CN104788807A - 一种高强度聚丙烯打包袋及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度聚丙烯打包袋及其制备方法，原料为：聚丙烯、偶联剂、玻璃纤维、白油、LDPE、抗氧剂1010、DCP、硬脂酸钙、碳酸钙和POE；产品有良好的抗缺口冲击强度，拉伸强度220-260MPa，断裂伸长率500-900%；维卡软化点125-145℃，弯曲强度25-45MPa；产品耐热、耐腐蚀，原料简单易得，制备方法简单，缺口冲击强度65-75kJ/m2，可以广泛生产并不断代替现有材料。

Description

一种高强度聚丙烯打包袋及其制备方法
技术领域
    本发明涉及包装材料技术领域，尤其涉及一种高强度聚丙烯打包袋及其制备方法。
背景技术
高强度聚丙烯塑胶原料，化学名称：聚丙烯，特点：密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。从市场上看，每年国内聚丙烯的总需求量在350多万吨，其中聚丙烯专用料在100万吨以上。接枝法改性聚丙烯需求量以10万吨/年级计，主要用于：与其他聚合物材料如尼龙、聚碳酸酯、橡胶等共混，制备新型高分子材料；加入填料如无机粉体、玻璃纤维、天然纤维等，制备高强度聚丙烯；进一步加工产品，用于粉末涂料、液体涂料等。目前我国等规聚丙烯固相接枝改性方法尚属空白，没有此类产品投入市场，所需空缺主要依靠进口，德国赫司特公司在我国推广的改性聚丙烯产品售价为15000~18000元/吨。
填充改性是在塑料中添加相对廉价的非金属矿粉体材料或其它材料，从而降低制品的原材料成本，同时还可以改善塑料材料某些性能，比如刚性、硬度和耐热性等。通常使用的非矿粉体材料有碳酸钙（轻钙、重钙）、滑石粉、云母粉、高岭土、硅灰石粉、氢氧化铝、氢氧化镁或水镁石粉、沉淀硫酸钡或重晶石粉等。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。
在共混改性中必须注意不同聚合物之间的相容性，在相容性较差的两种聚合物共混时，往往需要加入分别和两种聚合物相容性都好的第三组分，称之为相容 剂。例如聚丙烯和尼龙-6的相容性极差，单机械的力量不能把二者混匀，此时如加入少许已经接枝有顺丁烯二酸酐的聚丙烯，由于顺丁烯二酸酐与尼龙-6的酰 胺基团可发生化学反应，就可以大大改善聚丙烯和尼龙-6的相容性。高强度聚丙烯的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。高强度聚丙烯不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对高强度聚丙烯进行改性。共聚物型的聚丙烯材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗缺口冲击强度，聚丙烯的缺口冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。聚丙烯的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。聚丙烯不存在环境应力开裂问题。
高强度聚丙烯薄膜占高强度聚丙烯用量的10%左右，其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸，但柔软性不好，手揉有强声；强度高，可用于重包装材料；透氧率仅为HDPE薄膜的30%，适用于塑料制品有限公司防潮包装材料，比如高级衣物、药品、香烟等的包装。高强度聚丙烯薄膜的耐热性能好，可进行煮沸消毒，用于冷冻和保鲜食品的包装。纤维状材料加入到塑料中，可以显著提高塑料材料的强度，故称之为增强改性。大径厚比的材料可以显著提高塑料材料的弯曲模量（刚性），也可以将其称之为增强改性。
高强度聚丙烯纤维制品主要包括单丝、扁丝、纤维三类。高强度聚丙烯单丝的密度小、韧性好、耐磨性好，适用于生产绳索、渔网等。高强度聚丙烯扁丝拉伸强度高，适用于生产编织袋，用来替代传统的麻袋。高强度聚丙烯编织袋具有高强度，常用于化肥、水泥、粮食、食糖、矿物粉、化工原料的包装。高强度聚丙烯扁丝还可以生产编织布，用于帐篷、防雨布、彩条布等。玻璃纤维是主要的增强材料，可以显著提高PP塑料的拉伸强度。玻纤含量一般不超过40%，一般认为在纤维长度大于0.2mm时有改性效果，其玻纤的直径在十几个微米时效果较好。玻纤含量增大时，增强PP的加工流动性相应下降，但仍属流动性较好的塑料。
由于玻纤增强PP可以提高机械强度和耐热性，且玻纤增强PP的耐水蒸汽性、耐化学腐蚀性和耐蠕变性都很好，在许多场合可以作为工程塑料使用，如风扇叶片、暖风机格栅、叶轮泵、灯罩、电炉和加热器外壳等等。增强聚丙烯(reinforced polypropylene)是聚丙烯与玻璃纤维或有机纤维、石棉、或无机填料(滑石粉、碳酸钙)的混合物。 通常采用加入玻璃纤维、粉体添加剂或弹性体的方法对聚丙烯进行改性。加入30%的玻璃纤维可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的聚丙烯材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。聚丙烯也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。一般工业用的玻璃纤维增强聚丙烯中含10～30%的纤维。由于含有玻璃纤维而具有良好的耐热性和尺寸稳定性。增强聚丙烯主要用于制造各种机械零件，主要包括汽车风扇、空调风扇、***滤瓶，在电器行业可用于各类家电外观件替代ABS、HIPS,广泛用于冰箱顶盖、空调底座、足浴器等。
