一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料，由以下重量份的原料組成：線性低密度聚乙烯60?70份，蠟性玉米淀粉8?15份，植物纖維粉末8?15份，硅烷偶聯(lián)劑3?6份，降解型碳酸鈣母粒25?35份，乙烯基封端硅油10?18份，含氫硅油0.3?0.8份，硫酸溶液適量，鉑催化劑適量，馬來酸酐接枝聚丙烯5?10份，白油6?12份，煤矸石15?20份。本發(fā)明的聚乙烯膜料在使用過后，能夠在6?18個月內在自然條件下分解為水和二氧化碳，生物降解速度快，符合環(huán)保的要求；本發(fā)明使用馬來酸酐接枝聚丙烯可有效改善和調節(jié)煤矸石粉在聚乙烯復合材料中的分散狀態(tài)，減少了團聚和孔隙等缺陷對吹膜過程的影響。
【專利說明】
一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]牙膏管包裝目前主要使用的是復合管包裝，復合軟管的一個非常顯著的特點在于它的管體材料為復合片材，而復合片材是通過復合的方式將多種不同材料所生產的膜料復合在一起。它的生產工藝靈活，如可以用干式復合也可以用擠出復合，可以印刷后復合成片材制管，也可以生產成片材后在進行印刷制管;取材廣泛，就材質來說可以是聚烯烴、聚酰胺、聚酯、鋁箔、紙張等，膜料的類型來說可以是吹塑膜、流延膜、共擠膜、雙向拉伸膜、真空鍍鋁膜、涂層膜等。這使得復合片材在阻隔性能、物理機械性能、外觀等方面都具有非常高的靈活性。
[0003]目前，市場上用在牙膏上的復合片材包裝材料主要是鋁塑復合片材(ABL)和全塑復合片材(PBL)，這兩類復合片材幾乎占據了全部的牙膏包裝市場。
[0004]使用最廣泛的鋁塑片材最大的問題就是其使用后很難被回收利用。鋁箔與塑料復合后無法通過簡單辦法輕易分離，雖然已出現(xiàn)很多回收辦法，但大都為了分離鋁箔與塑料會使用酸、堿或是有機溶劑，不但費用高，而且對環(huán)境產生二次污染。而環(huán)保復合片材包裝材料，因其具有成本低、無污染、易回收再生、易降解等特點，將成為未來環(huán)保包裝材料的主流。
[0005]王明生、孫恒發(fā)表了一篇環(huán)保復合軟管片材的優(yōu)點及應用一文，介紹了復合軟管的現(xiàn)狀及環(huán)保軟管的發(fā)展趨勢，就添加碳酸鈣填料的環(huán)保薄膜在力學性能、挺度、環(huán)保、降解等方面進行了分析和論述。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料及其制備方法，解決聚乙烯膜料環(huán)保降解的問題，又保證滿足聚產品的力學性能和使用要求。
[0007]—種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料，由以下重量份的原料組成:線性低密度聚乙烯60-70份，蠟性玉米淀粉8-15份，植物纖維粉末8-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-6份，降解型碳酸鈣母粒25-35份，乙烯基封端硅油10-18份，含氫硅油0.3-0.8份，硫酸溶液適量，鉑催化劑適量，馬來酸酐接枝聚丙烯5-10份，白油6-12份，煤矸石15-20份；
所述的環(huán)保降解型碳酸鈣母粒由以下重量份原料組成:低密度聚乙烯10-30份，正辛基二茂鐵10-15份，聚乳酸0.2-0.5份，聚乙烯蠟1-2份，鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5-2.5份，納米碳酸鈣25-35份，石蠟油適量。
[0008]具體步驟如下:
(I)降解型碳酸鈣母粒的制備:
①、預先將納米碳酸鈣放入高速混煉機高速轉動，再將石蠟油稀釋的鈦酸酯偶聯(lián)劑，噴入碳酸鈣材料內，升溫攪拌10-30分鐘后出料，烘干后得到表面處理過的碳酸鈣；
②、以經過表面處理過的碳酸鈣為母粒核，同低密度聚乙烯、正辛基二茂鐵、聚乳酸、聚乙烯蠟投入高速攪拌機中，并控制溫度在60-100°C內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒作為環(huán)保降解型碳酸鈣母粒；
(2)有機硅彈性微球的制備:
①、將蠟性玉米淀粉加入到硫酸溶液中，在35-45°C的恒溫油浴鍋中，以100-200轉/分鐘的速度攪拌5-7天后，將反應產物反復離心水洗至中性，真空干燥得淀粉納米晶固體粉末；
