[发明专利]一种低表面张力聚苯乙烯材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低表面张力聚苯乙烯材料的制备方法，还涉及一种利用低表面张力聚苯乙烯片材加工而成的食品包装材料。

背景技术

目前，市售酸奶通常采用塑料包装容器，例如，塑料杯、塑料盒、塑料瓶或塑料罐等。在打开酸奶或饮用酸奶时，通常会有一些酸奶会黏附在上述塑料包装容器壁上无法倒出，这对于消费者来说是一种浪费，所以急需要寻找一种有效途径解决此类问题。

通常用于酸奶的包装材料为聚苯乙烯，从界面化学角度分析，酸奶黏附在聚苯乙烯材料的表面，是因为酸奶黏附润湿聚苯乙烯材料表面，要实现酸奶不黏附在材料表面，应该使酸奶与聚苯乙烯材料表面之间最终达到不润湿的效果。

聚苯乙烯材料的表面张力值为33mN/m，在不改变发酵酸奶理化性质的情况下，我们可以通过降低聚苯乙烯包装材料的表面张力值达到酸奶不润湿其材料表面的效果，从而使酸奶不黏附在包装材料内表面。

氟、硅两种元素在材料表面的富集能有效地降低材料的表面能，增大材料与接触液体之间的接触角，增强材料的憎水憎油性、防粘性等。

含氟聚合物中由于C-F键不易极化，C-F键之间的范德华力比C-H键要小，表面张力是分子间作用力的体现，因此含氟聚合物的临界表面张力远低于碳氢聚合物，可以有效降低聚苯乙烯体系的表面张力值。含氟聚合物中的聚四氟乙烯表面张力为18.6mN/m，防粘性能较好，应用比较成熟，但是价格昂贵。

含硅聚合物也同样具有优良的降低材料表面张力的能力，是除含氟聚合物外最佳的低表面能聚合物，含硅聚合物中的聚二甲基硅氧烷表面张力为21mN/m，是含硅聚合物中表面张力较低的一种，价格比较便宜。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种低表面张力聚苯乙烯材料的制备方法，以利于获得这种低表面张力的聚苯乙烯混合粒子。

本发明要解决的又一个技术问题是提供一种生产低表面张力聚苯乙烯材料的方法，以利于获得这种低表面张力的聚苯乙烯材料粒子。

本发明要解决的又一个技术问题是提供一种生产低表面张力聚苯乙烯片材的方法，以利于获得一种低表面张力的聚苯乙烯片材。

本发明要解决的又一个技术问题是提供一种利用低表面张力聚苯乙烯片材加工而成的食品包装材料，以减少或避免前面所提到的问题，并提供一种可用于食品包装的安全的包装材料。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低表面张力聚苯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

称取重量份为1000的聚苯乙烯原料粒子，重量份为5-25的聚二甲基硅氧烷，重量份为5-40的聚四氟乙烯原料；

将所述的聚苯乙烯原料粒子加入高速混料机中，开机混料，再将所述的聚二甲基硅氧烷缓慢倒入所述的聚苯乙烯原料中，混合2-20min；

将所述的聚四氟乙烯分3-5次倒入所述的高速混料机中继续混合3-30min，得到均匀混合了所述的聚二甲基硅氧烷和所述聚四氟乙烯的聚苯乙烯混合粒子。

进一步，本发明还提供了一种采用上述混合粒子生产低表面张力聚苯乙烯材料的方法，

包括如下步骤：

开机预热双螺杆挤出机；

设定挤出机各加热段温度：温度范围30-240℃，喂料区温度30-50℃，机身温度100-240℃，机头温度180-240℃；

设定螺杆转速为50-150r/min；

将均匀混合了两种表面助剂聚二甲基硅氧烷和聚四氟乙烯的聚苯乙烯混合粒子加入双螺杆挤出机料斗中；

将挤出的聚苯乙烯线料经过10-40℃水槽进行冷却。

使用切粒机将冷却的聚苯乙烯线料切成粒子。

低表面张力聚苯乙烯原料粒子进行包装。

进一步，本发明还提供了一种采用前述方法制备的低表面张力聚苯乙烯材料生产低表面张力聚苯乙烯片材的方法，

包括如下步骤：

开机预热塑料片材挤出机；

设定塑料片材挤出机各加热段温度：温度范围130-240℃，料筒温度130-240℃，模头温度160-240℃；

设定冷却辊的温度范围为40-60℃；

将前述低表面张力聚苯乙烯材料加入塑料片材挤出机料斗中；

模口挤出片材；

三辊冷却定型；

切边；

收卷。

进一步，本发明还提供了一种食品包装材料，采用前述的方法获得的低表面张力聚苯乙烯片材热成型加工而成，所述食品包装材料加工成液态食品包装容器，尤其是一种酸奶包装容器。