CN117903529A - 一种改性工程塑料、其制备方法及一种蒸煮杯制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料材料领域。本发明公开了一种改性工程塑料、其制备方法及一种蒸煮杯制备方法,改性工程塑料包括以下重量份组分:156‑164份的塑料基料、12‑14份增塑剂、10‑15份增韧剂、30‑35份填料、5‑12份的陶瓷微珠、7‑15份木质纤维、3‑6份高透母粒、1‑3份的抗氧剂、1‑3份热稳定剂、2‑5份润滑剂及1‑4份偶联剂,改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比值为3‑6:7,改性工程塑料中高透母粒和木质纤维之间的重量比值为3‑5:11。本发明制备的工程塑料具有较强耐热性,并且具有较好的拉伸性能及冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及塑料材料领域,尤其指一种改性工程塑料、其制备方法及一种蒸煮杯制备方法。
背景技术
塑料改性是指在塑料树脂中添加一种或多种其他物质,通过物理或化学作用,以改变其原有的性能、改善某些方面的性能,从而拓宽其适用范围的方法。这种方法的目的是根据塑料的需求来调整其性能,使其更适用于特定的环境和用途。可以说凡是塑料,都可以通过改性的方法来提高塑料质量,如密度、硬度、精度、外观、加工性、透明性、机械性能、电磁性能、化学性能、耐腐蚀性能、耐老化性、耐磨性、热性能、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。而塑料改性是降低成本,提高性能最有效的方法。
蒸煮杯是一种塑料制成用来盛放热水等温度较高液体的杯子,通常使用PP进行制备,人们在日常生活中使用蒸煮杯时对蒸煮杯的耐热性的要求较高,现有的蒸煮杯通过各种方式提升耐热性,例如增加耐热的增塑剂,耐热的玻纤,但增塑剂用量较多时制备出来的蒸煮杯长时间使用时会产生对人体有害的物质可能具有毒性、致癌性或内分泌干扰性。长期接触或摄入这些增塑剂可能会对肝脏、生殖***、免疫***等产生损害。增塑剂可能会从塑料制品中渗出或释放到环境中,对生态***和生物造成潜在危害。因此,为了减少潜在的危害,蒸煮杯内的增塑剂含量要求严格。并且耐高温增塑剂及玻纤的的价格较高。玻纤能够提升蒸煮杯的耐热性,使用玻纤增强以后由于玻纤的加入会影响蒸煮杯的透光性,并且玻纤增强以后,PP的韧性降低,而脆性增加,会使得蒸煮杯的使用寿命降低。
申请号为CN201110003507.9的专利公开一种一种改性塑料,其特征在于由下述重量百分比的原料制成:聚丙烯75-85%,高密度聚乙烯7-10%,茂金属低密度聚乙烯3-8%,聚乙烯辛烯共弹性体3-8%。采用这种改性塑料制成的包装容器与采用聚丙烯制成的包装容器相比,在容量、形状及容器壁厚度相同的条件下,其刚性、抗冲击性及柔韧度更好,强度更高,更加硬挺,盛装功能更强,拿在手上时不易变形、碎裂,降低对人体伤害的危险性,适合盛装液态、半液态或固态物料。但材料本身的拉伸强度、冲击性能较低。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本申请提供一种降低增塑剂用量、能够提升耐热性,并且能够平衡韧性、硬度及透光性的一种改性工程塑料。
本发明公开了一种改性工程塑料,该改性工程塑料包括以下重量份组分:
156-164份的塑料基料、12-14份增塑剂、10-15份增韧剂、30-35份填料、5-12份的陶瓷微珠、7-15份木质纤维、3-6份高透母粒、1-3份的抗氧剂、1-3份热稳定剂、2-5份润滑剂及1-4份偶联剂,改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比值为3-6:7,改性工程塑料中高透母粒和木质纤维之间的重量比值为3-5:11,塑料基料为PP。本发明的增塑剂用来增加塑料基料的性能,但增塑剂的使用量较少,减少使用时对人体的危害。填料可以增加改性工程塑料的填充量,从而降低改性工程塑料的成本,填料还可以提高改性工程塑料的硬度和刚度,使其更加坚固和耐用,填料还可以改善改性工程塑料耐热性,使其在高温环境下更加稳定。增韧剂在改性工程塑料中起到增加柔韧性和抗冲击性的作用,可以使改性工程塑料在受到冲击或拉伸时不容易破裂或断裂,从而提高改性工程塑料的耐用性和可靠性。陶瓷微珠可以提高改性工程塑料的刚度,使其更加坚固和耐用,陶瓷微珠可以提高改性工程塑料的耐热性能,使其在高温环境下更加稳定,陶瓷微珠可以提高改性工程塑料的耐磨性能,使其更加耐用,加入陶瓷微珠还可以提升改性工程塑料的硬度。