②、將淀粉納米晶固體粉末、植物纖維粉末加入去離子水中，超聲分散3-10分鐘，再將乙烯基封端硅油和含氫硅油混合均勻后倒入淀粉納米晶的水分散液中，在均質機上8000-12000轉/分鐘條件下均質3-15分鐘，再加入鉑催化劑，然后在攪拌下升溫到40-60 V反應1_3小時，反應結束后，經離心分離，真空干燥得到淀粉納米晶-植物纖維涂覆的有機硅彈性微球；
(3)將馬來酸酐接枝聚丙烯加入到白油中，并加熱至100-130°C使其溶解制得處理劑；
(4)將步驟(2)得到的彈性微球加入轉速為800-1000轉/分鐘的高速混合機中，加入硅烷偶聯(lián)劑與之混合均勻，然后加入線性低密度聚乙烯、加熱干燥后的熱煤矸石以及步驟(3)得到的馬來酸酐接枝聚丙烯聚丙烯處理劑，控制溫度在160-200°C以內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒；
(5)將步驟(I)得到的碳酸鈣母粒與步驟(4)得到塑料粒子在高速混合機中混合均勻，然后在吹膜設備上經粒料輸送、熔融塑化、擠出、吹脹、電暈、收卷等步驟，制得一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料。
[0009]所述的鉑催化劑為氯鉑酸的異丙醇溶液，其含量為以Pt占乙烯基封端硅油和含氫娃油混合物總量的4-6ppm。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明通過添加環(huán)保降解型碳酸鈣母粒制備的聚乙烯膜料在使用過后，能夠在6-18個月內在自然條件下分解為水和二氧化碳，生物降解速度快，而不會產生白色污染，符合環(huán)保的要求。
[0011](2)本發(fā)明利用淀粉納米晶、植物纖維粉末乳化乙烯基封端硅油和含氫硅油，通過硅氫加成制備有機硅彈性微球。該有機硅彈性微球表面吸附有可降解的淀粉納米晶與植物纖維粉，具有優(yōu)異的流動性、分散性，同時具有優(yōu)異的韌性和強度，提高了膜料的挺度。
[0012](3)由于本發(fā)明采用的馬來酸酐接枝聚丙烯為反應性的兩性大分子，既有與聚乙烯相似的吸引作用強的非極性鏈段，又有與煤矸石粉表面的羥基等極性基團相互作用較強，甚至能發(fā)生反應而達到化學結合效果的酸酐基，因而可有效改善和調節(jié)煤矸石粉在聚乙烯復合材料中的分散狀態(tài)，并提高煤矸石粉與基體的界面結合能力，減少了團聚和孔隙等缺陷對吹膜過程的影響，使之能夠采用常規(guī)的工藝吹塑成膜。
【具體實施方式】
[0013]—種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料，由以下重量份(公斤)的原料組成:線性低密度聚乙烯70，蠟性玉米淀粉10，植物纖維粉末10，硅烷偶聯(lián)劑4，降解型碳酸鈣母粒30，乙烯基封端硅油15份，含氫硅油0.5份，硫酸溶液適量，鉑催化劑適量，馬來酸酐接枝聚丙稀8，白油10，煤肝石18;
所述的環(huán)保降解型碳酸鈣母粒由以下重量份原料組成:低密度聚乙烯25份，正辛基二茂鐵12份，聚乳酸0.4份，聚乙烯蠟I份，鈦酸酯偶聯(lián)劑1.5份，納米碳酸鈣30份，石蠟油適量。
[0014]所述的鉑催化劑為氯鉑酸的異丙醇溶液，其含量為以Pt占乙烯基封端硅油和含氫娃油混合物總量的5ppm。
[0015]具體步驟如下:
(1)降解型碳酸鈣母粒的制備:
①、預先將納米碳酸鈣放入高速混煉機高速轉動，再將石蠟油稀釋的鈦酸酯偶聯(lián)劑，噴入碳酸鈣材料內，升溫攪拌20分鐘后出料，烘干后得到表面處理過的碳酸鈣；
②、以經過表面處理過的碳酸鈣為母粒核，同低密度聚乙烯、正辛基二茂鐵、聚乳酸、聚乙烯蠟投入高速攪拌機中，并控制溫度在80°C內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒作為環(huán)保降解型碳酸鈣母粒；
(2)有機硅彈性微球的制備:
①、將蠟性玉米淀粉加入到硫酸溶液中，在40°C的恒溫油浴鍋中，以150轉/分鐘的速度攪拌6天后，將反應產物反復離心水洗至中性，真空干燥得淀粉納米晶固體粉末；
②、將淀粉納米晶固體粉末、植物纖維粉末加入去離子水中，超聲分散8分鐘，再將乙烯基封端硅油和含氫硅油混合均勻后倒入淀粉納米晶的水分散液中，在均質機上10000轉/分鐘條件下均質10分鐘，再加入鉑催化劑，然后在攪拌下升溫到50°C反應2小時，反應結束后，經離心分離，真空干燥得到淀粉納米晶-植物纖維涂覆的有機硅彈性微球；
(3)將馬來酸酐接枝聚丙烯加入到白油中，并加熱至100-130°C使其溶解制得處理劑；
(4)將步驟(2)得到的彈性微球加入轉速為800-1000轉/分鐘的高速混合機中，加入硅烷偶聯(lián)劑與之混合均勻，然后加入線性低密度聚乙烯、加熱干燥后的熱煤矸石以及步驟(3)得到的馬來酸酐接枝聚丙烯聚丙烯處理劑，控制溫度在170°C以內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒；
