一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法，基本配方和重量比組成為：基體樹(shù)脂15~30%，熱塑性聚氨酯10~25%，熱塑性聚酯彈性體5~15%，耐熱樹(shù)脂4~12%，極性樹(shù)脂3~15%，聚丙烯樹(shù)脂5~15%，填充油15~25%，納米填料3~10%，抗氧劑0.5~1.5%，潤(rùn)滑劑0.2~2%。本發(fā)明的制備方法是將混合均勻后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。本發(fā)明制備的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，可安全地用于與食品接觸制品表面，達(dá)到FDA 21CFR177.2600標(biāo)準(zhǔn)。耐高溫性能好，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，環(huán)保無(wú)毒，適用于炊具、餐具、食品容器等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性彈性體領(lǐng)域，尤其涉及一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 美國(guó)食品和藥物管理局(Food and Drug Administration)簡(jiǎn)稱(chēng)FDA，食品接觸類(lèi) 材料指一切用于加工生產(chǎn)包裝存儲(chǔ)運(yùn)輸食品過(guò)程中與食品能夠接觸到的材料，與食品能夠 接觸到的材料的環(huán)保安全情況直接事關(guān)使用者的飲食安全和健康，所以對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品出口到 美國(guó)需要按照FDA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)認(rèn)證。FDA 21CFR 177.2600是FDA里與食品接觸材料 安全指令的橡膠制品的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 熱塑性彈性體(TPE)是一種具有橡膠的高彈性、高強(qiáng)度、高回彈性，又具有可注塑 加工的特征的材料。具有環(huán)保無(wú)污染、適用范圍廣、彈性好、觸感柔軟等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 然而普通熱塑性彈性體含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，所以一般熱塑性彈性體不宜作飲 食用具和食品包裝。且熱塑性彈性體耐熱溫度只有70°C，從而限制了其在接觸食品時(shí)的使 用溫度。因此，開(kāi)發(fā)出一種能夠耐高溫、不含有害物質(zhì)的熱塑性彈性體，具有很好的實(shí)用價(jià) 值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w， 其耐高溫性能好，可安全地用于與食品接觸制品表面，達(dá)到FDA 21 CFR§ 177.2600標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w的制備方法。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為： 基體樹(shù)脂 15~30% 熱塑性聚氨酯 10~25% 熱塑性聚酯彈性體 5~15% 耐熱樹(shù)脂 4~12% 極性樹(shù)脂 3~15% 聚丙烯樹(shù)脂 5~15% 填充油 15~25% 納米填料 3~10% 抗氧劑 0.5~1.5% 潤(rùn)滑劑 0.2~2%。
[0008] 優(yōu)選的，所述的基體樹(shù)脂為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化飽和熱塑性 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一種。
[0009] 優(yōu)選的，所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯，游離二異氰酸酯<0.5%。
[0010]優(yōu)選的，所述熱塑性聚酯彈性體中PBT聚酯硬段單元不超過(guò)總量的10%。
[0011]優(yōu)選的，所述耐熱樹(shù)脂為粉狀聚苯醚，粒徑為1~10微米。
[0012]優(yōu)選的，所述耐熱樹(shù)脂的游離酚<1%。
[0013] 優(yōu)選的，所述極性樹(shù)脂為苯乙烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物、異丁烯-馬來(lái)酸酐接枝共 聚物、三元乙丙橡膠-馬來(lái)酸酐接枝共聚物中的至少一種。
[0014] 優(yōu)選的，所述極性樹(shù)脂的接枝率為15%~25%，特性粘度為1.5~2.5dL/g。
[0015] 優(yōu)選的，所述填充油為閃點(diǎn)高于200°C的飽和直鏈烷烴油、環(huán)烷烴油中的至少一 種。
[0016] 上述的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w的制備方法，其制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將基體樹(shù)脂、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與填充油混合10~30分鐘，接著將余下的物料 加入混料機(jī)中一起混合20~40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150~180 °C，二區(qū)溫度為180~210 °C，三區(qū)溫度為 210~230°C，四區(qū)溫度為220~240°C，五區(qū)溫度為170~210°C，機(jī)頭溫度為150~170°C，喂料速 度為ΠΚΚ300轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為150~500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0017]本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明制備的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，按照FDA的標(biāo)準(zhǔn)文件21CFR177.2600所 述的方法進(jìn)行測(cè)試，在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值范圍內(nèi)，是一種符合FDA要求的熱塑性彈性體，可 安全地用于與食品接觸制品表面。通過(guò)加入耐熱樹(shù)脂，提高了材料的耐高溫性能，生產(chǎn)工藝 簡(jiǎn)單，環(huán)保無(wú)毒，適用于炊具、餐具、食品容器等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0019] -種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為： 基體樹(shù)脂15~30%，熱塑性聚氨酯10~25%，熱塑性聚酯彈性體5~15%，耐熱樹(shù)脂4~12%，極 性樹(shù)脂3~15%，聚丙烯樹(shù)脂5~15%，填充油15~25%，納米填料3~10%，抗氧劑0.5~1.5%，潤(rùn)滑劑 0.2~2%〇
