專利名稱：容器用彈性蓋材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種容器用彈性蓋材料及其制造方法。
背景技術：
氣密、液密或既氣密又液密的容器的密封蓋為反復撓曲使用的制品，必須具有壓縮形變率低、抗疲勞性能優(yōu)良和耐磨等優(yōu)點。此外，最好具有柔軟的手感、優(yōu)良的環(huán)境適應性例如在-30℃以下的高寒地區(qū)使用、作為廚房用品使用或在微波爐中使用。
在低溫下使用的彈性蓋，一般的熱塑性彈性體(TPE)就可滿足要求。最常見的TPE有熱塑性聚烯烴彈性體，如三元乙丙膠(EPDM)、茂金屬聚烯烴彈性體(mPOE)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)和共聚酯彈性體等。但這類彈性體的拉伸彈性和耐熱性差，必須通過對TPE的交聯(lián)來解決，這就是交聯(lián)彈性體中的動態(tài)交聯(lián)硫化熱塑性彈性體(TPV)。
TPV的生產(chǎn)方法是將熱塑性材料如聚丙烯(PP)與容易兼容的橡膠聚合物如EPDM在高溫高剪切下熔融混合，同時在聚合物中添加硫化體系，如硫磺、或酚醛樹脂。由于EPDM粘度高于PP，因此，前者在后者中分散，隨著剪切攪拌強度增大，粒子尺寸逐漸變小。在這種情況下，硫化體系迅速與EPDM鏈實現(xiàn)交聯(lián)，在PP中形成交聯(lián)橡膠微粒。
上述TPV的缺點是1、用硫磺、酚醛樹脂等硫化交聯(lián)體系，產(chǎn)品氣味大，不適合作為食品容器用；2、由于EPDM需切粒后才能喂入雙螺桿機中，生產(chǎn)工藝復雜；3、價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種容器用彈性蓋材料及其制造方法，該彈性蓋材料氣味小，適合作為食品容器用，其制造方法工藝簡單。
本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是容器用彈性蓋材料，其組成成份按每百克份數(shù)(phr)包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙膠5-84phr和硫化交聯(lián)劑0.8-10phr。
容器用彈性蓋材料的制造方法，包括以下步驟1)稱重后混合；2)將混合好的物料喂入雙螺桿擠出機中，加入硫化交聯(lián)助劑；3)經(jīng)混煉動態(tài)硫化后擠出的膠條，在水下造粒后干燥即可。
本發(fā)明的有益效果是1.不使用油填充調(diào)節(jié)軟硬度，而使用茂金屬聚(a-烯烴-乙烯)或聚(a-烯烴-丙烯)，可以與油脂類食品、酒精類食品接觸。2.不使用帶有氣味的酚醛樹脂、硫磺和氣味較大的過氧化物作為交聯(lián)劑，可以降低動態(tài)硫化膠的氣味。3.采用聚(a-烯烴-乙烯)或聚(a-烯烴-丙烯)，可以降低動態(tài)硫化過程中聚丙烯的降解。4.采用納米二氧化硅作為動態(tài)硫化劑的載體，提高模量的同時提高沖擊強度。
具體實施例方式
容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙膠5-84phr、硫化交聯(lián)劑0.8-10phr。其中硫化交聯(lián)劑是過氧化物0.3-2phr和納米二氧化硅0.5-8phr。
其制造方法包括以下步驟1、稱重后混合；2、將混合好的物料喂入雙螺桿擠出機中，加入硫化交聯(lián)劑；3、經(jīng)混煉動態(tài)硫化后擠出的膠條，在水下造粒后干燥即可。
4、制造出來的容器用彈性蓋材料可以直接注塑形成容器用彈性蓋，也可以與PP、EPDM或聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)混合后再注塑形成容器用彈性蓋。
上述第4步中，如果在第一步中沒有加入PP，在第4步中就必須加PP，如果在第一步中已經(jīng)加了PP，在第4步中還可以再加PP。EPDM和聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)同理。
聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)，是茂金屬催化劑聚合的聚合物，是4-8個碳原子的a-烯烴與乙烯或丙烯的共聚產(chǎn)物，共聚物中a-烯烴的含量為3-30％。茂金屬是過渡金屬與環(huán)戊二烯相連所形成的有機金屬配位化合物。茂金屬聚烯烴是以茂金屬配位化合物(metallocene)為催化劑進行烯烴聚合反應所制得的聚合物。茂金屬催化聚合的優(yōu)點是1)活性極高乙烯、丙烯都可，無選擇性；2)均相催化作用顯著；3)產(chǎn)品十分均一；4)a-烯烴高度立體規(guī)整；5)通過改變聚合溫度，調(diào)整催化劑濃度或改變催化劑配位體，可調(diào)節(jié)聚合物分子量，自由設計聚合物微觀結(jié)構(gòu)；6)能使大多數(shù)共聚體與乙烯聚合，并能使極性單體催化聚合；7)茂金屬產(chǎn)品等規(guī)或間規(guī)；8)茂金屬催化劑壽命長，在空氣中穩(wěn)定。
在以增韌為目的的PP與EPDM的動態(tài)硫化中，為防止動態(tài)硫化后材料加工流動性變差，采用過氧化物作交聯(lián)劑。由于這類交聯(lián)劑對飽和鍵也有引發(fā)傾向，因此，其用量不僅直接決定EPDM的交聯(lián)程度，而且也與PP的降解程度有關，兩者共同決定著材料的增韌及其它性能。另外，過氧化物也會使PP降解，拉伸和彎曲的強度和模量隨交聯(lián)劑用量增加而下降。當交聯(lián)劑適量時，能保證在PP降解很少的情況下使EPDM充分交聯(lián)并均勻分布于PP連續(xù)相。過量的交聯(lián)劑卻使PP降解加劇，并使EPDM形成較大的分散顆粒，其結(jié)果既使拉伸和彎曲性能下降，又使沖擊韌性下降。因此，交聯(lián)劑及其用量是動態(tài)硫化PP/EPDM取得良好綜合性能的關鍵。