(5)將步驟(I)得到的碳酸鈣母粒與步驟(4)得到塑料粒子在高速混合機中混合均勻，然后在吹膜設備上經粒料輸送、熔融塑化、擠出、吹脹、電暈、收卷等步驟，制得一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料。
[0016]經測試數(shù)據:拉伸強度(M P a ):橫向21，縱向2 5 ;斷裂伸長率(M P a ):橫向8 5 5，縱向826;挺度(N):橫向3.3，縱向4.2。
【主權項】
1.一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料，其特征在于，由以下重量份的原料組成:線性低密度聚乙烯60-70份，蠟性玉米淀粉8-15份，植物纖維粉末8-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-6份，降解型碳酸鈣母粒25-35份，乙烯基封端硅油10-18份，含氫硅油0.3-0.8份，硫酸溶液適量，鉑催化劑適量，馬來酸酐接枝聚丙烯5-10份，白油6-12份，煤矸石15-20份； 所述的環(huán)保降解型碳酸鈣母粒由以下重量份原料組成:低密度聚乙烯10-30份，正辛基二茂鐵10-15份，聚乳酸0.2-0.5份，聚乙烯蠟1-2份，鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5-2.5份，納米碳酸鈣25-35份，石蠟油適量。2.根據權利要求書I所述的一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)降解型碳酸鈣母粒的制備: ①、預先將納米碳酸鈣放入高速混煉機高速轉動，再將石蠟油稀釋的鈦酸酯偶聯(lián)劑，噴入碳酸鈣材料內，升溫攪拌10-30分鐘后出料，烘干后得到表面處理過的碳酸鈣； ②、以經過表面處理過的碳酸鈣為母粒核，同低密度聚乙烯、正辛基二茂鐵、聚乳酸、聚乙烯蠟投入高速攪拌機中，并控制溫度在60-100°C內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒作為環(huán)保降解型碳酸鈣母粒； (2)有機硅彈性微球的制備: ①、將蠟性玉米淀粉加入到硫酸溶液中，在35-45°C的恒溫油浴鍋中，以100-200轉/分鐘的速度攪拌5-7天后，將反應產物反復離心水洗至中性，真空干燥得淀粉納米晶固體粉末； ②、將淀粉納米晶固體粉末、植物纖維粉末加入去離子水中，超聲分散3-10分鐘，再將乙烯基封端硅油和含氫硅油混合均勻后倒入淀粉納米晶的水分散液中，在均質機上8000-12000轉/分鐘條件下均質3-15分鐘，再加入鉑催化劑，然后在攪拌下升溫到40-60 V反應1_3小時，反應結束后，經離心分離，真空干燥得到淀粉納米晶-植物纖維涂覆的有機硅彈性微球； (3)將馬來酸酐接枝聚丙烯加入到白油中，并加熱至100-130°C使其溶解制得處理劑； (4)將步驟(2)得到的彈性微球加入轉速為800-1000轉/分鐘的高速混合機中，加入硅烷偶聯(lián)劑與之混合均勻，然后加入線性低密度聚乙烯、加熱干燥后的熱煤矸石以及步驟(3)得到的馬來酸酐接枝聚丙烯聚丙烯處理劑，控制溫度在160-200°C以內共混均勻，混合均勻后，放入低速混合機混合冷卻，然后加入雙螺桿擠出機擠出造粒； (5)將步驟(I)得到的碳酸鈣母粒與步驟(4)得到塑料粒子在高速混合機中混合均勻，然后在吹膜設備上經粒料輸送、熔融塑化、擠出、吹脹、電暈、收卷等步驟，制得一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料。3.根據權利要求書1、2所述的一種牙膏片材用煤矸石填充的聚乙烯膜料的制備方法，其特征在于，鉑催化劑為氯鉑酸的異丙醇溶液，其含量為以Pt占乙烯基封端硅油和含氫硅油混合物總量的4-6ppm。
【文檔編號】C08L51/06GK106046524SQ201610579174
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月21日 公開號201610579174.7, CN 106046524 A, CN 106046524A, CN 201610579174, CN-A-106046524, CN106046524 A, CN106046524A, CN201610579174, CN201610579174.7
【發(fā)明人】謝明海
【申請人】合肥市智源包裝科技有限公司