一种轻量化挤出吹塑制品及其制备方法与流程

本发明涉及包装材料，尤其涉及一种轻量化挤出吹塑制品及其制备方法。

背景技术：

1、废旧塑料进入环境后，很难降解，容易造成长期的、深层次的生态环境问题。包装是塑料消费的主要领域，占塑料消费总量的40％左右。因此，对于包装材料占最大比例的塑料硬包装材料进行轻量化设计是大趋势，而硬包装中挤出吹塑制品占比最大。挤出吹塑制品的轻量化最简单的方式是通过改变结构设计进行减薄，从而实现减少塑料材料的使用的目标，但通过这种方法来减少塑料材料的使用量是有限度的，减薄到一定程度吹塑制品的性能将达不到使用要求。泡沫塑料相比于纯塑料，具有密度低、比强度高的优势。因此，通过发泡的方法在制品内引入空气或其它气体的方式来达到减少塑料材料用量的目的，是个不错的选择。

2、对于注塑件的发泡，市场上已经有较成熟的方案。对于吹塑制品，目前行业内还没有成熟的发泡的解决方案。传统的化学发泡法制备的产品泡孔过大，对于吹塑制品的外观质量和力学性能都有很大的影响，并且残留的化学试剂对产品内容物可能产生不利影响，不能满足日化和食品等行业的使用要求，目前常用于汽车进气道或风道管的制备(中国专利cn113896973a、中国专利cn114379061a、中国专利cn 114425895a)。另一个方法是超临界气体发泡，该方法需要对传统的吹塑加工设备进行大幅改造(例如中国专利cn109955493a)，设备成本高昂。此外，中国专利cn117209809a提到一种可用于吹塑发泡的核壳型微球发泡剂母粒，这种发泡剂在加热过程中外壳软化，内部的低沸点烃类气化推动外壳膨胀，从而起到发泡的作用。然而，这种聚合物微球的壳层聚合物在高温下，特别是在螺杆剪切作用下容易破裂造成低沸点烃类发泡剂泄露，因此这种发泡剂更多地使用在模压成型等不需要螺杆剪切的情形。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种轻量化挤出吹塑制品及其制备方法，在挤出吹塑成型中引入偶联剂改性的空心玻璃微珠，从而得到轻量化的吹塑制品。

2、具体包括以下技术方案：

3、第一方面，提供一种轻量化挤出吹塑制品，包括偶联剂改性的空心玻璃微珠。

4、进一步的，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的重量份为10-20份。

5、进一步的，所述的轻量化挤出吹塑制品还包括以下重量份组分：基体树脂75-85份、石蜡油1-2份与色母粒3-4份。

6、进一步的，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的密度为0.4-0.6g/cm3。

7、进一步的，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的抗压强度大于或等于42mpa。

8、进一步的，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠由空心玻璃微珠经硅烷偶联剂改性处理制成。

9、进一步的，所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

10、进一步的，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：

11、取空心玻璃微珠备用，将硅烷偶联剂加入至乙醇和纯水的混合液中，并加入乙酸调节ph为3-5，水解5-8min，制得混合液体，将混合液体加入空心玻璃微珠中，在高速混合机中搅拌均匀，最后在60-70℃的烘箱中干燥8-9h，冷却备用，即得偶联剂改性的空心玻璃微珠。

12、第二方面，提供如第一方面所述的轻量化挤出吹塑制品的制备方法，包括以下步骤：

13、s1.混合：在高速混合机中加入基体树脂、石蜡油并搅拌使基体树脂的塑料粒子被石蜡油充分润湿，然后加入偶联剂改性的空心玻璃微珠和色母粒，混合均匀，得到混合均匀的材料；

14、s2.吹塑成型：将混合均匀的材料通过挤出吹塑机进行吹塑成型，得到轻量化挤出吹塑制品。

15、进一步的，步骤s2中，吹塑机的挤出温度为160-180℃，吹塑压力为0.5-0.8mpa。

16、第三方面，提供如第二方面所述的轻量化挤出吹塑制品的制备方法在制备中空吹塑制品中的应用。

17、本发明通过在吹塑成型中引入偶联剂改性的空心玻璃微珠，即在成型过程中引入原位气泡，降低制品密度，实现吹塑制品的轻量化，并减少塑料材料的使用。与现有技术相比，本发明提供的轻量化挤出吹塑制品及其制备方法有以下有益效果：

18、1.不需要任何设备改造，直接在现有挤出吹塑成型机上即可实现吹塑制品的轻量化。

19、2.空心玻璃微珠自带气泡，成型过程中不涉及发泡过程，不需要复杂的工艺控制，简单易行。

20、3.空心玻璃微珠本身具有一定的强度，经过偶联剂改性提高其与基体树脂的相容性，使得材料的强度保持良好，从而使制品抗压强度能够保持基体树脂制品的85％以上，保证制品的跌落性能满足使用要求。

21、4.在不影响产品使用性能的条件下，制品表观密度降低10％，可减少塑料原材料使用，降低制品的综合成本。

22、5.此方法具有通用性，可用于吹塑桶、瓶、盒等中空制品的生产制造。

技术特征：

1.一种轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，包括偶联剂改性的空心玻璃微珠。

2.如权利要求1所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的重量份为10-20份。

3.如权利要求2所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，还包括以下重量份组分：基体树脂75-85份、石蜡油1-2份与色母粒3-4份。

4.如权利要求1所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的密度为0.4-0.6g/cm3。

5.如权利要求1所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的抗压强度大于或等于42mpa。

6.如权利要求1所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠由空心玻璃微珠经硅烷偶联剂改性处理制成。

7.如权利要求6所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的轻量化挤出吹塑制品，其特征在于，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：

9.如权利要求3所述的轻量化挤出吹塑制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的轻量化挤出吹塑制品的制备方法，其特征在于，步骤s2中，吹塑机的挤出温度为160-180℃，吹塑压力为0.5-0.8mpa。

技术总结
本发明公开一种轻量化挤出吹塑制品及其制备方法，涉及包装材料技术领域。该吹塑制品包括偶联剂改性的空心玻璃微珠，所述的偶联剂改性的空心玻璃微珠的重量份为10‑20份，还包括以下重量份组分：基体树脂75‑85份、石蜡油1‑2份与色母粒3‑4份。本发明提供一种轻量化挤出吹塑制品及其制备方法，通过在吹塑成型中引入偶联剂改性的空心玻璃微珠，即在成型过程中引入原位气泡，降低制品密度，实现吹塑制品的轻量化，并减少塑料材料的使用。

技术研发人员：唐虎,张利萍,颜朝晖,孙宜恒
受保护的技术使用者：广州立白企业集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2