CN111892766B - 一种pp材料注塑工艺及其制备的瓶盖 - Google Patents

一种pp材料注塑工艺及其制备的瓶盖 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PP材料注塑工艺及其制备的瓶盖，涉及塑料制品制备的技术领域；一种PP材料注塑工艺，包括以下步骤：S1外加剂制备：称取外加剂原料，混合均匀，制得外加剂；所述外加剂原料包括乙酰化二淀粉磷酸酯、成核剂和分散剂；S2混料：称取PP颗粒，加入步骤S1制得的外加剂，混合均匀，制得粉料；S3熔融：将步骤S2制得的粉料加热至185℃‑210℃，制得熔融液；S4注塑：将熔融液注入模具中，保压，制得热塑制品；S5冷却成型：将步骤S4制得的热塑制品降温至20℃‑40℃，制得PP塑料制品。PP材料注塑工艺具有便于改善塑料制品抗拉伸性能的优点。PP材料注塑工艺制备的瓶盖具有抗拉伸性能好的优点。

Description

一种PP材料注塑工艺及其制备的瓶盖
技术领域
本发明涉及塑料制品制备的技术领域，尤其是涉及一种PP材料注塑工艺及其制备的瓶盖。
背景技术
PP(聚丙烯)材料因具有优异的耐化学性、耐热性和电绝热性等特点，在包装、建筑和汽车等行业被广泛使用。PP材料具有优异的可塑性，在使用过程中，一般将PP材料通过注塑或压塑的方式制备成需要的塑料制品。在PP材料制备成塑料制品过程中，需要先将PP材料融化成液态PP材料熔融液，再用模具将液态PP材料熔融液制成固体的塑料制品，为了缩短塑料制品的成型加工周期，一般需要加入成核剂以加快液态的PP材料熔融液结晶形成固体的塑料制品，加入成核剂也有助于提高塑料制品的抗拉强度。
申请公布号为CN106589607A的申请文件公开了一种透明塑料防盗瓶盖及其制备方法，其原料包括均聚PP和成核剂Millad NX8000，以质量份数计，均聚PP和成核剂MilladNX8000配比为100：0.10-0.20，该技术方案以瓶盖专用的均聚PP为原料，通过添加成核剂Millad NX8000，再经压塑成型制得透明塑料瓶盖，缩短了PP材料结晶成型的加工周期，提高了塑料瓶盖的抗拉强度。
然而，当需要加入更多的成核剂以制备高抗拉强度的PP塑料制品时，在PP材料熔融过程中，PP材料由固态物质变成液态物质，PP材料的流动性和粘附性等性能会发生一定的变化，PP材料与成核剂之间的相容性会受损，成核剂在液态的PP材料中的分散度会受到一定的不利影响，不便于充分发挥成核剂的增强作用，对PP塑料制品的抗拉性能带来一定的不利影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种便于改善塑料制品抗拉性能的PP材料注塑工艺，其具有便于改善塑料制品抗拉性能的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种瓶盖，其具有抗拉性能好的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种PP材料注塑工艺，包括以下步骤：
S1外加剂制备：称取外加剂原料，混合均匀，制得外加剂；所述外加剂原料包括乙酰化二淀粉磷酸酯、成核剂和分散剂；所述分散剂包括硬脂酰胺；
S2混料：称取PP颗粒，加入步骤S1制得的外加剂，混合均匀，制得粉料；
S3熔融：将步骤S2制得的粉料加热至185℃-210℃，制得熔融液；
S4注塑：将熔融液以90bar-120bar的压力注入模具中，60bar-90bar保压10S-18S，制得热塑制品；
S5冷却成型：在30bar-60bar条件下，将步骤S4制得的热塑制品降温至20℃-40℃，制得PP塑料制品；
物料按如下重量份配比投料：PP颗粒80-120份，成核剂0.15-0.45份，硬脂酰胺0.1-0.4份，乙酰化二淀粉磷酸酯0.05-0.25份。