過氧化物可以用脂肪族過氧化二異丙苯、叔戊基過氧化物、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷、1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷或1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。也可以采用上述過氧化物與TAC(Triallylcyanurate，氰脲酸三烯丙酯)或EGDMA(Ethylene glycol dimethacrylate，乙二醇二甲基丙烯酸酯)合用。
實施例1容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括嵌段共聚丙烯15phr、聚(a-烯烴-乙烯)35phr、EPDM 45phr、脂肪族過氧化二異丙苯0.5phr和納米二氧化硅4.5phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作-30～+60℃下使用的容器用彈性蓋。
實施例2容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括無規(guī)共聚丙烯31phr、EPDM60phr、叔戊基過氧化物1.0phr和納米二氧化硅8phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
取得到的粒料65phr與聚(a-烯烴-乙烯)35phr在混合機中混合后，注塑成型，適合作-30～+60℃下使用的容器用彈性蓋。
實施例3容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括均聚丙烯76.7phr、聚(a-烯烴-丙烯)10phr、EPDM 5.0phr、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯0.3phr和納米二氧化硅8.0phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作0～+130℃下使用的容器(如微波爐容器)用彈性蓋。
實施例4容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括無規(guī)共聚丙烯5phr、聚(a-烯烴-乙烯)89.0phr、EPDM 3.0phr、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷0.6phr和納米二氧化硅2.4phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作-30～+60℃下使用的容器(如冷凍保鮮容器)用彈性蓋。
實施例5容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括均聚丙烯5.0phr、聚(a-烯烴-乙烯)10.0phr、EPDM 75.0phr、1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷2.0phr和納米二氧化硅6.0phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作-30～+100℃下使用的容器用彈性蓋。
實施例6容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括聚(a-烯烴-乙烯)49.0phr、EPDM 45.0phr、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯與TAC的混合物0.8phr和納米二氧化硅5.2phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
取得到的粒料70.0phr與均聚丙烯30.0phr在混合機中混合后，注塑成型彈性蓋，適合作-30～60℃下使用的容器用彈性蓋。
實施例7容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯20.0phr、聚(a-烯烴-乙烯)35.0phr、EPDM 45.0phr、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯與EGDMA的混合物0.5phr、納米二氧化物0.5phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作低溫下使用的容器用彈性蓋。
實施例8
容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯33.0phr、EPDM 60.0phr、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷與TAC的混合物0.9phr和納米二氧化硅6.1phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
將得到的粒料與聚(a-烯烴-丙烯)混合后，注塑成型彈性蓋，適合作不在微波爐中使用的容器用彈性蓋。
實施例9容器用彈性蓋材料的組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯60.0phr、聚(a-烯烴-乙烯)5.0phr、EPDM 28.0phr、1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷0.5phr和納米二氧化硅6.5phr。
