CN106589533A - 高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法，其中，所述组合物包括高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁；其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为10‑30重量份，所述马来酸酐的含量为5‑15重量份，所述磷酸三酚酯的含量为1‑5重量份，所述秸秆的含量为30‑70重量份，所述纳米氧化钙的含量为1‑5重量份，所述硬脂酸镁的含量为5‑15重量份。通过上述设计，实现了具有高韧性，在实际使用时大大降低其碎裂问题，提高使用寿命，降低使用成本的效果。

Description

高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料瓶的生产制备领域，具体地，涉及高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法。
背景技术
塑料以其良好的使用性能和低廉的使用成本而成为制作容器的重要材料，尤其是塑料瓶，在日常生产生活的各个地方都能用到，而在使用时，往往塑料脆性较高，进而使得其极易碎裂，尤其是使用时碎裂将给生产生活造成一定的损失。
因此，提供一种具有高韧性，在实际使用时大大降低其碎裂问题，提高使用寿命，降低使用成本的高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中塑料脆性较高，进而使得其极易碎裂，尤其是使用时碎裂将给生产生活造成一定的损失的问题，从而提供一种具有高韧性，在实际使用时大大降低其碎裂问题，提高使用寿命，降低使用成本的高韧性塑料材料组合物和高韧性塑料瓶及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高韧性塑料材料组合物，其中，所述组合物包括高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为10-30重量份，所述马来酸酐的含量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的含量为1-5重量份，所述秸秆的含量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的含量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的含量为5-15重量份。
本发明还提供了一种高韧性塑料瓶的制备方法，其中，所述制备方法包括：将高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的用量为10-30重量份，所述马来酸酐的用量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的用量为1-5重量份，所述秸秆的用量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的用量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的用量为5-15重量份。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高韧性塑料瓶。
通过上述技术方案，本发明将高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁按照一定比例混合熔炼后吹塑成型，从而使得通过上述材料制得的塑料在实际使用时具有较高的韧性，大大降低了其碎裂性，提高了使用性能，降低了使用成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种高韧性塑料材料组合物，其中，所述组合物包括高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为10-30重量份，所述马来酸酐的含量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的含量为1-5重量份，所述秸秆的含量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的含量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的含量为5-15重量份。
上述设计通过将高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁按照一定比例混合熔炼后吹塑成型，从而使得通过上述材料制得的塑料在实际使用时具有较高的韧性，大大降低了其碎裂性，提高了使用性能，降低了使用成本。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的塑料材料的韧性，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为15-25重量份，所述马来酸酐的含量为8-12重量份，所述磷酸三酚酯的含量为2-4重量份，所述秸秆的含量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的含量为2-4重量份，所述硬脂酸镁的含量为8-12重量份。
为了进一步提高制得的塑料材料的使用性能，在本发明的一种更为优选的实施方式中，所述组合物还可以包括色母粒，且相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的含量为1-3重量份。
进一步优选地，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的含量为1-2重量份。
所述高密度聚乙烯可以为本领域常规使用的类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述高密度聚乙烯的重均分子量为40000-300000。
更为优选地，所述秸秆的长度不大于1mm。
进一步优选地，所述纳米氧化钙的粒径不大于100nm。
本发明还提供了一种高韧性塑料瓶的制备方法，其中，所述制备方法包括：将高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的用量为10-30重量份，所述马来酸酐的用量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的用量为1-5重量份，所述秸秆的用量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的用量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的用量为5-15重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的用量为15-25重量份，所述马来酸酐的用量为8-12重量份，所述磷酸三酚酯的用量为2-4重量份，所述秸秆的用量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的用量为2-4重量份，所述硬脂酸镁的用量为8-12重量份。
混合熔炼过程可以按照本领域常规方式进行操作，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，混合熔炼过程的温度为200-280℃。
