/22GK106009200SQ201610619057
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月31日
【发明人】尹航
【申请人】武汉市知富企业管理咨询有限公司