用于生产矿泉水瓶的高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及矿泉水瓶生产加工领域，尤其涉及一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料及其制备方法。本发明专利技术高分子材料包括如下原料：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯醇、酯化淀粉、改性玄武岩纤维、壳聚糖、增塑剂、硅烷偶联剂、角蛋白、纳米氧化锡、氧化石墨烯、抗氧剂；其制备方法包括如下步骤：(1)基料混合；(2)填料混合；(3)加硅烷偶联剂混炼反应；(4)粉碎挤出造粒。本发明专利技术制备的用于生产矿泉水瓶的高分子材料，具有良好的耐磨性、抗冲击性能、化学稳定性、耐高低温性、可塑性、抗菌杀菌效果且可完全生物降解，不会对环境造成污染，其制备方法操作简单，投入成本低，适合大规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
用于生产矿泉水瓶的高分子材料及其制备方法
本专利技术涉及矿泉水瓶生产加工领域，尤其涉及一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料及其制备方法。
技术介绍
矿泉水是人们日常生活及工作中必不可少的消费品。市售的矿泉水多用普通塑料瓶灌装，具有重量轻、易成型、成本低等优势。目前所用的普通塑料瓶一般使用聚酯、聚乙烯、聚丙烯材料，聚酯具有强度大、耐磨性好、质量轻等优势，但其熔体强度差、结晶速度慢、尺寸稳定性差，难以满足快速成型的需求；聚乙烯具有韧性好、耐高低温等优点，但其缺点是易变形；聚丙烯材料具有表面强度高、化学稳定性强、耐热不变形等优点，但其缺点是韧性差，抗氧化性差，不耐磨。其次，在日常生活中，细菌、霉菌等致病性物质无处不在，时刻威胁着人类的健康，而目前所使用的普通塑料瓶材料容易滋养细菌，导致生产出来的矿泉水瓶容易携带细菌，如果人类使用带有细菌的塑料瓶盛装矿泉水，会将塑料成分中的有害成分及携带的细菌渗透进入人体，严重时还会出现感染。同时，随着塑料瓶的广泛使用，回收塑料瓶也成为目前急需解决的问题，普通塑料瓶的材质很难降解，容易造成白色污染，对土壤和农作物造成伤害。因此，开发一种用于矿泉水瓶的新型高分子材料具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有良好的耐磨性、抗冲击性能、化学稳定性、耐高低温性、可塑性、抗菌杀菌效果且可完全生物降解的用于生产矿泉水瓶的环保型高分子材料及其制备方法，其制备方法操作简单，投入成本低，非常适合大规模化生产。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料，以重量份计，包括如下原料：30～40份聚乙烯树脂、25～35份聚丙烯树脂、20～30份聚乙烯醇、15～25份酯化淀粉、10～15份改性玄武岩纤维、5～10份壳聚糖、5～10份增塑剂、3～10份硅烷偶联剂、3～8份角蛋白、3～6份纳米氧化锡、2～4份氧化石墨烯、1～3份抗氧剂。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述高分子材料以重量份计，包括如下原料：40份聚乙烯树脂、30份聚丙烯树脂、25份聚乙烯醇、20份酯化淀粉、15份改性玄武岩纤维、10份壳聚糖、8份增塑剂、5份硅烷偶联剂、5份角蛋白、3份纳米氧化锡、3份氧化石墨烯、2份抗氧剂。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述改性玄武岩纤维是通过将玄武岩纤维在表面活性剂溶液中微波加热反应5～15min所得。添加改性玄武岩可以提高高分子材料的强度，避免高分子材料在使用过程中产生形变。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述增塑剂由乙酰柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙晶须按照3～5:3～5：1的重量比均匀混合而成。添加此配比组成的增塑剂，可以显著提高高分子材料的韧性和可塑性，使高分子材料更容易成型。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述角蛋白采用动物的爪、蹄、羽毛或毛发加工而成，生产加工简单，且生产出的角蛋白不仅自身可以实现生物降解，同时可以有效发挥纳米级材料的部分特殊性能，更加有效得改善聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯醇的机械性能、生物降解能力以及抗菌杀菌能力。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述抗氧剂由丙酸正十八醇酯、亚磷酸酯、柠檬酸酯按照1:1～3:1～3的重量比均匀混合而成。采用此配比的混合抗氧剂作为填料加入塑料基料中，能够有效得消除自由基、促使氢过氧化物分解，从而更加有效得阻止自由基链式反应，进而避免有机化合物的结构和性质发生根本变化，大大提高最终产品的抗氧化性，使得产品不易老化，使用寿命更长，并且使用更加安全放心。本专利技术的另一目的是提供一种如上所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)按重量份将聚乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚乙烯醇混合均匀，加入酯化淀粉、壳聚糖，在120～140℃温度下搅拌混合10～20min，得到混合物A；(2)将混合物A、改性玄武岩纤维、氧化石墨烯、增塑剂加入到双转子混炼机中，混炼10～15min，然后在搅拌状态下按重量份加入角蛋白、纳米氧化锡、抗氧剂，并搅拌均匀，得到混合物B；(3)一边搅拌混合物B，一边按照重量份将硅烷偶联剂直接加入至混合物B中，搅拌均匀，然后继续混炼20～40min，冷却至室温后即得到混合物C；(4)将混合物C粉碎成颗粒状并转移至螺杆式挤出机中挤出造粒，即得到用于生产矿泉水瓶的高分子材料。