酸奶杯片材原料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种酸奶杯片材原料及其制备方法，该酸奶杯片材原料按照重量份包括如下组分：聚丁二烯橡胶6～7.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，聚苯乙烯87.4～90.95份；其中，所述聚丁二烯橡胶的粒径分布为1～8μm的单峰分布；所述酸奶杯片材原料的重均分子量为190000～230000，抗冲击性能为11～14kJ/m

Raw material and preparation method of yoghurt cup sheet

The invention provides a raw material for yoghurt cup sheet and a preparation method thereof. The raw material for yoghurt cup sheet includes the following components according to weight: polybutadiene rubber 6-7.5 phr, mineral oil 3-5 phr, antioxidant 0.05-0.1 phr, polystyrene 87.4-90.95 phr; the particle size distribution of the polybutadiene rubber is 1-8 um single peak distribution; and the weight distribution of the raw material for yoghurt cup sheet is equal. The sub-mass is 190000-230000, and the impact resistance is 11-14 kJ/m.

【技术实现步骤摘要】
酸奶杯片材原料及其制备方法
本专利技术涉及一种片材原料的制备方法，尤其涉及一种酸奶杯片材原料及其制备方法，属于合成树脂

技术介绍
随着人们生活水平的提高，对健康饮品的需求量逐年提高，酸奶成为追求健康饮品的首选之一，随之带来了酸奶包装行业的蓬勃发展。用于酸奶杯片材制造的产品既要具有良好的加工性能，以确保制品的加工效率，满足规模化生产需求，也要具有较高的刚性，以满足片材制品的挺括度，保证运输过程中产品堆码放置不塌陷的需求，还需要具有优良的耐冲击性能，以保证消费者使用过程中酸奶杯对捏不发生破裂。但是，用于酸奶包装的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)原材料难以满足上述对强度性能的要求。因此为了解决上述对强度性能的要求，现阶段酸奶包装行业多采用多层共挤并在不同挤出层的HIPS中加入橡胶或均聚聚苯乙烯等方法进行共混，以赋予片材所需的强度性能。但HIPS与橡胶共混的方法较为复杂，且由于HIPS与橡胶共混不佳的问题使得加工过程中易出现黄斑、黑点等现象，次品率提高，难以使酸奶杯片材料具有良好的表观性能，无法满足消费者的感官需求。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供一种酸奶杯片材原料及其制备方法，该酸奶杯片材原料不仅能够满足酸奶包装的强度需求，而且具有良好的表观性能。本专利技术提供一种酸奶杯片材原料，按照重量份包括如下组分：聚丁二烯橡胶6～7.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，聚苯乙烯87.4～90.95份；其中，所述聚丁二烯橡胶的粒径分布为1～8μm的单峰分布；所述聚丁二烯橡胶为第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的混合物；其中，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶为星型结构，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶在25℃时，5Wt％苯乙烯中的粘度为30～45mPa·s；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶为线型结构，所述第二低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶在25℃，5Wt％苯乙烯粘度为150～180mPa·s。所述第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的质量比为1：(1～2.3)；所述酸奶杯片材原料的重均分子量为190000～230000，抗冲击性能为11～14kJ/m2，拉伸强度为27～30Mpa。本专利技术的酸奶杯片材原料即为具有特殊强度性能的HIPS，其中聚丁二烯橡胶作为分散相，其粒径分布为1～8μm的单峰分布，平均粒径D(4,3)为2～3μm，因此本专利技术的酸奶杯片材原料有良好的加工性能、刚性以及耐冲击性能，能够直接用作酸奶的包装材料，无需再向其中添加橡胶制品，从而也进一步避免了由于橡胶与HIPS混合不均而易出现黄斑、黑点的现象。具体地，该酸奶杯片材原料按照重量份是通过如下原料合成的：聚丁二烯橡胶4.5～5.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，内部润滑剂0.5～1份，乙苯12～18份，苯乙烯70.4～79.95份。为了增强作为酸奶包装材料的HIPS的强度性能，专利技术人对合成酸奶杯片材原料的原料进行了大量研究，其中，本专利技术的聚丁二烯橡胶为两种低顺式聚丁二烯橡胶的混合物，即第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶；其中，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶为星型结构，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶在25℃时，5Wt％苯乙烯中的粘度为30～45mPa·s；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶为线型结构，所述第二低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶在25℃，5Wt％苯乙烯粘度为150～180mPa·s。此处，聚丁二烯橡胶在25℃，5Wt％苯乙烯粘度是指在25℃时聚丁二烯橡胶在苯乙烯中的粘度(其中，以质量百分含量计，聚丁二烯橡胶占5Wt％，苯乙烯占95Wt％)，该橡胶组合物的匹配能够有效增强橡胶在苯乙烯以及乙苯中的溶解度，有效的保证了橡胶与聚苯乙烯的接枝率，从根本上为本专利技术HIPS的优异力学性能奠定了基础。其中，当第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的质量比为1：(1～2.3)，能够使本专利技术的酸奶杯片材原料的具有最优表现，即能够使酸奶杯片材原料重均分子量为190000～230000，抗冲击性能为11～14kJ/m2，拉伸强度为27～30Mpa，从而满足酸奶包装材料的需求。并且由于本专利技术的酸奶杯片材原料为单一的HIPS，并未掺入任何橡胶，因此避免了由于橡胶与HIPS共混不均而产生的黄斑黑点等，进一步提高了其表观性能。另外，抗氧化剂优选为酚类抗氧化剂，可进一步优选为酚类抗氧剂为(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)(1076)。本专利技术还提供了一种上述任一所述的酸奶杯片材原料的制备方法，包括如下步骤：1)向49.28～59.96份的苯乙烯中依次加入4.5～5.5份聚丁二烯橡胶、0.05～0.1份抗氧化剂以及0.5～1份内部润滑剂，20～50℃搅拌2～3h后，再加入剩余的苯乙烯以及12～18份乙苯，搅拌50～70min，生成第一混合物；2)对所述第一混合物进行二级过滤后，混合滤液与3～5份矿物油，生成第二混合物；3)将所述第二混合物加入第一反应器中进行第一反应，当所述第二混合物中的苯乙烯转化率为25～28％时，结束所述第一反应，得到第一反应物；4)将所述第一反应物加入第二反应器中进行第二反应，2～3h后，结束所述第二反应，得到第二反应物；将所述第二反应物加入第三反应器中进行第三反应，当所述第二混合物中的苯乙烯转化率为80～86％时，结束所述第三反应，得到第三反应物；5)对所述第三反应物脱挥，收集聚合物，对所述聚合物造粒，得到所述酸奶杯片材原料。步骤1)中，先用部分苯乙烯(苯乙烯总量的70～75％)将聚丁二烯橡胶、抗氧化剂以及内部润滑剂溶解后，再加入乙苯和剩余的苯乙烯使生成第一混合物，由于第一混合物中不可避免的会有一些聚丁二烯橡胶带入的凝胶以及其他不溶物，因此步骤2)中，先对第二混合物进行二级过滤除去其中凝胶以及其他不溶物后，在加入矿物油使生成第二反应物。一般的，一级过滤是采用的孔径为100μm的滤膜，二级过滤是采用孔径为25μm的滤膜。值得注意的是，为了使聚丁二烯橡胶能够更好的溶解，在步骤1)之前还需要对聚丁二烯橡胶进行破碎，一般的，可以将其破碎为1-4cm2的聚丁二烯橡胶块。当第二混合物生成后，可以开始进行聚合反应。为了更好地控制聚合反应的进程，本专利技术利用三个串联的反应器对其进行聚合反应。在第一反应器中，控制反应温度为130～135℃，反应器的搅拌速率为18～22rpm/min，为了更好地控制第一反应的聚合进程，可以将第一反应器分为互相连通的三个反应区，第二混合物依次在第一反应区、第二反应区以及第三反应区进行第一反应，其中，三个反应区的温度依次升高，每个反应区的反应时间为40～60min。当按照上述反应条件进行时，第二混合物在第一反应器的第三反应区中即能达到苯乙烯转化率为25～28％，此处苯乙烯的转化率是指苯乙烯与聚丁二烯橡胶的接枝聚合。在第二反应器中，控制反应温度为130～138℃，反应器的搅拌速率为18～22r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸奶杯片材原料，其特征在于，按照重量份包括如下组分：聚丁二烯橡胶6～7.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，聚苯乙烯87.4～90.95份；其中，所述聚丁二烯橡胶的粒径分布为1～8μm的单峰分布；所述聚丁二烯橡胶为第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的混合物；其中，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶为星型结构，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶在25℃时，5Wt％苯乙烯中的粘度为30～45mPa·s；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶为线型结构，所述第二低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶在25℃，5Wt％苯乙烯粘度为150～180mPa·s。所述第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的质量比为1：(1～2.3)；所述酸奶杯片材原料的重均分子量为190000～230000，抗冲击性能为11～14kJ/m2，拉伸强度为27～30Mpa。

