用于缓冲包装的复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及聚丙烯与纳米纤维素晶须制备的复合 材料，即一种用于缓冲包装的复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 任何商品均离不开包装，没有经过包装的产品无法成为商品。包装材料作为商品 包装的重要组成部分在包装行业中占有举足轻重的地位。塑料缓冲包装由于其优异的商 品保护功能、质轻价廉已成为包装材料中研究热点。包装材料中应用量巨大的是聚丙烯材 料，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，其无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性 能（最低使用温度可达-100~-70°c)且化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具 有氧化性质的酸）。然而该材料也存在一定的不足，如低温缓冲性能差，较易老化，后期加工 成型耐热性差等缺点，因此传统聚丙烯塑料还无法作为缓冲材料使用。
[0003]目前应用较多的是采用碳酸钙与聚丙烯材料复合，但是由于聚丙烯是有机物而碳 酸钙是无机物，二者在制备融合过程中很容易造成原料彼此混合分散不均匀，使得最终的 产品机械性能不稳定，比如容易撕裂、厚薄不均匀等现象，而且该材料不环保、不易降解、造 成白色污染。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的上述不足，提供一种原料分散均匀、材料机械性能稳定，且 更加绿色、环保的用于缓冲包装的复合材料。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于缓冲包装的复合材 料，该复合材料由下列重量份的原料制备而成：双向拉伸（双向拉伸聚丙烯薄膜Β0ΡΡ)聚丙 烯50-70份，纳米纤维素晶须28-45份，偶联剂2-5份。
[0006] 作为进一步优选，本发明所述的用于缓冲包装的复合材料，其特征在于：该复合材 料由下列重量份的原料制备而成：双向拉伸聚丙烯55-65份，纳米纤维素晶须30-45份，偶 联剂2-3份。
[0007]本发明所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂中一种。
[0008]本发明所述的偶联剂优选为硅烷偶联剂A-171。
[0009]本发明还提供一种用于缓冲包装的复合材料的制备方法，其特征在于：具体制备 步骤包括：
[0010] (1)首先将纳米纤维素晶须在60-KKTC下烘干至水分达到0. 4% -0. 8%得到组分 A；
[0011] (2)将向拉伸聚丙烯置于高速混合机中、并同时添加配方比例的偶联剂，在 200-500r/min转速下混合2-10min，制成混料B;
[0012] (3)将混料A与混料B混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，挤出温度为160-200°C， 然后在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为160-200°C，最后在四辊压延机中在压延温度 120-150°C制成片材。
[0013] 本发明的纳米纤维素晶须可以采用申请号为：201210477287. 8,发明名称为《一种 利用废弃桑皮制备纳米纤维素晶须的方法》的方法制备而成。
[0014] 本发明的优点和有益效果：
[0015] 1.本发明通过合理的配方比例，充分发挥协同作用，同时加入"双向拉伸聚丙烯 50-70份，纳米纤维素晶须28-45份，偶联剂2-3份"，既摒弃碳酸钙的使用，降低了生产成 本，同时，由于双向拉伸聚丙烯和纳米纤维素晶须的协同作用使得制备出的材料能克服耐 低温缓冲性能差，较易老化的缺点，有效提高延展性，有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强 度，质轻软、耐磨性好；特别是其中的双向拉伸聚丙烯的使用，使得最终产品的拉伸强度、抗 弯折性能和透明度都得到提升；此外，本发明复合材料制备成缓冲包装材料具有防潮不怕 水、韧性好不易折断、还有很好的耐冲击性，无尘无污染环保可多次回收再利用。
[0016] 2.本发明的产品是首次将纳米纤维素晶须与双向拉伸聚丙烯复合使用，由于二者 均为有机物质，因此在混料、挤出过程彼此能充分混合、分散均匀，使得最终产品厚度均匀、 性能统一，而且纳米纤维素晶须具有特殊的网状结构，能够充分的起到支撑作用，而双向拉 伸聚丙烯就能牢牢的依附于网状结构上，二者结合牢固、提高产品强度和抗撕裂性能，经久 耐用；而且纳米纤维素晶须是纯天然植物纤维，更利于降解，更加绿色、环保。
[0017] 3.本发明的制备工艺简单，采用单双螺杆机使得原料混合均匀，同时也无需大量 人工操作，节省成本。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
[0019] 实施例
[0020] (1)首先将纳米纤维素晶须在80°C下烘干至水分达到0· 5%得到组分A;
[0021] (2)将向拉伸聚丙烯置于高速混合机中、并同时添加配方比例的偶联剂，在300r/ min转速下混合5min，制成混料B;
[0022] (3)将混料A与混料B混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，挤出温度为180°C，然后 在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为180°C，最后在四辊压延机中在压延温度130°C制成片 材。
[0023] 具体原料配比和所作出的样品的实验数据如下表1所示：
[0024] 表1实施例配比和样品性能检测
[0025]
[0026] 从上述表格可知，本发明制备的包装材料具有硬度高、拉伸轻度强，能适用于要求 高的包装环境的优点。
【主权项】
1. 一种用于缓冲包装的复合材料，其特征在于：该复合材料由下列重量份的原料制备 而成：双向拉伸聚丙烯50-70份，纳米纤维素晶须28-45份，偶联剂2-5份。2. 根据权利要求1所述的用于缓冲包装的复合材料，其特征在于：该复合材料由下列 重量份的原料制备而成：双向拉伸聚丙烯55-65份，纳米纤维素晶须30-45份，偶联剂2-3 份。3. 根据权利要求2所述的用于缓冲包装的复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅 烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂中一种。4. 根据权利要求3所述的用于缓冲包装的复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅 烷偶联剂A-171。5. -种用于缓冲包装的复合材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤包括： (1) 首先将纳米纤维素晶须在60-KKTC下烘干至水分达到0. 4% -0. 8%得到组分A ; (2) 将向拉伸聚丙烯置于高速混合机中、并同时添加配方比例的偶联剂，在200-500r/ min转速下混合2-10min，制成混料B ; (3) 将混料A与混料B混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，挤出温度为160-200 °C， 然后在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为160-200°C，最后在四辊压延机中在压延温度 120-150°C制成片材。
【专利摘要】本发明公开一种用于缓冲包装的复合材料及其制备方法，该复合材料由下列重量份的原料制备而成：双向拉伸聚丙烯50-70份，纳米纤维素晶须28-45份，偶联剂2-5份。本发明通过合理的配方比例，充分发挥协同作用，既摒弃碳酸钙的使用，降低了生产成本，同时，由于的双向拉伸聚丙烯和纳米纤维素晶须的协同作用使得制备出的材料能克服耐低温缓冲性能差，较易老化的缺点，有效提高延展性，有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度，质轻软、耐磨性好；此外，本发明复合材料制备成缓冲包装材料具有防潮不怕水、韧性好不易折断、还有很好的耐冲击性，无尘无污染环保可多次回收再利用。
【IPC分类】C08L23/12, C08K5/54, C08L1/02
【公开号】CN105237872
【申请号】CN201510637989
【发明人】王炳涛, 高德, 卢富德, 张萍
【申请人】浙江大学宁波理工学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月30日