木质纤维可以提高改性工程塑料的力学性能,如拉伸强度、弯曲强度和刚度,木质纤维的加入可以增加改性工程塑料的分子量和密度,从而提高其力学强度,木质纤维可以提高改性工程塑料的耐热性能,使其在高温环境下更加稳定,木质纤维的加入可以增加改性工程塑料的热稳定性和热导率,从而提高其耐热性,添加木质纤维还可以降低改性工程塑料的成本,木质纤维是天然可再生的植物资源,添加木质纤维可以减少改性工程塑料对环境的影响,提高改性工程塑料的环保性能。抗氧剂用来增加改性工程塑料的抗氧化能力。高透母粒可以提高改性工程塑料的透明度,使其更加透明。润滑剂可以在改性工程塑料制备时在改性性工程塑料表面形成一层润滑剂膜,减少改性工程塑料之间各成分的摩擦,使改性工程塑料更容易流动和成型。偶联剂改善填料与改性工程塑料的界面相容性,偶联剂可以与填料表面的羟基、羧基等活性基团发生反应,形成化学键,从而使填料与改性工程塑料界面之间的结合力增强,提高填料在改性工程塑料中的分散性和稳定性,从而提高改性工程塑料的力学性能,如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等。本发明原料中的木质纤维能够提升改性工程塑料的耐热性及拉伸性能,但是会降低改性工程塑料的冲击性能,而陶瓷微珠能够提升改性工程塑料的冲击性能但是会降低改性工程塑料的拉伸性能,为了保证改性工程塑料具有一定的拉伸性能与冲击性能,需要平衡加入的木质纤维与陶瓷微珠的比例,本发明的改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比值为小于3:7时,会导致改性工程塑料的冲击性能较差,而当改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比值为大于6:7时,会导致改性工程塑料的拉伸性能较差,本发明设置改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比值为3-6:7,能够保证改性工程塑料具有较好的拉伸性能与冲击性能。本发明中为了提升改性工程塑料的性能,加入了一定量的木质纤维,但是随着木质纤维的加入,改性工程塑料的透光性会降低,本发明通过加入高透母粒来保证改性工程塑料的透光性,但高透母粒加多或加少都会对改性工程塑料的透光性影响较大,当改性工程塑料中高透母粒和木质纤维之间的重量比值小于3:11时,会导致改性工程塑料中的透光性较差,当改性工程塑料中高透母粒和木质纤维之间的重量比值大于5:11时,会导致改性工程塑料的透光性较强,而且会导致高透母粒的用量增多提升成本,本发明设置改性工程塑料中高透母粒和木质纤维之间的重量比值为3-5:11,能够保证改性工程塑料有一个较为合适的透光率。
进一步地,木质纤维的长度为0.8mm-2.5mm,木质纤维的密度为0.80g/cm³-0.95g/cm³。木质纤维的长度影响着改性工程塑料的拉伸性能,总体上随着木质纤维长度的提升,改性工程塑料的拉伸性能也随之提升,但木质纤维不能过长,过长的木质纤维会导致制备出的塑料制品外表毛糙影响使用,木质纤维也不能过短,过短的木质纤维会导致对改性工程塑料的性能提升较小,需要使用较多的木质纤维,综上所述,本申请设置木质纤维的长度为0.8mm-2.5mm,能够保证改性工程塑料的拉伸性能,并且防止制备出来的塑料制品外观粗糙。木质纤维的密度对改性工程塑料的性能影响不大,但是改性工程塑料融化制备其他塑料制品时,木质纤维会在融化的改性工程塑料中发生移动,导致木质纤维在塑料制品中的分布不均匀,从而容易导致塑料制品的性能不一致,为了防止木质纤维在塑料制品中出现移动,本申请设置木质纤维的密度为0.80g/cm³-0.95g/cm³,这个密度接近PP的密度,可以保证改性工程塑料制备其他塑料制品时,木质纤维的移动程度较小,提升塑料制品性能的均一性。
进一步地,增塑剂包括耐高温增塑剂及耐低温增塑剂,耐高温增塑剂和耐低温增塑剂的重量比值为3-4:6-7。
进一步地,耐高温增塑剂为偏苯三酸三辛酯(TOTM),耐低温增塑剂为乙二酸二辛脂(DOA)、葵二酸二辛酯(DOS)或乙二酸二异壬酯(DINA)中的至少一种。
进一步地,增韧剂包括乙丙橡胶(EPDM)、丁苯橡胶(SBR)或顺丁橡胶(BR)中的至少一种。
进一步地,填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、锻烧陶土或铝矾土中的至少一种,填料的粒径为小于等于48μm。