通过采用上述技术方案，在用PP颗粒注塑成PP塑料制品的过程中，加入成核剂有助于提高塑料制品的结晶度；在塑料制品原料中加入乙酰化二淀粉磷酸酯，加入乙酰化二淀粉磷酸酯一方面可以降低PP颗粒熔融液的表面张力，提高成核剂与PP颗粒熔融液的相容性，另一方面乙酰化二淀粉磷酸酯具有较强的胶黏性，使成核剂更好地附着在分散剂上，在塑料制品原料熔融的过程中，成核剂能更均匀的分散在PP颗粒熔融液中，提高塑料制品的结晶度，同时使塑料制品各部位的具有相同的结晶度，使塑料制品各部位具有相同的收缩率，降低冷却成型过程中产生的热应力，提高塑料制品的抗拉伸强度。
优选的，物料按如下重量份配比投料：PP颗粒90-110份，成核剂0.25-0.4份，硬脂酰胺0.2-0.3份，乙酰化二淀粉磷酸酯0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，使用更优的原料配比，有助于改善熔融液中各组分的相容性，有助于提高塑料制品的抗拉伸强度，提高产品市场竞争力，提高产品市场价值。
优选的，所述成核剂为山梨醇类成核剂。
通过采用上述技术方案，使用高效的山梨醇类成核剂，有助于加快结晶速率，缩短成型周期，提高制塑料制品的结晶度，提高塑料制品的抗拉强度。
优选的，所述分散剂还包括0.1-0.2重量份的微晶石蜡。
通过采用上述技术方案，用微晶石蜡和硬脂酰胺两种具有一定极性差异的物质进行复配，有助于提高熔融液中各物质之间的相容性，有助于防止成核剂沉降，和乙酰化二淀粉磷酸酯共同作用提高了成核剂在熔融液中的分散度，提高塑料制品的结晶度，减少塑料制品的热应力，提高塑料制品的抗拉伸强度。
优选的，所述外加剂原料还包括0.1-0.3重量份的滑石粉。
通过采用上述技术方案，在塑料制品原料中加入一定量的填充剂滑石粉，有助于提高塑料制品的稳定性和抗拉伸性能，提高产品市场竞争力，提高产品市场价值。
优选的，所述步骤S1称取外加剂原料，混合均匀，加热至45℃-55℃预处理2min-5min，降至室温，制得外加混剂，将外加混剂粉碎至粒径不大于50μm为止，制得外加剂。
通过采用上述技术方案，在制备外加剂的过程中，对外加剂原料进行加热预处理，乙酰化二淀粉磷酸酯的粘性增加，使成核剂更好的粘附在分散剂上，有助于提高成核剂在熔融液中的分散度，提高结晶度，提高塑料制品的抗拉伸强度。
优选的，所述步骤S4将熔融液以90bar-120bar的压力注入至70℃-90℃的模具中，60bar-90bar保压10S-18S，制得热塑制品。
通过采用上述技术方案，在注塑前对磨具进行预热，模具温度达到70℃-90℃，减小了熔融液与模具之间的温差，减小塑料制品内部存在的热应力，提高产品抗拉伸强度。
优选的，一种瓶盖，由上述的PP材料注塑工艺制得。
通过采用上述技术方案，使用本申请公开的PP材料注塑工艺制备瓶盖，有助于提高瓶盖的抗拉伸强度，延长产品使用寿命，便于实现瓶盖的循环利用，扩大产品应用范围。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请在塑料制品原料中加入成核剂、分散剂和乙酰化二淀粉磷酸酯，提高成核剂和分散剂之间的粘附强度，同时提高PP注塑过程中各原料之间的相容性，提高成核剂在熔融液中的分散度，缩短结晶周期，提高结晶度，使塑料制品各部位具有相同的结晶度，使塑料制品各部位具有相同的收缩率，降低塑料制品内部的热应力，提高塑料制品的抗拉伸强度；
2.本申请将外加剂原料进行加热预处理，提高乙酰化二淀粉磷酸酯的粘性，使成核剂更好地附着在分散剂上，提高成核剂的分散度，提高结晶度，降低塑料制品内部的热应力，提高塑料制品的抗拉伸强度；通过对磨具进行预热，减小熔融液与模具之间的温差，降低塑料制品内部的热应力，改善产品力学性能
3.本申请通过添加滑石粉和微晶石蜡，有助于改善塑料制品的力学性能，延长产品使用寿命，扩大产品应用范围。
具体实施方式
实施例
本发明所涉及的原料均为市售，原料的型号及来源如表1所示。
表1原料的规格型号及来源
Figure BDA0002565853700000031
Figure BDA0002565853700000041
实施例1：一种PP材料注塑工艺，包括如下步骤：