一种更为优选的实施方式中，所述制备方法还可以包括加入色母粒进行混合熔炼，且相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的用量为1-3重量份。
进一步优选地，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的用量为1-2重量份。
所述高密度聚乙烯、所述秸秆和所述纳米氧化钙如前所述。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高韧性塑料瓶。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所述高密度聚乙烯为陕西延长中煤榆林能源化工有限公司生产的市售高密度聚乙烯，所述色母粒为中山市正合色彩资源有限公司生产的市售色母粒，所述羟丙基纤维素、所述马来酸酐、所述磷酸三酚酯、所述秸秆、所述纳米氧化钙和所述硬脂酸镁为常规市售品。
实施例1
将100g高密度聚乙烯、15g羟丙基纤维素、8g马来酸酐、2g磷酸三酚酯、40g秸秆、2g纳米氧化钙、8g硬脂酸镁和1g色母粒置于温度为200℃的条件下混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶A1。
实施例2
将100g高密度聚乙烯、25g羟丙基纤维素、12g马来酸酐、4g磷酸三酚酯、60g秸秆、4g纳米氧化钙、12g硬脂酸镁和2g色母粒置于温度为280℃的条件下混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶A2。
实施例3
将100g高密度聚乙烯、20g羟丙基纤维素、10g马来酸酐、3g磷酸三酚酯、50g秸秆、3g纳米氧化钙、10g硬脂酸镁和1.5g色母粒置于温度为240℃的条件下混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述羟丙基纤维素的用量为10g，所述马来酸酐的用量为5g，所述磷酸三酚酯的用量为1g，所述秸秆的用量为30g，所述纳米氧化钙的用量为1g，所述硬脂酸镁的用量为5g，不添加色母粒，制得高韧性塑料瓶A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，所述羟丙基纤维素的用量为30g，所述马来酸酐的用量为15g，所述磷酸三酚酯的用量为5g，所述秸秆的用量为70g，所述纳米氧化钙的用量为5g，所述硬脂酸镁的用量为15g，不添加色母粒，制得高韧性塑料瓶A5。
对比例1
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述羟丙基纤维素的用量为5g，所述马来酸酐的用量为2g，所述磷酸三酚酯的用量为0.5g，所述秸秆的用量为10g，所述纳米氧化钙的用量为0.5g，所述硬脂酸镁的用量为2g，制得塑料瓶D1。
对比例2
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述羟丙基纤维素的用量为50g，所述马来酸酐的用量为30g，所述磷酸三酚酯的用量为10g，所述秸秆的用量为100g，所述纳米氧化钙的用量为10g，所述硬脂酸镁的用量为30g，制得塑料瓶D2。
对比例3
市售矿泉水瓶D3。
测试例
将上述A1-A5和D1-D3分别检测其拉伸屈服强度和断裂伸长率，得到的结果如表1所示。
表1
编号 拉伸屈服强度(MPa) 断裂伸长率(％)
A1 68 156
A2 72 150
A3 75 160
A4 56 105
A5 58 110
D1 35 65
D2 32 72
D3 45 85
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高韧性塑料材料组合物，其特征在于，所述组合物包括高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为10-30重量份，所述马来酸酐的含量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的含量为1-5重量份，所述秸秆的含量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的含量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的含量为5-15重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的含量为15-25重量份，所述马来酸酐的含量为8-12重量份，所述磷酸三酚酯的含量为2-4重量份，所述秸秆的含量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的含量为2-4重量份，所述硬脂酸镁的含量为8-12重量份。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组合物还包括色母粒，且相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的含量为1-3重量份。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的含量为1-2重量份。
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述高密度聚乙烯的重均分子量为40000-300000；
所述秸秆的长度不大于1mm；
所述纳米氧化钙的粒径不大于100nm。
6.一种高韧性塑料瓶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将高密度聚乙烯、羟丙基纤维素、马来酸酐、磷酸三酚酯、秸秆、纳米氧化钙和硬脂酸镁混合熔炼后吹塑成型，制得高韧性塑料瓶；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的用量为10-30重量份，所述马来酸酐的用量为5-15重量份，所述磷酸三酚酯的用量为1-5重量份，所述秸秆的用量为30-70重量份，所述纳米氧化钙的用量为1-5重量份，所述硬脂酸镁的用量为5-15重量份。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述羟丙基纤维素的用量为15-25重量份，所述马来酸酐的用量为8-12重量份，所述磷酸三酚酯的用量为2-4重量份，所述秸秆的用量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的用量为2-4重量份，所述硬脂酸镁的用量为8-12重量份。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，混合熔炼过程的温度为200-280℃；
优选地，所述制备方法还包括加入色母粒进行混合熔炼，且相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的用量为1-3重量份；
更为优选地，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯，所述色母粒的用量为1-2重量份。
9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，所述高密度聚乙烯的重均分子量为40000-300000；
所述秸秆的长度不大于1mm；
所述纳米氧化钙的粒径不大于100nm。
10.一种根据权利要求6-9中任意一项所述的制备方法制得的高韧性塑料瓶。
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