本发明公开了一种改性工程塑料的制备方法,该改性工程塑料的制备方法包括:S1:按重量份分别称取改性工程塑料各原料,将木质纤维在烘箱内烘干备用,S2:将填料加入高混机内进行预热干燥,然后加入偶联剂进行高速搅拌,S3:将木质纤维在烘箱内烘干备用,将其他原料加入至高混机中,在高混机内进行首次批混,然后加入木质纤维进行点动批混,混合得到混合物,S4:将S3制得的混合物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒、震动筛筛选得到目标产物。木质纤维因为是粉状,在保存时会多少吸收一些空气中的水分,水分会在双螺杆挤出机挤出过程中形成气泡或蒸汽,影响制品的质量和性能,所以在使用前需要对木质纤维进行烘干处理。高混机混料时如果将木质纤维与其他原料一起进行批混,一方面会导致呈粉末状的木质纤维混料不均匀,另一方面会导致木质纤维在高混机内结块,导致难以从双螺杆挤出机的进料口下料,本发明首先将除木质纤维外的其他原料批混,最后加入木质纤维进行点动批混,上述方式能够保证木质纤维批混的均匀性,从而保证改性工程塑料的性能均一。
进一步地,S1中高混机的首次批混时间为60s-120s,高混机的批混温度为60℃-80℃,S3中点动批混的操作为启动高混机批混3s-5s后停止批混,停止1s-2s后再次启动高混机进行批混,循环启动关闭高混机3-4次,S3中木质纤维在烘箱内的烘干时间为16h-24h,木质纤维在烘箱内的烘干温度为80℃-90℃,S4中双螺杆挤出机的各区温度范围为170℃-220℃,双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min-320r/min。
本发明公开了一种蒸煮杯的制备方法,该蒸煮杯的制备方法包括:M1:向第一注塑机加入由上述任一改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为4%-5%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中,向第二注塑机加入由上述任一改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为8%-9%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中,M2:通过第一注塑机及第二注塑机的注塑口将蒸煮杯模具加满后,进行静置一段时间,将蒸煮杯模中的塑料脱落得到蒸煮杯。使用改性工程塑料制备蒸煮杯时需要静置,在静置时改性工程塑料中的木质纤维会出现移动,会导致制备出来的蒸煮杯性能均一性较差,本发明的蒸煮杯的制备方法中通过使用了两个注塑机,通过两个注塑机注塑不同木质纤维含量的改性工程塑料,使得制备的蒸煮杯在最开始时各处木质纤维的含量不同,当静置结束时木质纤维开始移动,最终静置结束时木质纤维在蒸煮杯内分布较为均匀。
进一步地,M1中第一注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系为y1=ln3x1+60,其中x1为改性工程塑料在第一注塑机内的反应时间,y1为改性工程塑料在第一注塑机内的注塑流量,M1中第二注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系为y2=-0.7x2+300,其中x2为改性工程塑料在第二注塑机内的反应时间,y2为改性工程塑料在第二注塑机内的注塑流量,M2中静置时间为大于等于8h且小于等于16h。木质纤维在蒸煮杯静置时会发生移动,本发明通过控制两台注塑机具有不同的流速,通过流速控制蒸煮杯不同部位的木质纤维含量,使得最后制得的蒸煮杯内的木质纤维均匀性更好,进一步提升蒸煮杯性能的均一性。
本发明的有益效果:
1本发明的改性工程塑料,通过在PP内加入限定长度与密度的木质纤维来增加PP的耐热性及拉伸强度,从而增加PP的韧性,又通过加入陶瓷微珠平衡因为PP加入木质纤维而降低的冲击性能,使得改性工程塑料具有较好的耐热性及韧性。本申请通过限制陶瓷微珠与木质纤维的比例控制改性工程塑料的性能。
2本发明的PP因为加入木质纤维导致透光性下降,通过加入定量的高透母粒改变改性工程塑料的透光性,并且通过限制高透母粒与木质纤维的比例控制改性工程塑料的透光性。
3本发明制备改性工程塑料时,通过点动批混木质纤维,能够使得木质纤维在塑料中分布均匀,并且防止木质纤维在高混机内结块。
4本发明制备蒸煮杯时,为了使木质纤维在蒸煮杯内分布均匀,通过使用两个使用时能够改变流量的注塑机进行注塑,并且两个注塑机内使用的改性工程塑料的木质纤维比例不同,通过这样的方法可以使得制备的蒸煮杯性能均一性较好,防止因为需要静置木质纤维在PP内游动导致性能不均一的情况。
