本發(fā)明屬于高分子材料，具體涉及一種酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料。

背景技術(shù)：

1、隨著包裝材料的精細(xì)化發(fā)展，低成本、環(huán)保、功能性的包裝材料對(duì)技術(shù)的依賴(lài)越來(lái)越強(qiáng)。輕量化硬質(zhì)托盤(pán)包裝材料不但大量節(jié)約材料用量，而且滿(mǎn)足吸塑成型加工，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。特別是在酒類(lèi)包裝中，輕量化硬質(zhì)包裝材料優(yōu)異的穩(wěn)定性、減震保護(hù)性，可以滿(mǎn)足在運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)中對(duì)產(chǎn)品完整的而保護(hù)效果。硬質(zhì)包裝材料在保護(hù)產(chǎn)品的同時(shí)，使包裝物看起來(lái)更有質(zhì)感。輕量化硬質(zhì)包裝材料的廣泛使用，減少環(huán)境影響，降低包裝材料的使用量，從而降低運(yùn)輸過(guò)程中的能耗和碳排放。

2、pet片材目前已被廣發(fā)應(yīng)用于吸塑生產(chǎn)各種包裝托盤(pán)，現(xiàn)有酒托也使用pet片材吸塑成型，得到各種形狀和尺寸需求的酒托。一般，pet吸塑酒托使用厚度0.5mm以?xún)?nèi)的片材，酒托支撐性較差。而當(dāng)使用更厚片材吸塑時(shí)，吸塑加工困難，而且造成材料成本增加?，F(xiàn)有高檔酒托采用了注塑加工的方式，盡管提高了支撐效果，但產(chǎn)量低，制造成本大幅提高，原料使用量增加，而且包裝緩沖效果并不理想。

3、另外，現(xiàn)有pet片材吸塑的酒托緩沖效果有限、穩(wěn)固效果有限，難以有效的固定和防破損。而酒瓶具有較高的重量，需要較厚的片材制備酒托進(jìn)行支撐，需要配合較厚的外包裝紙盒、泡沫塑料、氣泡膜等包裝，造成包裝的材料的浪費(fèi)。

4、將pet發(fā)泡材料用于酒托可以很好的達(dá)到穩(wěn)固性、緩沖的效果。當(dāng)技術(shù)人員將pet微發(fā)泡后再吸塑制備酒托時(shí)遇到較大的成型問(wèn)題。吸塑發(fā)泡材料會(huì)造成泡孔較多的塌陷，這一技術(shù)難題阻礙了吸塑方式加工pet微泡片材。主要是由于pet為結(jié)晶特性，具有250℃的高熔點(diǎn)，在較低溫度時(shí)難以塑化，黏度高，很難發(fā)泡；在較高溫度時(shí)迅速熔化，熔體強(qiáng)度急速降低，粘度隨溫度變化梯度大，不易控，導(dǎo)致泡孔坍塌和開(kāi)孔增加。在微發(fā)泡pet片材進(jìn)行吸塑成型酒托時(shí)，軟化片材在真空吸附的吸附壓力也很容易造成泡孔塌陷。

5、鑒于以上背景存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明充分利用pet片材的加工平臺(tái)，系統(tǒng)解決微發(fā)泡泡孔的穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)微發(fā)泡片材，且滿(mǎn)足吸塑成型的酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，從而獲得良好緩沖和穩(wěn)固效果的pet發(fā)泡酒托包裝材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服目前pet片材作為酒托包裝材料存在穩(wěn)固性、緩沖不佳的局限性，以及滿(mǎn)足輕量化的需求，本發(fā)明提出一種酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，主要的特征是所述酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料為微發(fā)泡pet片材吸塑制備而成。進(jìn)一步的關(guān)鍵技術(shù)特征是通過(guò)對(duì)pet的改性和材料協(xié)同以及工藝控制，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定獲取微發(fā)泡片材，該微發(fā)泡片材的微孔穩(wěn)定，滿(mǎn)足吸塑加工，從而獲得酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料。

2、基于以上技術(shù)目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：pet?80-85份、中空玻璃微珠3-5份、熱塑性聚氨酯3-5份、氧化鋅2-3份、復(fù)合成核劑0.8-1.2份、氣相二氧化硅0.5-1份、擴(kuò)鏈改性劑0.5-0.8份、發(fā)泡劑0.3-0.4份、珠光粉0.2-0.5份、潤(rùn)滑劑0.2-0.3份、抗氧劑0.2-0.3份；