作为本专利技术的另一种优选实施方式，步骤(2)中所述的混炼搅拌速度为300～800r/min，混炼温度为80～120℃，大大降低粉碎生产的难度，节约成本，又可以使挤出造粒工艺中，基料和填料进一步发生交联共聚反应更加彻底、更加容易，填料能够更加均匀的分散网链状共聚物的间隙中。作为本专利技术的另一种优选实施方式，步骤(4)中，所述螺杆式挤出机的螺杆转速为80～100r/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术方法将聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯醇在混合均匀，结合形成网链状的共聚物，然后将能够改善基料性质的多种填料加入熔融状态的基料中混合均匀，有效将填料与基料有机结合在一起，使得能够改善基料性能的填料更加均匀的分散网链状共聚物的间隙中，整个流程操作简单，投入成本低，非常适合大规模化生产，不但可大大提高高分子材料的密度、硬度和弹性等机械性能，使其具有良好的抗冲击性能、拉伸性能、耐疲劳性、回弹性和可塑性，而且具有良好的抗菌杀菌效果、抗氧抗老化效果，还可以增强可降解材料的极性和表面张力，绿色环保。2、本专利技术高分子材料中添加增塑剂，可以显著提高高分子材料的韧性和可塑性，使高分子材料更容易成型；将混合抗氧剂作为填料加入塑料基料中，能够有效得消除自由基、促使氢过氧化物分解，从而更加有效得阻止自由基链式反应，进而避免有机化合物的结构和性质发生根本变化，大大提高最终产品的抗氧化性，使得产品不易老化，使用寿命更长，并且使用更加安全放心。3、采用本专利技术方法和原料制备的高分子材料，具有良好的耐磨性、抗冲击性能、化学稳定性、耐高低温性、可塑性、抗菌杀菌效果且可完全生物降解的特点，完全适合用于生产矿泉水瓶。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料，以重量份计，包括如下原料：30份聚乙烯树脂、25份聚丙烯树脂、20份聚乙烯醇、15份酯化淀粉、10份改性玄武岩纤维、5份壳聚糖、5份增塑剂、3份硅烷偶联剂、3份角蛋白、3份纳米氧化锡、2份氧化石墨烯、1份抗氧剂；其中，改性玄武岩纤维是通过将玄武岩纤维在表面活性剂溶液中微波加热反应5～15min所得；增塑剂由乙酰柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙晶须按照3:3:1的重量比均匀混合而成；角蛋白采用动物的爪、蹄、羽毛或毛发加工而成；抗氧剂由丙酸正十八醇酯、亚磷酸酯、柠檬酸酯按照1:1:1的重量比均匀混合而成。一种如上所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)按重量份将聚乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚乙烯醇混合均匀，加入酯化淀粉、壳聚糖，在120℃温度下搅拌混合10min，得到混合物A；(2)将混合物A、改性玄武岩纤维、氧化石墨烯、增塑剂加入到双转子混炼机中，搅拌速度为300r/min，混炼温度为120℃，混炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料：30～40份聚乙烯树脂、25～35份聚丙烯树脂、20～30份聚乙烯醇、15～25份酯化淀粉、10～15份改性玄武岩纤维、5～10份壳聚糖、5～10份增塑剂、3～10份硅烷偶联剂、3～8份角蛋白、3～6份纳米氧化锡、2～4份氧化石墨烯、1～3份抗氧剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料：30～40份聚乙烯树脂、25～35份聚丙烯树脂、20～30份聚乙烯醇、15～25份酯化淀粉、10～15份改性玄武岩纤维、5～10份壳聚糖、5～10份增塑剂、3～10份硅烷偶联剂、3～8份角蛋白、3～6份纳米氧化锡、2～4份氧化石墨烯、1～3份抗氧剂。2.根据权利要求1所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料：40份聚乙烯树脂、30份聚丙烯树脂、25份聚乙烯醇、20份酯化淀粉、15份改性玄武岩纤维、10份壳聚糖、8份增塑剂、5份硅烷偶联剂、5份角蛋白、3份纳米氧化锡、3份氧化石墨烯、2份抗氧剂。3.根据权利要求1所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维是通过将玄武岩纤维在表面活性剂溶液中微波加热反应5～15min所得。4.根据权利要求1所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，所述增塑剂由乙酰柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙晶须按照3～5:3～5：1的重量比均匀混合而成。5.根据权利要求1所述的用于生产矿泉水瓶的高分子材料，其特征在于，所述角蛋白采用动物的爪、蹄、羽毛或毛发加工而成。6.根据权利要求1所述的用于生产矿泉水...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾丽萍，
申请(专利权)人：楚雄牟定古树山泉有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53