一种高韧性耐热聚丙烯包装袋及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚丙烯包装袋技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高韧性耐热聚丙烯包装袋及其制备方法。


背景技术：

2.包装袋是指用于包装各种用品的袋子，使货物在生产流通过程中方便运输，容易存储。广泛用于日常生活和工业生产中。而包装袋按制作工艺来说常分为塑料包装袋、复合包装袋；按生产原料分类分为高压聚乙烯塑料袋、低压聚乙烯塑料袋、聚丙烯塑料袋、聚氯乙烯塑料袋等；按外形分类分为背心袋、直筒袋、立体袋、方底袋、封口袋、胶条袋、异形袋等。
3.聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料，是当今最具发展前途的热塑性高分子材料之一。与其他通用热塑性塑料相比，聚丙烯具有密度小、耐冲击性好、机械性能优异、化学稳定性好等特点，而且来源丰富、价格低廉。目前由聚丙烯材料制备而成的包装袋能够满足轻量化、低成本、环保等发展要求。随着包装袋多元化、功能化的发展需求，对聚丙烯包装袋提出了更高的要求。现有的聚丙烯包装袋在使用过程中尝尝因韧性不足而损坏，严重降低了聚丙烯包装袋的使用寿命，而且耐热性效果不足，限制了聚丙烯包装袋的使用范围。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高韧性耐热聚丙烯包装袋及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高聚丙烯包装袋的韧性，提高聚丙烯包装袋的使用寿命。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高韧性耐热聚丙烯包装袋，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯50
‑
66份、涤纶树脂10
‑
15份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物10
‑
15份、偶联剂1
‑
5份、热稳定剂1
‑
5份和复合型晶须8
‑
12份。
6.在一种优选的实施方式中，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯55
‑
61份、涤纶树脂12
‑
13份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物12
‑
13份、偶联剂2
‑
4份、热稳定剂2
‑
4份和复合型晶须9
‑
11份。
7.在一种优选的实施方式中，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯50
‑
60份、涤纶树脂10
‑
15份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物10
‑
15份、偶联剂1
‑
5份、热稳定剂1
‑
5份和复合型晶须8
‑
12份。
8.在一种优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种，所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钠或硬脂酸钡中的一种。
9.在一种优选的实施方式中，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须6
‑
8份、碳酸钙粒子3
‑
5份和分散剂0.5
‑
1.5份。
10.本发明还提供一种高韧性耐热聚丙烯包装袋的制备方法，具体制备步骤如下：
11.步骤一：改性聚丙烯的制备，称取一定量的聚丙烯和聚烯烃弹性体切片粉碎后放
入反应釜中，然后向反应釜中加入纳米级二硫化钼和纳米二氧化钛粉末，在氮气保护气氛下加热到60
‑
70℃，加热搅拌1
‑
2h，冷却后放入螺杆挤出机中挤出成型备用；
12.步骤二：复合型晶须的制备，称取一定量的碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子分别放入分散剂水溶液中，将碱式硫酸镁晶须分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀，使得碳酸钙粒子沉积于碱式硫酸镁晶须表面形成沉淀，将沉淀过滤清洗后在1100
‑
1230℃下煅烧2
‑
3h，然后冷却成型得到复合型晶须备用；
13.步骤三：称取一定量的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物、偶联剂、热稳定剂和复合型晶须，利用无水乙醇将部分偶联剂稀释，然后将称取的复合型晶须放入到偶联剂稀释液中，搅拌混合均匀后在烘干箱中烘干备用；
14.步骤四：将称取的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物和和步骤四中烘干的复合型晶须投入到混炼机中进行混炼处理，然后加入剩余的偶联剂和热稳定剂，混炼处理完成后快速冷却得到高韧性耐热聚丙烯包装袋的基础材料备用；