4、所述復(fù)合成核劑為煅燒高嶺土、云母粉、滑石粉中的至少一種與檸檬酸鈉按照質(zhì)量比1：1的混合物；

5、所述熱塑性聚氨酯優(yōu)選聚醚型熱塑性聚氨酯；

6、所述中空玻璃微珠為粒徑20-50μm，壁厚為1-2μm的空心玻璃微珠；

7、所述酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，由如下具體制備方法制備得到：

8、(1)將pet、熱塑性聚氨酯、氧化鋅、復(fù)合成核劑、氣相二氧化硅、擴(kuò)鏈改性劑、珠光粉、潤(rùn)滑劑加入高速混合機(jī)，混合分散后，采用雙螺桿擠出機(jī)共混反應(yīng)擠出造粒，得到改性切片料；其中，所述螺桿長(zhǎng)徑比48/1，配有3-4組反向螺紋；

9、(2)將改性切片料、中空玻璃微珠、發(fā)泡劑、抗氧劑加入高速混合機(jī)混合均勻，經(jīng)螺旋輸送管輸送至單螺桿片材擠出機(jī)，經(jīng)單螺桿熔融擠出，模頭采用t型模頭擠出發(fā)泡成片狀，經(jīng)冷卻輥牽引拉伸、三輥壓光機(jī)定型厚度并壓光、裁邊、雙工位收卷，得到微發(fā)泡片材；

10、(3)將微發(fā)泡片材成卷上料，在加熱室將微發(fā)泡片材加熱軟化，在酒托模具經(jīng)正負(fù)壓吸塑成型，背面采用抽真空的負(fù)壓方式，正面氣壓輔助使軟化微發(fā)泡片材敷貼在酒托模具輪廓面上，設(shè)定正壓為0.3bar-0.5bar，負(fù)壓為0.4bar-0.5bar；經(jīng)過(guò)冷卻定型，脫模，分切修邊，得到酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料。

11、所述pet選擇數(shù)均分子量mn為30000-35000g/mol、特性黏度為0.80-0.85dl/g。pet在使用前需要在120℃真空烘干3-4小時(shí)，防止熱加工時(shí)的水解。

12、所述熱塑性聚氨酯選擇聚醚型熱塑性聚氨酯，其具有良好的耐水解性、彈性。由于pet的結(jié)晶行為，其熔體強(qiáng)度較低，黏彈性較差，通過(guò)輔助使用高彈性的熱塑性聚氨酯，可以輔助微發(fā)泡時(shí)穩(wěn)定微泡的形成。

13、所述氧化鋅選擇粒徑小于5μm。輔助提升材料在擠出加工、成型、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中的耐熱、耐光氧老化。

14、所述復(fù)合成核劑選擇粒徑小于5μm。復(fù)合成核劑可以改進(jìn)結(jié)晶速率、提高結(jié)晶溫度，從而使材料微發(fā)泡泡孔形成后結(jié)晶，提高微泡穩(wěn)定性。

15、所述擴(kuò)鏈改性劑選擇芳香族異氰酸酯、均苯四酸二酐、縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂中的一種。

16、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂選擇鄰苯二甲酯環(huán)氧樹(shù)脂、間苯二甲酯環(huán)氧樹(shù)脂、對(duì)苯二甲酯環(huán)氧樹(shù)脂中的一種。pet在熔融擠出時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)，材料的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇降低，直接發(fā)泡會(huì)導(dǎo)致泡孔壁無(wú)法承受住氣泡增長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力而坍塌破裂，通過(guò)使用擴(kuò)鏈改性劑，使pet的熔體強(qiáng)度提升，維持黏度特性穩(wěn)定，易于拉伸成型并在微發(fā)泡時(shí)形成良好的閉孔結(jié)構(gòu)。

17、所述珠光粉選擇云母包覆二氧化鈦構(gòu)成的銀白珠光粉。珠光粉賦予微發(fā)泡片材銀白珍珠效果，在包裝中能夠產(chǎn)生獨(dú)特的視覺(jué)效果，提升產(chǎn)品的美觀度。