附图说明
图1为本申请实施方式中改性工程塑料的制备方法流程图。
图2为本申请实施方式中蒸煮杯制备方法流程图。
图3为本申请实施方式中改性工程塑料的制备方法中流程设备的一种结构示意图。
图4为本申请实施方式中刀模安装盘的一种结构示意图。
图5为本申请实施方式中改性工程塑料中高透母粒重量占比和改性工程塑料的透光率之间的关系图。
图6为本申请实施方式中改性工程塑料中陶瓷微珠重量占比和改性工程塑料的透光率之间的关系图。
图中:高混机1,双螺杆挤出机2,水槽3,切粒机4,振动筛5,刀模安装盘6,加热板7,加热管8,加热钢板9。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明方案,下面将对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明改性工程塑料的制备方法为:如图1所示,S1:按重量份分别称取改性工程塑料各原料,S2:将填料加入高混机内进行预热干燥,然后加入偶联剂进行高速搅拌,S3:将木质纤维在烘箱内烘干备用,将其他原料加入至高混机中,在高混机内进行首次批混,然后加入木质纤维进行点动批混,混合得到混合物,S4:将S3制得的混合物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到目标产物。
实施例1:改性工程塑料的制备
S1:称取32kgPP、0.9kg偏苯三酸三辛酯(TOTM)、1.8kg乙二酸二辛脂(DOA)、2.2kg乙丙橡胶(EPDM)、6.5kg碳酸钙、1.1kg陶瓷微珠、1.6kg木质纤维、0.7kg高透母粒、0.4kg的抗氧剂168、0.4kg热稳定剂、0.5kg润滑剂及400ml偶联剂,碳酸钙的粒径选用45μm,木质纤维的长度为1mm,木质纤维的密度为0.85g/cm³。
S2:将填料加入高混机1内进行预热干燥,设置温度为90-110℃,然后加入偶联剂进行高速搅拌5min;
S3:将木质纤维放入烘箱内,设置烘箱的加热温度为85℃烘箱,设置烘箱的烘干时间为22h对木质纤维进行烘干,烘干后的木质纤维备用,将其他原料加入高混机1内,设置高混机1的批混温度为66℃,批混时间为120s后对原料进行批混,批混完成后打开批混机,向高混机1中加入木质纤维后关闭高混机1,启动高混机1批混3s-5s后停止批混,停止1s-2s后再次启动高混机1进行批混,循环上述步骤3-4次后混合得到混合物;
S4:如图3所示,设置双螺杆挤出机2的一区温度为180℃,二区温度200℃,三区、四区及五区温度为210℃,机头温度为215℃,设置双螺杆挤出机2的转速为280r/min,启动双螺杆挤出机2后将S2制得的混合物加入双螺杆挤出机2的进料口中进行挤出,经过水槽3冷却,然后经过切粒机4切割造粒、振动筛5震动筛选、批混机批混后得到改性工程塑料颗粒。
实施例2:改性工程塑料的制备
S1:称取32kgPP、0.9kg偏苯三酸三辛酯(TOTM)、1.8kg乙二酸二辛脂(DOA)、2.2kg乙丙橡胶(EPDM)、6.5kg碳酸钙、1.1kg陶瓷微珠、2.5kg木质纤维、0.7kg高透母粒、0.4kg的抗氧剂168、0.4kg热稳定剂、0.5kg润滑剂及400ml偶联剂,碳酸钙的粒径选用45μm,木质纤维的长度为1mm,木质纤维的密度为0.85g/cm³。
S2:将填料加入高混机1内进行预热干燥,设置温度为90-110℃,然后加入偶联剂进行高速搅拌5min;
S3:将木质纤维放入烘箱内,设置烘箱的加热温度为85℃烘箱,设置烘箱的烘干时间为22h对木质纤维进行烘干,烘干后的木质纤维备用,将其他原料加入高混机1内,设置高混机1的批混温度为66℃,批混时间为120s后对原料进行批混,批混完成后打开批混机,向高混机1中加入木质纤维后关闭高混机1,启动高混机1批混3s-5s后停止批混,停止1s-2s后再次启动高混机1进行批混,循环上述步骤3-4次后混合得到混合物;
S4:如图3所示,设置双螺杆挤出机2的一区温度为180℃,二区温度200℃,三区、四区及五区温度为210℃,机头温度215℃,设置双螺杆挤出机2的转速为280r/min,启动双螺杆挤出机2后将S2制得的混合物加入双螺杆挤出机2的进料口中进行挤出,经过水槽3冷却,然后经过切粒机4切割造粒、振动筛5震动筛选、批混机批混后得到改性工程塑料颗粒。
实施例3:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中选用的木质纤维长度为2mm。