[0020] 其中，所述的基體樹(shù)脂為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化飽和熱塑性苯 乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一種。所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯，游離二 異氰酸酯<0.5%。所述熱塑性聚酯彈性體中PBT聚酯硬段單元不超過(guò)總量的10%。所述耐熱 樹(shù)脂為粉狀聚苯醚，粒徑為1~10微米。所述耐熱樹(shù)脂的游離酚<1%。所述極性樹(shù)脂為苯乙 烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物、異丁烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物、三元乙丙橡膠-馬來(lái)酸酐接枝共聚 物中的至少一種。所述極性樹(shù)脂的接枝率為15%~25%，特性粘度為1.5~2.5dL/g。所述填充油 為閃點(diǎn)高于200°C的飽和直鏈烷烴油、環(huán)烷烴油中的至少一種。
[0021] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將基體樹(shù)脂、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與填充油混合10~30分鐘，接著將余下的物料 加入混料機(jī)中一起混合20~40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150~180 °C，二區(qū)溫度為180~210 °C，三區(qū)溫度為 210~230°C，四區(qū)溫度為220~240°C，五區(qū)溫度為170~210°C，機(jī)頭溫度為150~170°C，喂料速 度為ΠΚΚ300轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為150~500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0022]本發(fā)明制備的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，具有耐高溫性能好，可安全地用 于與食品接觸制品表面，達(dá)到FDA 21CFR§177.2600標(biāo)準(zhǔn)。
[0023] 實(shí)施例1 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為：苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物15%，熱塑性聚氨酯25%，熱塑性聚酯彈性體5%，耐熱樹(shù)脂12%，苯乙烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物3%，聚丙烯樹(shù)脂15%，飽和直鏈烷烴油20%，納米填料3%，抗氧劑1.5%，潤(rùn) 滑劑0.5%。
[0024] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與飽和直鏈烷烴油 混合10分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合20~40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū)溫度為210°C，四 區(qū)溫度為220°C，五區(qū)溫度為170°C，機(jī)頭溫度為150°C，喂料速度為100轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 150轉(zhuǎn)/分鐘。
[0025] 實(shí)施例2 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為:氫化飽和熱塑 性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物30%，熱塑性聚氨酯10%，熱塑性聚酯彈性體15%，耐熱樹(shù)脂4%， 異丁烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物15%，聚丙烯樹(shù)脂5%，環(huán)烷烴油15%，納米填料3 . 5%，抗氧劑 0.5%，潤(rùn)滑劑2%。
[0026] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與環(huán)烷烴 油混合30分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為180°C，二區(qū)溫度為210°C，三區(qū)溫度為230°C，四 區(qū)溫度為240°C，五區(qū)溫度為210°C，機(jī)頭溫度為170°C，喂料速度為300轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0027] 實(shí)施例3 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為：苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物23%，熱塑性聚氨酯17%，熱塑性聚酯彈性體5%，耐熱樹(shù)脂4%，三元乙丙 橡膠-馬來(lái)酸酐接枝共聚物9%，聚丙烯樹(shù)脂6%，飽和直鏈烷烴油25%，納米填料10%，抗氧劑 0.8%，潤(rùn)滑劑0.2%。
[0028] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與飽和直鏈烷烴油 混合20分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合30分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為165°C，二區(qū)溫度為195°C，三區(qū)溫度為220°C，四 區(qū)溫度為230°C，五區(qū)溫度為190°C，機(jī)頭溫度為160°C，喂料速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029] 實(shí)施例4 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為:氫化飽和熱塑 性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物17%，熱塑性聚氨酯21%，熱塑性聚酯彈性體10%，耐熱樹(shù)脂8%， 異丁烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物6%，聚丙烯樹(shù)脂10%，環(huán)烷烴油20%，納米填料6%，抗氧劑0.7%， 潤(rùn)滑劑1.3%。