发明内容
本发明提供一种缺口冲击强度高，拉伸强度高的高强度聚丙烯打包袋及其制备方法，解决现有打包袋缺口冲击强度低和拉伸强度低等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种高强度聚丙烯打包袋，其原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.2-0.6份，玻璃纤维45-65份，白油0.2-0.8份，LDPE15-35份，抗氧剂1010为0.1-0.5份，DCP0.04-0.08份，硬脂酸钙2-6份，碳酸钙1-2份，POE1-20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述高强度聚丙烯打包袋的原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.3-0.5份，玻璃纤维50-60份，白油0.4-0.6份，LDPE20-30份，抗氧剂1010为0.2-0.4份，DCP0.05-0.07份，硬脂酸钙3-5份，碳酸钙1.2-1.8份，POE5-15份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述高强度聚丙烯打包袋的原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.4份，玻璃纤维55份，白油0.5份，LDPE25份，抗氧剂1010为0.3份，DCP0.06份，硬脂酸钙4份，碳酸钙1.5份，POE10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂采用钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
一种制备所述的高强度聚丙烯打包袋的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯、偶联剂、玻璃纤维、白油、LDPE、抗氧剂1010、DCP、硬脂酸钙、碳酸钙和POE；
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度90-100℃，混合10-20min；
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度120-160℃、160-180℃、180-220℃、220-260℃、260-280℃，机头温度250-280℃，挤出机转速10-14r/min，L/D为18-22，拉伸倍数8-10倍，冷却水槽水温20-40℃。
有益效果
本发明所述一种高强度聚丙烯打包袋及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品有良好的抗缺口冲击强度，拉伸强度220-260MPa，断裂伸长率500-900%；2、维卡软化点125-145℃，弯曲强度25-45MPa；3、产品耐热、耐腐蚀，原料简单易得，制备方法简单，缺口冲击强度65-75kJ/m2，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯100份，硅烷偶联剂0.2份，玻璃纤维45份，白油0.2份，LDPE15份，抗氧剂1010为0.1份，DCP0.04份，硬脂酸钙2份，碳酸钙1份，POE1份。
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度90℃，混合10-20min。
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度120℃、160℃、180℃、220℃、260℃，机头温度250℃，挤出机转速10r/min，L/D为18，拉伸倍数8倍，冷却水槽水温20℃。
产品拉伸强度220MPa，断裂伸长率500%；维卡软化点125℃，弯曲强度25MPa，缺口冲击强度65kJ/m2。
实施例2：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯100份，硅烷偶联剂0.6份，玻璃纤维65份，白油0.8份，LDPE35份，抗氧剂1010为0.5份，DCP0.08份，硬脂酸钙6份，碳酸钙2份，POE20份。
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度100℃，混合20min。
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度160℃、180℃、220℃、260℃、280℃，机头温度280℃，挤出机转速14r/min，L/D为22，拉伸倍数10倍，冷却水槽水温40℃。
产品拉伸强度230MPa，断裂伸长率600%；维卡软化点130℃，弯曲强度30MPa，缺口冲击强度68kJ/m2。
