一種PVC包裝材料的製備方法與流程
2024-04-08 11:25:05
本發明涉及包裝用材料技術領域，尤其涉及一種pvc包裝材料的製備方法。
背景技術：
聚氯乙烯，英文簡稱pvc在過氧化物、偶氮化合物等引發劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱之為氯乙烯樹脂；pvc為無定形結構的白色粉末，支化度較小，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，對光和熱的穩定性差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，並進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，在實際應用中必須加入穩定劑以提高對熱和光的穩定性。
包裝膜主要由幾種不同牌號的聚乙烯樹脂混合擠出而成，具有抗穿刺，超強度高性能，對堆放在託板上的貨物進行纏繞包裝，使包裝物更加穩固整潔，更超強防水作用，被廣泛使用，在外貿出口、造紙、五金、塑料化工、建材、食品醫藥行業。
聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應製成。由於其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用於各行各業各式各樣產品：電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建築裝潢用品、家俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具、門帘、卷門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙。
工業生產的pvc分子量一般在5萬～11萬範圍內，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點，80～85℃開始軟化，130℃變為粘彈態，160～180℃開始轉變為粘流態；有較好的機械性能，抗張強度60mpa左右，有優異的介電性能。
pvc曾是世界上產量最大的通用塑料，應用非常廣泛。在建築材料、工業製品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。
pvc一般先要改性造粒，用螺杆擠出機組製備成粒子後，塑化更充分，加工也更容易，尤其是工藝是注塑的產品。螺杆擠出機是塑料成型加工最主要的設備之一，它通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。螺杆擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都佔有重要地位嚴格來說，有著特殊要求的pvc製品，pvc改性配方，是根據客戶要求量身定做的。還有就是在pvc生產過程中共聚衍生，此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等。
pvc用自由基加成聚合方法製備，聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主，約佔pvc總產量的80%左右。將純水、液化的vcm單體、分散劑加入到反應釜中，然後加入引發劑和其它助劑，升溫到一定溫度後vcm單體發生自由基聚合反應生成pvc顆粒。持續的攪拌使得顆粒的粒度均勻，並且使生成的顆粒懸浮在水中。此外，還有用微懸浮法生產pvc糊用樹脂，產品性能和成糊性均好。
聚氯乙烯熱穩定性和耐光性較差。在150℃時開始分解出氯化氫，隨著增塑劑含量的多少發生不良反應。另外，顏料對pvc的影響，體現在顏料是否與pvc及組成pvc製品的其它組分發生反應以及顏料本身耐遷移性、耐熱性。著色劑中的某些成份可能會促使樹脂的降解。如鐵離子和鋅離子是pvc樹脂降解反應的催化劑。因此，使用氧化鐵（紅、黃、棕和黑）顏料或氧化鋅、硫化鋅和立德粉類白色顏料會降低pvc樹脂的熱穩定性。某些著色劑可能會與pvc樹脂的降解產物發生作用。如群青類顏料耐酸性差，故在pvc著色加工過程中，會與pvc分解產生的氯化氫發生相互作用而失去應有的顏色。因此就pvc著色而言，考慮到所用樹脂及相關助劑的特徵，結合顏料的特點。