[0030] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與環(huán)烷烴 油混合15分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為170°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū)溫度為200°C，四 區(qū)溫度為220°C，五區(qū)溫度為200°C，機(jī)頭溫度為170°C，喂料速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0031] 實(shí)施例5 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為：苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物23%，熱塑性聚氨酯17%，熱塑性聚酯彈性體5%，耐熱樹(shù)脂10%，三元乙 丙橡膠-馬來(lái)酸酐接枝共聚物3%，聚丙烯樹(shù)脂12%，飽和直鏈烷烴油18%，納米填料10%，抗氧 劑1%，潤(rùn)滑劑1%。
[0032] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與飽和直鏈烷烴油 混合25分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合35分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為160°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū)溫度為220°C，四 區(qū)溫度為240°C，五區(qū)溫度為210°C，機(jī)頭溫度為160°C，喂料速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 350轉(zhuǎn)/分鐘。
[0033] 實(shí)施例6 本發(fā)明的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，基本配方和重量比組成為:氫化飽和熱塑 性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物25%，熱塑性聚氨酯15%，熱塑性聚酯彈性體12%，耐熱樹(shù)脂8%， 苯乙烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物10%，聚丙烯樹(shù)脂5%，環(huán)烷烴油15%，納米填料7%，抗氧劑1.5%， 潤(rùn)滑劑1.5%。
[0034] 制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與環(huán)烷烴 油混合30分鐘，接著將余下的物料加入混料機(jī)中一起混合20分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為160°C，二區(qū)溫度為200°C，三區(qū)溫度為210°C，四 區(qū)溫度為230°C，五區(qū)溫度為190°C，機(jī)頭溫度為160°C，喂料速度為250轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為 400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0035] 對(duì)比例1 與實(shí)施例1至6不同的是，對(duì)比例1中，改性過(guò)程不加耐熱劑，其它條件不變。
[0036]性能測(cè)試 對(duì)按上述各配方制得的熱塑性彈性體進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示： 表1
從表1中可以看出，對(duì)比實(shí)施例1-6和對(duì)比例1，實(shí)施例1 -6的耐熱溫度有明顯的提高。從 實(shí)施例1 -6可以看出，本發(fā)明制備的熱塑性彈性體可通過(guò)美國(guó)政府食品與藥物管理局(FDA) 含脂食品提取測(cè)試(21 CFR§ 177.2600，使用正己烷作為溶劑）。
[0037]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w，其特征在于，基本配方和重量比組成為： 基體樹(shù)脂 15~30% 熱塑性聚氨酯 10~25% 熱塑性聚酯彈性體 5~15% 耐熱樹(shù)脂 4~12% 極性樹(shù)脂 3~15% 聚丙烯樹(shù)脂 5~15% 填充油 15~25% 納米填料 3~10% 抗氧劑 0.5~1.5% 潤(rùn)滑劑 0.2~2%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述的基體樹(shù)脂為苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化飽和熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑 性聚氨酯，游離二異氰酸酯<〇. 5%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述熱塑性聚酯彈性體中PBT聚 酯硬段單元不超過(guò)總量的10%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述耐熱樹(shù)脂為粉狀聚苯醚，粒 徑為1~10微米。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述耐熱樹(shù)脂的游離酚< 1%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述極性樹(shù)脂為苯乙烯-馬來(lái)酸 酐接枝共聚物、異丁烯-馬來(lái)酸酐接枝共聚物、三元乙丙橡膠-馬來(lái)酸酐接枝共聚物中的至 少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述極性樹(shù)脂的接枝率為15% ~25%，特性粘度為1 · 5~2 · 5dL/g。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性彈性體，其特征在于:所述填充油為閃點(diǎn)高于200°C的 飽和直鏈烷烴油、環(huán)烷烴油中的至少一種。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的食品接觸級(jí)耐高溫?zé)崴苄詮椥泽w的制備方法，其特 征是制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱(chēng)取原料配方中的材料； (2) 將基體樹(shù)脂、熱塑性聚氨酯、耐熱樹(shù)脂與填充油混合10~30分鐘，接著將余下的物料 加入混料機(jī)中一起混合20~40分鐘，出料； (3) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150~180 °C，二區(qū)溫度為180~210 °C，三區(qū)溫度為 210~230°C，四區(qū)溫度為220~240°C，五區(qū)溫度為170~210°C，機(jī)頭溫度為150~170°C，喂料速 度為ΠΚΚ300轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為150~500轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號(hào)】C08L53/02GK106084736SQ201610442218
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】張曉東, 李福立, 呂偉軍
【申請(qǐng)人】廈門(mén)港沅塑膠工業(yè)有限公司