按照本發(fā)明的制造方法在雙螺桿擠出機中動態(tài)硫化造粒。
得到的材料適合作微波爐中使用的容器用彈性蓋。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、采用茂金屬聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)，在過氧化物作用下，EPDM上的雙鍵產(chǎn)生交聯(lián)；另外，過氧化物分解后產(chǎn)生游離基，可以引發(fā)聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)的叔碳原子失去氫，形成游離基，產(chǎn)生交聯(lián)。由于茂金屬聚合物的聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)結(jié)構(gòu)上的規(guī)整性比EPDM還要差，屬完全無定型、熔融粘度相對較低，有利于提高動態(tài)硫化型PP/EPDM共混物的增韌效果。
2、動態(tài)硫化中對EPDM的交聯(lián)，不用傳統(tǒng)的硫化法，因為硫磺氣味太大，不適合食品包裝，而采用過氧化物作硫化交聯(lián)劑。
3.過氧化物用納米二氧化硅作為載體，納米二氧化硅本身在里面起增強作用，既能提高耐熱性即高溫下的模量，又能提高抗沖擊性，因而能耐低溫，在高溫下也有好的彈性。
權利要求
1.容器用彈性蓋材料，其組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯5-84phr、聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)10-89phr、三元乙丙膠5-84phr和硫化交聯(lián)劑0.8-10phr。
2.如權利要求1所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述硫化交聯(lián)劑是過氧化物0.3-2phr與納米二氧化硅0.5-8phr的組合。
3.如權利要求1所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述硫化交聯(lián)劑是過氧化物和TAC之和為0.3-2phr與納米二氧化硅0.5-8phr的組合。
4.如權利要求1所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述硫化交聯(lián)劑是過氧化物和EGDMA之和為0.3-2phr與0.5-8phr納米二氧化硅的組合。
5.如權利要求2、3或4所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述過氧化物是脂肪族過氧化二異丙苯、叔戊基過氧化物、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷、1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、1，3-1，4二(叔丁基過氧化異丙)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基過氧化)己烷或1，1’-二(叔丁過氧化)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。
6.如權利要求1所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述聚丙烯為均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯或茂金屬聚丙烯。
7.如權利要求1所述的容器用彈性蓋材料，其特征在于所述聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)是4-8個碳原子的a-烯烴與乙烯或丙烯的共聚產(chǎn)物，共聚物中a-烯烴的含量為3-30％。
8.制造權利要求1所述的容器用彈性蓋材料的方法，包括以下步驟1)稱重后混合；2)將混合好的物料喂入雙螺桿擠出機中，加入硫化交聯(lián)助劑；3)經(jīng)混煉動態(tài)硫化后擠出的膠條，在水下造粒后干燥即可。
9.如權利要求8所述的容器用彈性蓋材料的制造方法，其特征在于所述步驟3)后還有步驟4)將粒料與聚丙烯、三元乙丙膠或聚(a-烯烴-乙(或丙)烯)混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣味小、適合作為食品容器用的容器用彈性蓋材料，其組成成份按每百克份數(shù)包括聚丙烯5－84phr、聚(a－烯烴－乙(或丙)烯)10－89phr、三元乙丙膠5－84phr和硫化交聯(lián)劑0.8－10phr。其制造方法包括以下步驟1)稱重后混合；2)將混合好的物料喂入雙螺桿擠出機中，加入硫化交聯(lián)助劑；3)經(jīng)混煉動態(tài)硫化后擠出的膠條，在水下造粒后干燥即可。本發(fā)明由于使用聚(a－烯烴－乙烯)或聚(a－烯烴－丙烯)，可以與油脂類食品、酒精類食品接觸，可以降低動態(tài)硫化過程中聚丙烯的降解；不使用酚醛樹脂和硫磺作為交聯(lián)劑，可以降低動態(tài)硫化膠的氣味。
文檔編號C08K3/00GK1803904SQ20051002248
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者鄒耀邦, 申輝, 蘇湘, 胡昌紅, 王立軍, 李培奇 申請人:四川省宜賓五糧液集團有限公司