15.步骤五：将步骤四中得到高韧性耐热聚丙烯包装袋基础材料放入螺杆挤出机的料斗中，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切料后，吹膜、制袋即可得到高韧性耐热聚丙烯包装袋。
16.在一种优选的实施方式中，所述步骤一中称取的聚丙烯和聚烯烃弹性体的重量比为5:1，所述步骤一中采用气流冷却，所述气流冷却的冷却风温度为15
‑
20℃。
17.在一种优选的实施方式中，所述步骤二中碱式硫酸镁晶须与分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀后调节混合液的ph为5
‑
7，所述分散剂为聚乙烯醇，且所述碱式硫酸镁晶须与碳酸钙粒子与分散剂水溶液混合时，分散剂水溶液的温度保持在45
‑
55℃。
18.在一种优选的实施方式中，所述步骤三中烘干箱的烘干温度110
‑
120℃，烘干时间为1
‑
2h，所述步骤三中无水乙醇稀释三分之一的偶联剂。
19.在一种优选的实施方式中，所述步骤四中混炼时混炼机内部的温度为120
‑
140℃，且所述混炼的时间为30
‑
50min，所述混料完成后利用氮气气流冷却，所述氮气气流冷却的冷却风温度10
‑
15℃。
20.本发明的技术效果和优点：
21.1、采用本发明的原料配方所制备出的高韧性耐热聚丙烯包装袋，采用改性聚丙烯材料作为主要原料，改性聚丙烯中加入聚烯烃弹性体、纳米二硫化钼和纳米二氧化钛，聚烯烃弹性体中的硬链段通过分子间氢键与聚丙烯结合获得较强的物理交联结构，进一步形成微相分离结构，能够有效提高聚丙烯材料的强度和韧性，而纳米二硫化钼和纳米二氧化钛能够保证聚丙烯材料的表面滑动性，在改性聚丙烯中加入氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物、偶联剂、热稳定剂和复合型晶须，氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物与改性聚丙烯结合，加入偶联剂和热稳定剂利用混炼机进行混炼处理，能够有效提高包装袋的韧性和耐热性能；
22.2、本发明通过加入复合型晶须，复合型晶须采用碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子组成，复合型晶须经过无水乙醇和偶联剂稀释液浸泡后烘干，然后再与改性聚丙烯、涤纶树脂和氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物进行混合，复合型晶须中的碱式硫酸镁晶须不仅能够提高聚丙烯包装袋的韧性，还能够提高聚丙烯包装袋的耐热、阻燃性能，而且碳酸钙粒子作为增韧增强母粒的主要材料，也能够提高聚丙烯包装袋的强度和韧性，通过将碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子的复合，能够使得碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子能够相互协助对聚丙烯包
装袋韧性和强度提高效果更好。
具体实施方式
23.下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1：
25.本发明提供了一种高韧性耐热聚丙烯包装袋，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯50份、涤纶树脂10份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物10份、偶联剂1份、热稳定剂1份和复合型晶须8份。
26.在一种优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种，所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钠或硬脂酸钡中的一种。
27.在一种优选的实施方式中，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须7份、碳酸钙粒子4份和分散剂1份。
28.本发明还提供一种高韧性耐热聚丙烯包装袋的制备方法，具体制备步骤如下：
29.步骤一：改性聚丙烯的制备，称取一定量的聚丙烯和聚烯烃弹性体切片粉碎后放入反应釜中，然后向反应釜中加入纳米级二硫化钼和纳米二氧化钛粉末，在氮气保护气氛下加热到65℃，加热搅拌1.5h，冷却后放入螺杆挤出机中挤出成型备用；
30.步骤二：复合型晶须的制备，称取一定量的碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子分别放入分散剂水溶液中，将碱式硫酸镁晶须分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀，使得碳酸钙粒子沉积于碱式硫酸镁晶须表面形成沉淀，将沉淀过滤清洗后在1150℃下煅烧2.5h，然后冷却成型得到复合型晶须备用；