S1外加剂制备：称取0.15Kg乙酰化二淀粉磷酸酯，加入0.3Kg山梨醇类成核剂、0.25Kg硬脂酰胺和0.15Kg微晶石蜡，混合均匀，加热至50℃预处理3min，降至室温，制得外加混剂，用粉碎机将外加混剂粉碎，用孔径为50μm的筛网筛分，粒径大于50μm的颗粒粉碎至粒径不大于50μm为止，选用粒径不大于50μm的颗粒，制得外加剂。
S2混料：称取100Kg的PP颗粒，加入步骤S1制得的外加剂，混合均匀，制得粉料。
S3熔融：将步骤S2制得的粉料加热至195℃，制得熔融液。
S4注塑：将若干标准的3025矿泉水瓶盖模具加热至80℃，用注塑机将熔融液以110bar的压力注入至80℃的3025矿泉水瓶盖模具中，以80bar的压力保压15S，制得热塑制品。
S5冷却成型：在50bar压力条件下，将步骤S4制得的热塑制品降温至30℃，制得若干3025矿泉水瓶盖的PP塑料制品。
另外，在实验过程中将步骤S3制得的熔融液以110bar的压力注入至20个80℃的尺寸为20cm*3cm*0.5cm的模具中，以80bar的压力保压15S，在50bar压力条件下降温至30℃，制得20个尺寸为20cm*3cm*0.5cm的PP塑料样件，用于抗拉伸性能检测实验。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2不加入滑石粉，其它均与实施例1保持一致。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3的外加剂不经加热预处理工序，实施例3称取0.15Kg乙酰化二淀粉磷酸酯，加入0.3Kg山梨醇类成核剂、0.25Kg硬脂酰胺和0.15Kg微晶石蜡，混合均匀，制得外加剂，其它均与实施例1保持一致。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，实施例4不加入微晶石蜡，其它均与实施例1保持一致。
实施例5-12
实施例5-12与实施例1的区别在于，实施例5-12各原料的加量不同，及工艺参数不同。实施例5-12中外加剂的粒径与实施例1保持一致，实施例5-12各原料的加量见表2，实施例5-12的工艺参数见表3。
表2实施例5-12的各原料的加量
Figure BDA0002565853700000051
表3实施例5-12的步骤中的参数
Figure BDA0002565853700000052
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1同时不加入乙酰化二淀粉磷酸酯、微晶石蜡和硬脂酰胺，其它均与实施例1保持一致。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2不加入乙酰化二淀粉磷酸酯，其它均与实施例1保持一致。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3不加入山梨醇类成核剂，其它均与实施例1保持一致。
性能检测
在实施例1-12和对比例1-3的实验过程中，用尺寸为20cm*3cm*0.5cm的模具在与各自实施例中制作瓶盖的相同实验条件下制作出20个尺寸为20cm*3cm*0.5cm的PP塑料样件(各自实施例中制作PP塑料样件的模具温度、注塑压力、保压压力、保压时间、冷却成型压力和冷却成型后的温度均与各自实施例中制作瓶盖的条件保持一致)，将各自实施例制作的PP塑料样件送样进行抗拉伸性能检测。抗拉伸性能的检测方法如下：参照GB/T1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定》，检测并计算长度方向(尺寸为20cm的样件方向)的抗拉伸强度，抗拉伸强度越大，产品的抗拉伸性能越好。
表4不同PP塑料样件性能测试结果对比表
样品编号 抗拉伸强度(MPa)
实施例1 37.6
实施例2 31.3
实施例3 21.6
实施例4 29.5
实施例5 33.4
实施例6 34.1
实施例7 32.9
实施例8 33.8