【技术特征摘要】
1.一种酸奶杯片材原料，其特征在于，按照重量份包括如下组分：聚丁二烯橡胶6～7.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，聚苯乙烯87.4～90.95份；其中，所述聚丁二烯橡胶的粒径分布为1～8μm的单峰分布；所述聚丁二烯橡胶为第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的混合物；其中，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶为星型结构，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55，所述第一低顺式聚丁二烯橡胶在25℃时，5Wt％苯乙烯中的粘度为30～45mPa·s；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶为线型结构，所述第二低顺式聚丁二烯橡胶的门尼粘度(50ML(1+4)100℃)为45～55；所述第二低顺式聚丁二烯橡胶在25℃，5Wt％苯乙烯粘度为150～180mPa·s。所述第一低顺式聚丁二烯橡胶与第二低顺式聚丁二烯橡胶的质量比为1：(1～2.3)；所述酸奶杯片材原料的重均分子量为190000～230000，抗冲击性能为11～14kJ/m2，拉伸强度为27～30Mpa。2.根据权利要求1所述的酸奶杯片材原料，其特征在于，按照重量份包括如下原料：聚丁二烯橡胶4.5～5.5份，矿物油3～5份，抗氧化剂0.05～0.1份，内部润滑剂0.5～1份，乙苯12～18份，苯乙烯70.4～79.95份。3.根据权利要求2所述的酸奶杯片材原料，其特征在于，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。4.权利要求1～3任一所述的酸奶杯片材原料的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璐，吴利平，朱军，杨昌辉，关莉，张治军，马小伟，廖仿燕，薛江，龚官浩，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11