31.步骤三：称取一定量的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物、偶联剂、热稳定剂和复合型晶须，利用无水乙醇将部分偶联剂稀释，然后将称取的复合型晶须放入到偶联剂稀释液中，搅拌混合均匀后在烘干箱中烘干备用；
32.步骤四：将称取的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物和和步骤四中烘干的复合型晶须投入到混炼机中进行混炼处理，然后加入剩余的偶联剂和热稳定剂，混炼处理完成后快速冷却得到高韧性耐热聚丙烯包装袋的基础材料备用；
33.步骤五：将步骤四中得到高韧性耐热聚丙烯包装袋基础材料放入螺杆挤出机的料斗中，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切料后，吹膜、制袋即可得到高韧性耐热聚丙烯包装袋。
34.在一种优选的实施方式中，所述步骤一中称取的聚丙烯和聚烯烃弹性体的重量比为5:1，所述步骤一中采用气流冷却，所述气流冷却的冷却风温度为18℃。
35.在一种优选的实施方式中，所述步骤二中碱式硫酸镁晶须与分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀后调节混合液的ph为6，所述分散剂为聚乙烯醇，且所述碱式硫酸镁晶须与碳酸钙粒子与分散剂水溶液混合时，分散剂水溶液的温度保持在50℃。
36.在一种优选的实施方式中，所述步骤三中烘干箱的烘干温度115℃，烘干时间为1.5h，所述步骤三中无水乙醇稀释三分之一的偶联剂。
37.在一种优选的实施方式中，所述步骤四中混炼时混炼机内部的温度为130℃，且所述混炼的时间为40min，所述混料完成后利用氮气气流冷却，所述氮气气流冷却的冷却风温度12.5℃。
38.实施例2：
39.与实施例1不同的是，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯58份、涤纶树脂12.5份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物12.5份、偶联剂3份、热稳定剂3份和复合型晶须10份。
40.实施例3：
41.与实施例1
‑
2均不同的是，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯66份、涤纶树脂15份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物15份、偶联剂5份、热稳定剂5份和复合型晶须12份。
42.分别取上述实施例1
‑
3所制得的高韧性耐热聚丙烯包装袋分别作为实验组1、实验组2和实验组3，传统的纯聚丙烯包装袋作为对照组进行测试，按照gb/t1040
‑
92测定每组的拉伸强度和断裂伸长率，按照gb/t1843
‑
1996测定缺口的冲击强度，参照行业标准gb/t8946
‑
2013《塑料编织袋通用技术要求》测定最大允许装载质量。测量结果如表一：
[0043][0044]
表一
[0045]
由表一可知，本发明生产的高韧性耐热聚丙烯包装袋相比较纯聚丙烯包装袋的拉伸强度、缺口冲击强度、最大允许装载质量和断裂伸长率均高于纯聚丙烯包装袋，且实施例2的原料配比生产的聚丙烯包装袋质量更好，采用改性聚丙烯材料作为主要原料，改性聚丙烯中加入聚烯烃弹性体、纳米二硫化钼和纳米二氧化钛，聚烯烃弹性体中的硬链段通过分子间氢键与聚丙烯结合获得较强的物理交联结构，进一步形成微相分离结构，能够有效提高聚丙烯材料的强度和韧性，而纳米二硫化钼和纳米二氧化钛能够保证聚丙烯材料的表面滑动性，在改性聚丙烯中加入氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物、偶联剂、热稳定剂和复合型晶须，氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物与改性聚丙烯结合，加入偶联剂和热稳定剂利用混炼机进行混炼处理，能够有效提高包装袋的韧性和耐热性能。
[0046]
实施例4
[0047]
在上述优选的技术方案中，本发明提供了一种高韧性耐热聚丙烯包装袋，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯58份、涤纶树脂12.5份、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物12.5份、偶联剂3份、热稳定剂3份和复合型晶须10份。
[0048]
在一种优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种，所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钠或硬脂酸钡中的一种。
[0049]
在一种优选的实施方式中，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须6份、碳酸钙粒子3份和分散剂1份。