pvc材料是一種非結晶性材料。pvc材料在實際使用中經常加入穩定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗衝擊劑及其它添加劑。pvc材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。pvc對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕並且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。pvc在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數，如果此參數不當將導致材料分解的問題。pvc的流動特性相當差，其工藝範圍很窄。特別是大分子量的pvc材料更難於加工，因此通常使用的都是小分子量的pvc材料。pvc的收縮率相當低，一般為0.2~0.6%。
技術實現要素：
本發明提供一種耐熱老化、拉伸強度高、衝擊強度高和硬度高的pvc包裝材料的製備方法，解決現有防水包裝用材料的製備方法硬度低和拉伸強度低等技術問題。
本發明採用以下技術方案：一種pvc包裝材料的製備方法，包括如下步驟：
第一步：按照質量份數配比稱取pvc100份，氯乙烯0.1-0.3份，pom10-50份，二氧化鈦2-6份，三鹼式硫酸鉛1-3份，二鹼式亞磷酸鉛為2-4份，潤滑油4-8份，氧化鋅1-5份，山梨醇單棕櫚酸酯2-6份，pdop1-5份，pop2-8份，二丁基硫醇錫為10-30份，苯基磷酸二辛酯0.5-2.5份，銀系抗菌母粒0.3-0.5份，顏料0.002-0.006份；
第二步：將pvc投入高速捏合機中，升溫至95-105℃，加入剩餘原料，升溫至110-120℃，捏合速度800-1000r/min，捏合15-25min；
第三步：捏合後的材料二輥塑煉，前輥溫度為170-190℃，轉速16-20r/min，後輥160-170℃，轉速26-28r/min，混煉15-25min，平板硫化機壓片，溫度為180-220℃，壓力25-35mpa，時間10-30min，壓光後冷卻捲曲得pvc包裝材料，厚度為0.5-2.5mm。
作為本發明的一種優選技術方案：所述pvc包裝材料的製備方法的原料按質量份數配比如下：pvc100份，氯乙烯0.1份，pom10份，二氧化鈦2份，三鹼式硫酸鉛1份，二鹼式亞磷酸鉛為2份，潤滑油4份，氧化鋅1份，山梨醇單棕櫚酸酯2份，pdop1份，pop2份，二丁基硫醇錫為10份，苯基磷酸二辛酯0.5份，銀系抗菌母粒0.3份，顏料0.002份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述pvc包裝材料的製備方法的原料按質量份數配比如下：pvc100份，氯乙烯0.3份，pom50份，二氧化鈦6份，三鹼式硫酸鉛3份，二鹼式亞磷酸鉛為4份，潤滑油8份，氧化鋅5份，山梨醇單棕櫚酸酯6份，pdop5份，pop8份，二丁基硫醇錫為30份，苯基磷酸二辛酯2.5份，銀系抗菌母粒0.5份，顏料0.006份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述pvc包裝材料的製備方法的原料按質量份數配比如下：pvc100份，氯乙烯0.2份，pom30份，二氧化鈦4份，三鹼式硫酸鉛2份，二鹼式亞磷酸鉛為3份，潤滑油6份，氧化鋅3份，山梨醇單棕櫚酸酯4份，pdop3份，pop5份，二丁基硫醇錫為20份，苯基磷酸二辛酯1.5份，銀系抗菌母粒0.4份，顏料0.004份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述顏料採用酞菁藍。
有益效果
本發明所述一種pvc包裝材料的製備方法採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：1、製備方法簡單，節省人力物力，縱向拉伸強度9-11mpa，橫向拉伸強度8-10mpa，縱向伸長率88-92%，橫向伸長率75-85%；2、燃燒離火自熄，熔融時間105-125s，擊穿電壓11.4-13.8kv/mm，撕裂強度108-112mpa，缺口衝擊強度5.3-6.7kj/m2；3、彎曲強度30-35mpa，布氏硬度22-24，原料來源廣泛，成本低廉，自然光老化12個月後拉伸強度損失0.015-0.035%；4、可以在各種極端環境下廣泛使用，100℃熱老化兩個月後拉伸強度損失0.08-0.12%，經過40kgy計量的γ射線輻照後，凝膠率75-85%，可以廣泛生產並不斷代替現有包裝材料。