实施例9 37.2
实施例10 37.9
实施例11 38.4
实施例12 36.8
对比例1 12.5
对比例2 14.7
对比例3 9.1
对比例1同时不加入乙酰化二淀粉磷酸酯、微晶石蜡和硬脂酰胺，制备出的PP塑料样件的抗拉伸性能不佳，不利于产品的市场推广。对比例2不加入乙酰化二淀粉磷酸酯，制备出的PP塑料样件的抗拉伸性能稍有改善，但总体的抗拉伸性能欠佳，不利于产品的市场推广。对比例3不加入山梨醇类成核剂，制备出的PP塑料样件的抗拉伸性能较差，不利于产品的市场推广，在PP塑料制品的注塑过程中，是否加入成核剂对产品的性能有很大的影响。
对比实施例1和对比例1的实验结果，可以看出，在制备PP塑料制品的过程中，同时加入乙酰化二淀粉磷酸酯、微晶石蜡和硬脂酰胺，制备出的产品抗拉伸性能优异，产品市场竞争力强，产品市场价值高。
对比实施例1和实施例2的实验结果，实施例2不加入滑石粉，制备出的PP塑料样件的抗拉伸性能稍有降低。对比实施例1和实施例3的实验结果，实施例3的外加剂不经加热预处理工序，制备出的PP塑料样件的抗拉伸性能明显降低，不利于产品的市场推广。对比实施例1和实施例4的实验结果，实施例4不加入微晶石蜡，对PP塑料样件的抗拉伸性能有一定的不利影响。
相比于实施例1，实施例5-12各原料的加量不同，及工艺参数有所不同。其中实施例9-12各原料的重量配比为：PP颗粒90-110份，成核剂0.25-0.4份，硬脂酰胺0.2-0.3份，乙酰化二淀粉磷酸酯0.1-0.2份，微晶石蜡0.1-0.2份，滑石粉0.1-0.3份；实施例9-12制备出的PP塑料样件具有优异的抗拉伸性能，产品市场竞争力强，产品市场价值高。实施例5-8中各原料重量配比和实施例9-12有所不同，制备出的PP塑料样件的抗拉性能稍有降低。
在实际生产过程中，可根据实际需要，选择不同尺寸大小和不同形状的模具，使用本申请公开的PP材料注塑工艺可制备不同尺寸大小、不同形状和不同用途的塑料制品，使用本申请公开的PP材料注塑工艺制备的塑料制品具有优异的机械力学性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PP材料注塑工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1外加剂制备：称取外加剂原料，混合均匀，制得外加剂；所述外加剂原料包括乙酰化二淀粉磷酸酯、成核剂和分散剂；所述分散剂包括硬脂酰胺；
S2混料：称取PP颗粒，加入步骤S1制得的外加剂，混合均匀，制得粉料；
S3熔融：将步骤S2制得的粉料加热至185℃-210℃，制得熔融液；
S4注塑：将熔融液以90bar-120bar的压力注入模具中，60bar-90bar保压10S-18S，制得热塑制品；
S5冷却成型：在30bar-60bar条件下，将步骤S4制得的热塑制品降温至20℃-40℃，制得PP塑料制品；
物料按如下重量份配比投料：PP颗粒90-110份，成核剂0.25-0.4份，硬脂酰胺0.2-0.3份，乙酰化二淀粉磷酸酯0.1-0.2份；所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述分散剂还包括0.1-0.2重量份的微晶石蜡；所述步骤S1称取外加剂原料，混合均匀，加热至45℃-55℃预处理2min-5min，降至室温，制得外加混剂，将外加混剂粉碎至粒径不大于50μm为止，制得外加剂。
2.根据权利要求1所述的一种PP材料注塑工艺，其特征在于：所述外加剂原料还包括0.1-0.3重量份的滑石粉。
3.根据权利要求1所述的一种PP材料注塑工艺，其特征在于：所述步骤S4将熔融液以90bar-120bar的压力注入至70℃-90℃的模具中，60bar-90bar保压10S-18S，制得热塑制品。
4.一种瓶盖，其特征在于：由权利要求1-3任意一项所述的一种PP材料注塑工艺制得。
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