[0050]
本发明还提供一种高韧性耐热聚丙烯包装袋的制备方法，具体制备步骤如下：
[0051]
步骤一：改性聚丙烯的制备，称取一定量的聚丙烯和聚烯烃弹性体切片粉碎后放入反应釜中，然后向反应釜中加入纳米级二硫化钼和纳米二氧化钛粉末，在氮气保护气氛下加热到65℃，加热搅拌1.5h，冷却后放入螺杆挤出机中挤出成型备用；
[0052]
步骤二：复合型晶须的制备，称取一定量的碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子分别放入分散剂水溶液中，将碱式硫酸镁晶须分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀，使得碳酸钙粒子沉积于碱式硫酸镁晶须表面形成沉淀，将沉淀过滤清洗后在1150℃下煅烧2.5h，然后冷却成型得到复合型晶须备用；
[0053]
步骤三：称取一定量的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物、偶联剂、热稳定剂和复合型晶须，利用无水乙醇将部分偶联剂稀释，然后将称取的复合型晶须放入到偶联剂稀释液中，搅拌混合均匀后在烘干箱中烘干备用；
[0054]
步骤四：将称取的改性聚丙烯、涤纶树脂、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物和和步骤四中烘干的复合型晶须投入到混炼机中进行混炼处理，然后加入剩余的偶联剂和热稳定剂，混炼处理完成后快速冷却得到高韧性耐热聚丙烯包装袋的基础材料备用；
[0055]
步骤五：将步骤四中得到高韧性耐热聚丙烯包装袋基础材料放入螺杆挤出机的料斗中，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切料后，吹膜、制袋即可得到高韧性耐热聚丙烯包装袋。
[0056]
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中称取的聚丙烯和聚烯烃弹性体的重量比为5:1，所述步骤一中采用气流冷却，所述气流冷却的冷却风温度为18℃。
[0057]
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中碱式硫酸镁晶须与分散剂溶液与碳酸钙粒子分散剂溶液混合均匀后调节混合液的ph为6，所述分散剂为聚乙烯醇，且所述碱式硫酸镁晶须与碳酸钙粒子与分散剂水溶液混合时，分散剂水溶液的温度保持在50℃。
[0058]
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中烘干箱的烘干温度115℃，烘干时间为1.5h，所述步骤三中无水乙醇稀释三分之一的偶联剂。
[0059]
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中混炼时混炼机内部的温度为130℃，且所述混炼的时间为40min，所述混料完成后利用氮气气流冷却，所述氮气气流冷却的冷却风温度12.5℃。
[0060]
实施例5
[0061]
与实施例4不同的是，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须6.5份、碳酸钙粒子3.5份和分散剂1份。
[0062]
实施例6
[0063]
与实施例4不同的是，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须7.5份、碳酸钙粒子4.5份和分散剂1份。
[0064]
实施例7
[0065]
与实施例4不同的是，所述复合型晶须包括以下重量份的原料碱式硫酸镁晶须8
份、碳酸钙粒子5份和分散剂1份。
[0066]
分别取上述实施例2、实施例4、实施例5、实施例6和实施例7所制得的高韧性耐热聚丙烯包装袋，分别测量选取的包装袋的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和最大允许载重质量，实验结果如表二：
[0067][0068][0069]
表二
[0070]
由上表可知，随着复合型晶须中碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子含量的逐渐增加，聚丙烯包装袋的拉伸强度、缺口冲击强度、最大允许装载质量和断裂伸长率先增加后降低，复合型晶须中含有碱式硫酸镁晶须7.5份、碳酸钙粒子4.5份和分散剂1份的配比时，聚丙烯包装袋的质量更好，复合型晶须中的碱式硫酸镁晶须不仅能够提高聚丙烯包装袋的韧性，还能够提高聚丙烯包装袋的耐热、阻燃性能，而且碳酸钙粒子作为增韧增强母粒的主要材料，也能够提高聚丙烯包装袋的强度和韧性，通过将碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子的复合，能够使得碱式硫酸镁晶须和碳酸钙粒子能够相互协助对聚丙烯包装袋韧性和强度提高效果更好。
[0071]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。