具體實施方式
以下結合實例對本發明作進一步的描述，實施例僅用於對本發明進行說明，並不構成對權利要求範圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求範圍內。
實施例1：
第一步：按照質量份數配比稱取pvc100份，氯乙烯0.1份，pom10份，二氧化鈦2份，三鹼式硫酸鉛1份，二鹼式亞磷酸鉛為2份，潤滑油4份，氧化鋅1份，山梨醇單棕櫚酸酯2份，pdop1份，pop2份，二丁基硫醇錫為10份，苯基磷酸二辛酯0.5份，銀系抗菌母粒0.3份，酞菁藍0.002份。
第二步：將pvc投入高速捏合機中，升溫至95℃，加入剩餘原料，升溫至110℃，捏合速度800r/min，捏合15min。
第三步：捏合後的材料二輥塑煉，前輥溫度為170℃，轉速16r/min，後輥160℃，轉速26r/min，混煉15min，平板硫化機壓片，溫度為180℃，壓力25mpa，時間10min，壓光後冷卻捲曲得pvc包裝材料，厚度為0.5mm。
製備方法簡單，節省人力物力，縱向拉伸強度9mpa，橫向拉伸強度8mpa，縱向伸長率88%，橫向伸長率75%；燃燒離火自熄，熔融時間105s，擊穿電壓11.4kv/mm，撕裂強度108mpa，缺口衝擊強度5.3kj/m2；彎曲強度30mpa，布氏硬度22，原料來源廣泛，成本低廉，自然光老化12個月後拉伸強度損失0.015%；可以在各種極端環境下廣泛使用，100℃熱老化兩個月後拉伸強度損失0.12%，經過40kgy計量的γ射線輻照後，凝膠率75%，可以廣泛生產並不斷代替現有包裝材料。
實施例2：
第一步：按照質量份數配比稱取pvc100份，氯乙烯0.3份，pom50份，二氧化鈦6份，三鹼式硫酸鉛3份，二鹼式亞磷酸鉛為4份，潤滑油8份，氧化鋅5份，山梨醇單棕櫚酸酯6份，pdop5份，pop8份，二丁基硫醇錫為30份，苯基磷酸二辛酯2.5份，銀系抗菌母粒0.5份，酞菁藍0.006份。
第二步：將pvc投入高速捏合機中，升溫至105℃，加入剩餘原料，升溫至120℃，捏合速度1000r/min，捏合25min。
第三步：捏合後的材料二輥塑煉，前輥溫度為190℃，轉速20r/min，後輥170℃，轉速28r/min，混煉25min，平板硫化機壓片，溫度為220℃，壓力35mpa，時間30min，壓光後冷卻捲曲得pvc包裝材料，厚度為2.5mm。
製備方法簡單，節省人力物力，縱向拉伸強度11mpa，橫向拉伸強度10mpa，縱向伸長率92%，橫向伸長率85%；燃燒離火自熄，熔融時間125s，擊穿電壓13.8kv/mm，撕裂強度112mpa，缺口衝擊強度6.7kj/m2；彎曲強度35mpa，布氏硬度24，原料來源廣泛，成本低廉，自然光老化12個月後拉伸強度損失0.035%；可以在各種極端環境下廣泛使用，100℃熱老化兩個月後拉伸強度損失0.1%，經過40kgy計量的γ射線輻照後，凝膠率80%，可以廣泛生產並不斷代替現有包裝材料。
實施例3：
第一步：按照質量份數配比稱取pvc100份，氯乙烯0.2份，pom30份，二氧化鈦4份，三鹼式硫酸鉛2份，二鹼式亞磷酸鉛為3份，潤滑油6份，氧化鋅3份，山梨醇單棕櫚酸酯4份，pdop3份，pop5份，二丁基硫醇錫為20份，苯基磷酸二辛酯1.5份，銀系抗菌母粒0.4份，酞菁藍0.004份。
第二步：將pvc投入高速捏合機中，升溫至100℃，加入剩餘原料，升溫至115℃，捏合速度900r/min，捏合20min。
第三步：捏合後的材料二輥塑煉，前輥溫度為180℃，轉速18r/min，後輥165℃，轉速27r/min，混煉20min，平板硫化機壓片，溫度為200℃，壓力30mpa，時間20min，壓光後冷卻捲曲得pvc包裝材料，厚度為1.5mm。
製備方法簡單，節省人力物力，縱向拉伸強度11mpa，橫向拉伸強度10mpa，縱向伸長率92%，橫向伸長率85%；燃燒離火自熄，熔融時間125s，擊穿電壓13.8kv/mm，撕裂強度112mpa，缺口衝擊強度6.7kj/m2；彎曲強度35mpa，布氏硬度24，原料來源廣泛，成本低廉，自然光老化12個月後拉伸強度損失0.015%；可以在各種極端環境下廣泛使用，100℃熱老化兩個月後拉伸強度損失0.08%，經過40kgy計量的γ射線輻照後，凝膠率85%，可以廣泛生產並不斷代替現有包裝材料。