实施例4:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中称取2kg的陶瓷微珠。
实施例5:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中称取1kg的高透母粒。
对比例1:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,将S1的称取的木质纤维换为PP,其他与实时例1相同。
对比例2:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中称取木质纤维的重量为4kg。
对比例3:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,木质纤维的密度选用为0.50g/cm³。
对比例4:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中称取的木质纤维换成玻璃纤维,玻璃纤维为长度1mm直径10微米的短纤。
对比例5:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,S1中称取的木质纤维换成玻璃纤维,玻璃纤维的质量为10kg,玻璃纤维为长度1mm直径10微米的短纤。
对比例6:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,陶瓷微珠使用1.6kg,陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比大于3-6:7。
对比例7:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,陶瓷微珠使用0.6kg,陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比小于3-6:7。
对比例8:改性工程塑料的制备
与实施例1的区别在于,高透母粒使用0.4kg,高透母粒和木质纤维之间的重量比小于3-5:11。
改性工程塑料性能测试:
参照GB/T 1043.1-2008《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分:非仪器化冲击试验》进行改性工程塑料冲击强度的测试。
参照GB/T 7141-2008《塑料热老化实验方法》进行改性工程塑料的热氧老化实验,热氧老化温度和时间分别设定为85℃和20-100h。
参照GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》进行改性工程塑料拉伸强度的测试。
将改性工程塑料颗粒通过打板制样机制备成长度为10cm,宽度为5cm,厚度为0.5cm的改性工程塑料板,使用紫外-可见-近红外光谱仪器,对改性工程塑料板进行扫描,得到透射光谱曲线。通过计算吸收光谱与透射光谱之比,得到透光率。
在改性工程塑料中保持陶瓷微珠的重量占比一致,提升高透母粒的重量占比,检测改性工程塑料的透光率,测试结果如图5,其中横坐标为高透母粒的重量占比,纵坐标为改性工程塑料的透光率。
在改性工程塑料中保持高透母粒的重量占比一致,提升陶瓷微珠的重量占比,检测改性工程塑料的透光率,测试结果如图6,其中横坐标为陶瓷微珠的重量占比,纵坐标为改性工程塑料的透光率。
性能测试结果如表1:
表1
结果分析:
由表1中实施例1和对比例1对比可知,本申请制备的改性工程塑料中加入木质纤维能够提升拉伸强度与冲击性能,并且还能够大幅提升耐热性能。由表1中实施例1和对比例2对比可知,改性工程塑料加入木质纤维的含量提升能够提升拉伸强度、冲击性能及耐热性,但会导致改性工程塑料的透光性降低。由表1中实施例1和对比例4可知在改性工程塑料中加入少量的木质纤维比加入少量的玻璃纤维更能够提升改性工程塑料的总体性能,并且在耐热性方面更加出色。由表1中实施例1和对比例5可知大幅增加玻纤的含量能够提升改性工程塑料的总体性能,但是相比于加入少量的木质纤维,性能差异并不明显,并且加入玻纤对改性工程塑料的透光性影响较大,降低了改性工程塑料的透光性。由表1中实施例1和对比例6可知,添加较多的陶瓷微珠,陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比大于3-6:7,能够提升改性工程塑料的冲击性能,此时改性工程塑料中陶瓷微珠改变的性能较多,但是因为木质纤维较少会导致改性工程塑料的拉伸性能下降较多。