实施例3：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯100份，钛酸酯偶联剂0.3份，玻璃纤维50份，白油0.4份，LDPE20份，抗氧剂1010为0.2份，DCP0.05份，硬脂酸钙3份，碳酸钙1.2份，POE5份。
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度90℃，混合10min。
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度120℃、160℃、180℃、220℃、260℃，机头温度250℃，挤出机转速10r/min，L/D为18，拉伸倍数8倍，冷却水槽水温20℃。
产品拉伸强度240MPa，断裂伸长率700%；维卡软化点135℃，弯曲强度35MPa，缺口冲击强度70kJ/m2。
实施例4：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯100份，钛酸酯偶联剂0.5份，玻璃纤维60份，白油0.6份，LDPE30份，抗氧剂1010为0.4份，DCP0.07份，硬脂酸钙5份，碳酸钙1.8份，POE15份。
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度100℃，混合20min。
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度160℃、180℃、220℃、260℃、280℃，机头温度280℃，挤出机转速14r/min，L/D为22，拉伸倍数10倍，冷却水槽水温40℃。
产品拉伸强度250MPa，断裂伸长率800%；维卡软化点140℃，弯曲强度40MPa，缺口冲击强度73kJ/m2。
实施例5：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯100份，钛酸酯偶联剂0.4份，玻璃纤维55份，白油0.5份，LDPE25份，抗氧剂1010为0.3份，DCP0.06份，硬脂酸钙4份，碳酸钙1.5份，POE10份。
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度95℃，混合15min。
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度140℃、170℃、200℃、240℃、270℃，机头温度260℃，挤出机转速12r/min，L/D为20，拉伸倍数9倍，冷却水槽水温30℃。
产品拉伸强度260MPa，断裂伸长率900%；维卡软化点145℃，弯曲强度45MPa，缺口冲击强度75kJ/m2。

Claims (5)

1.一种高强度聚丙烯打包袋，其特征在于，所述高强度聚丙烯打包袋的原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.2-0.6份，玻璃纤维45-65份，白油0.2-0.8份，LDPE15-35份，抗氧剂1010为0.1-0.5份，DCP0.04-0.08份，硬脂酸钙2-6份，碳酸钙1-2份，POE1-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯打包袋，其特征在于，所述高强度聚丙烯打包袋的原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.3-0.5份，玻璃纤维50-60份，白油0.4-0.6份，LDPE20-30份，抗氧剂1010为0.2-0.4份，DCP0.05-0.07份，硬脂酸钙3-5份，碳酸钙1.2-1.8份，POE5-15份。
3.根据权利要求2所述的一种高强度聚丙烯打包袋，其特征在于，所述高强度聚丙烯打包袋的原料按质量份数配比如下：聚丙烯100份，偶联剂0.4份，玻璃纤维55份，白油0.5份，LDPE25份，抗氧剂1010为0.3份，DCP0.06份，硬脂酸钙4份，碳酸钙1.5份，POE10份。
4.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯打包袋，其特征在于：所述偶联剂采用钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
5.一种制作权利要求1所述的高强度聚丙烯打包袋的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照质量份数配比称取聚丙烯、偶联剂、玻璃纤维、白油、LDPE、抗氧剂1010、DCP、硬脂酸钙、碳酸钙和POE；
第二步：将所有原料投入高速混合机中混合均匀，混合机温度90-100℃，混合10-20min；
第三步：混合后的物料投入双螺杆挤出机中，挤出机温度120-160℃、160-180℃、180-220℃、220-260℃、260-280℃，机头温度250-280℃，挤出机转速10-14r/min，L/D为18-22，拉伸倍数8-10倍，冷却水槽水温20-40℃。
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