由表1中实施例1和对比例6可知,添加较少的陶瓷微珠,陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比小于3-6:7,能够提升改性工程塑料的拉伸性能,此时改性工程塑料中木质纤维改变的性能较多,会导致改性工程塑料的冲击性能下降较多。由表1中实施例1和实施例2可知,在一定范围内增加木质纤维的含量能够提升改性工程塑料的综合性能。由表1中实施例1和实施例3可知,在一定范围内增加木质纤维的长度能够提升改性工程塑料的拉伸性能与冲击性能。表1中实施例1和实施例4可知,本发明的改性工程塑料中随着陶瓷微珠的含量增加改性工程塑料的拉伸性能降低但冲击性能提升,能够平衡木质纤维带来的冲击下降问题。由图5可知,当陶瓷微珠的重量占比保持不变时,随着高透母粒重量占比的增多,改性工程塑料的透光率随之升高,但透光率升高到一定范围时,随着高透母粒的增多,改性工程塑料的透光率升高的程度随之减少。由图6可知,当高透母粒的重量占比保持不变时,随着陶瓷微珠重量占比的增多,改性工程塑料的透光率随之降低。综上所述,少量的木质纤维相比于玻纤能够提升改性工程塑料的总体性能,并且在透光方面占有优势。当改性工程塑料中陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比为3-6:7及高透母粒和木质纤维之间的重量比为3-5:11,能够保证在改性工程塑料性能较好的前提下具有较好的透光率。
本发明中蒸煮杯的制备方法为:如图2所示,M1:向第一注塑机加入由上述任一改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为4%-5%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中,向第二注塑机加入由上述任一改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为8%-9%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中,M2:通过第一注塑机及第二注塑机的注塑口将蒸煮杯模具加满后,进行静置一段时间,将蒸煮杯模中的塑料脱落得到蒸煮杯。
本发明中蒸煮杯制备时使用注塑机注塑制备,如图4所示,注塑机中包括刀模安装盘6,刀模安装盘6上包括加热板7及加热板7内的加热管8,加热管8用于传递热量,加热板7用于分散热量,其中刀模安装盘6用于在模具制备完成后对多余的部分进行切除,本发明通过在刀模安装盘6的加热板7上方增加一块加热钢板9,通过加热钢板9增加加热板7的受热面积,使切刀更容易受热,在冲切蒸煮杯产品时使蒸煮杯产品合格率增加,同时因为加热迅速及稳定,延长了切刀的使用寿命。
实施例6:蒸煮杯的制备
M1:向第一注塑机加入S1制备的改性工程塑料颗粒,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中,向第二注塑机加入S2制备的改性工程塑料颗粒,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中;
M2:通过第一注塑机及第二注塑机的注塑口将蒸煮杯模具加满后,静置12h,将蒸煮杯模具中的塑料脱模得到蒸煮杯。
M1中第一注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系满足y1=ln3x1+60,其中x1为改性工程塑料在第一注塑机内的反应时间,y1为改性工程塑料在第一注塑机内的注塑流量。M1中第二注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系满足y2=-0.7x2+300,其中x2为改性工程塑料在第二注塑机内的反应时间,y2为改性工程塑料在第二注塑机内的注塑流量。
对比例9:蒸煮杯的制备
与实施例6的区别在于,M1中向第一注塑机加入对比例3制备的改性工程塑料颗粒,其他与实施例6相同。
对比例10:蒸煮杯的制备
与实施例6的区别在于,M1中向第一注塑机加入对比例3制备的改性工程塑料颗粒,向第二注塑机加入对比例3制备的改性工程塑料颗粒,第一注塑机及第二注塑机的流量均为150g/s。
对比例11:蒸煮杯的制备
与实施例6的区别在于,第一注塑机与第二注塑及的注塑流量均为150g/s。
性能测试:
将实施例6及对比例9-对比例12制备的蒸煮杯的杯口处及杯底处各取部分进行冲击及拉伸测试,测试数据如表2。
表2
结果分析:
由表2中实施例6及对比例9中数据可知,制备蒸煮杯时木质纤维的密度影响着蒸煮杯的均一性,当木质纤维的密度与PP越接近,生产蒸煮杯时的均一性更好。由对比例10及对比例11可知,双注塑机不同流量注塑出来的蒸煮杯内木质纤维的均一性更好,性能更加均一。
应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种改性工程塑料,其特征在于,包括以下重量份组分:
156-164份的塑料基料、12-14份增塑剂、10-15份增韧剂、30-35份填料、5-12份的陶瓷微珠、7-15份木质纤维、3-6份高透母粒、1-3份的抗氧剂、1-3份热稳定剂、2-5份润滑剂及1-4份偶联剂;
其中,陶瓷纤维和木质纤维之间的重量比为3-6:7;
其中,高透母粒和木质纤维之间的重量比为3-5:11。
2.根据权利要求1所述的改性工程塑料,其特征在于:
木质纤维的长度为0.8mm-2.5mm,木质纤维的密度为0.80g/cm³-0.95g/cm³,塑料基料为PP。
3.根据权利要求1或2所述的改性工程塑料,其特征在于:
增塑剂包括耐高温增塑剂及耐低温增塑剂,耐高温增塑剂和耐低温增塑剂的重量比值为3-4:6-7。
4.根据权利要求3所述的改性工程塑料,其特征在于:
耐高温增塑剂为偏苯三酸三辛酯(TOTM);
耐低温增塑剂为乙二酸二辛脂(DOA)、葵二酸二辛酯(DOS)或乙二酸二异壬酯(DINA)中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的改性工程塑料,其特征在于:
增韧剂包括乙丙橡胶(EPDM)、丁苯橡胶(SBR)或顺丁橡胶(BR)中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的改性工程塑料,其特征在于:
填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、锻烧陶土或铝矾土中的至少一种;
填料的粒径为小于等于48μm。
7.一种改性工程塑料的制备方法,使用如权利要求1-6中任一所述改性工程塑料,其特征在于,包括:
S1:按重量份分别称取改性工程塑料各原料;
S2:将填料加入高混机内进行预热干燥,然后加入偶联剂进行高速搅拌;
S3:将木质纤维在烘箱内烘干备用,将其他原料加入至高混机中,在高混机内进行首次批混,然后加入木质纤维进行点动批混,混合得到混合物;
S4:将S3制得的混合物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到目标产物。
8.根据权利要求7所述的一种改性工程塑料的制备方法,其特征在于:
S1中高混机的首次批混时间为60s-120s,高混机的批混温度为60℃-80℃;
S3中木质纤维在烘箱内的烘干时间为16h-24h,木质纤维在烘箱内的烘干温度为80℃-90℃;
S3中点动批混的操作为启动高混机批混3s-5s后停止批混,停止1s-2s后再次启动高混机进行批混,循环启动关闭高混机3-4次;
S4中双螺杆挤出机的各区温度范围为170℃-220℃,双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min-320r/min。
9.一种蒸煮杯的制备方法,其特征在于,包括:
M1:向第一注塑机加入改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为4%-5%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中;
向第二注塑机加入改性工程塑料制备的塑料颗粒,其中改性工程塑料的木质纤维的重量比例为8%-9%,将改性工程塑料融化后通过注塑口将改性工程塑料溶液加入到蒸煮杯模具中;
M2:通过第一注塑机及第二注塑机的注塑口将蒸煮杯模具加满后,进行静置一段时间,将蒸煮杯模中的塑料脱落得到蒸煮杯。
10.根据权利要求9所述的一种蒸煮杯的制备方法,其特征在于:
M1中第一注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系为y1=ln3x1+60,其中x1为改性工程塑料在第一注塑机内的反应时间,y1为改性工程塑料在第一注塑机内的注塑流量;
M1中第二注塑机的注塑流量与注塑时间之间的关系为y2=-0.7x2+300,其中x2为改性工程塑料在第二注塑机内的反应时间,y2为改性工程塑料在第二注塑机内的注塑流量;
M2中静置时间为大于等于8h且小于等于16h。
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