18、所述潤(rùn)滑劑選擇季戊四醇硬脂酸酯、芥酸酰胺、油酸酰胺、乙烯基雙硬脂酰胺中的一種。

19、所述中空玻璃微珠選擇粒徑為20-50μm，壁厚為1-2μm的空心玻璃微珠，其具有良好的抗壓強(qiáng)度、分散性和流動(dòng)性，能夠較好的保證在經(jīng)過(guò)螺桿擠出時(shí)不被壓碎，從而保證最終材料的輕質(zhì)、光亮效果。

20、所述發(fā)泡劑選擇偶氮二甲酰胺(ac)發(fā)泡劑。

21、所述抗氧劑選擇醇酯類(lèi)抗氧劑、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑復(fù)配。特別優(yōu)選，所述抗氧劑選擇醇酯類(lèi)抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑168配合使用。

22、步驟(1)中所述雙螺桿擠出機(jī)采用65型同向雙螺桿擠出機(jī)，螺桿長(zhǎng)徑比48/1；配有3-4組反向螺紋，以此延長(zhǎng)混煉擴(kuò)鏈的時(shí)間。

23、進(jìn)一步，所述雙螺桿擠出機(jī)的控制工藝為：輸送段溫度220-230℃、熔融段溫度250-260℃；混煉擴(kuò)鏈段溫度265-270℃、均化段溫度240-250℃、?？跍囟?10-220℃；在熔融段配有第一真空排氣系統(tǒng)、混煉擴(kuò)鏈段配有第二真空排氣系統(tǒng)；螺桿轉(zhuǎn)速120-280rpm。

24、步驟(2)中所述單螺桿片材擠出機(jī)的控制工藝為：加料段溫度140-160℃、熔化段250-260℃、壓縮段240-245℃、t型模頭溫度230-235℃；控制加料段較低的溫度，防止發(fā)泡劑提早分解，同時(shí)物料過(guò)早軟化會(huì)黏附螺桿影響物料的輸送；t型模頭溫度控制在較低的溫度，以保證軟化的物料有一定的熔體強(qiáng)度，從而避免發(fā)泡破孔。

25、步驟(2)中，經(jīng)t型模頭擠出發(fā)泡、冷卻輥牽引拉伸的發(fā)泡片在經(jīng)過(guò)三輥壓光機(jī)前的厚度與壓光后的厚度差控制在0.3mm以?xún)?nèi)，通過(guò)在線(xiàn)檢測(cè)厚度，plc聯(lián)動(dòng)控制，防止微發(fā)泡片材被過(guò)度擠壓造成泡孔塌陷。

26、所述微發(fā)泡片材厚度為2.0-2.5mm。

27、步驟(3)中所述正負(fù)壓吸塑機(jī)具有背面吸塑、正面加壓輔助功能，較好的保證厚片材的快速成型，同時(shí)避免片材微發(fā)泡孔的過(guò)度坍塌，較好的保留了最終制品的微發(fā)泡孔，從而使酒托具有良好的緩沖防護(hù)效果。更優(yōu)選的，軟化的微發(fā)泡片在成型前用壓縮空氣對(duì)表面冷卻，防止正負(fù)壓吸塑成型時(shí)泡孔塌陷。進(jìn)一步，吸塑控制時(shí)間為3-5s。更優(yōu)選的，吸塑控制時(shí)間為3s。

28、步驟(3)中所述加熱軟化，優(yōu)選的控制加熱溫度為200-210℃；溫度過(guò)高會(huì)造成片材完全熔融微泡坍塌。進(jìn)一步優(yōu)選的，在確保產(chǎn)品外觀質(zhì)量的前提下，加熱溫度控制在200℃。

29、本發(fā)明酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料是通過(guò)微發(fā)泡片材經(jīng)吸塑制備而成，不但減重輕量化，而且微發(fā)泡的微孔小、閉孔良好、泡孔穩(wěn)定，片材機(jī)械性能較好，且滿(mǎn)足吸塑加工，兼具優(yōu)異的穩(wěn)固性和緩沖性能。典型的，在實(shí)施方案中材料相比pet片材減重40％以上。另一顯著的優(yōu)勢(shì)，相比于注塑發(fā)泡，微泡片材吸塑制備酒托包裝材料生產(chǎn)效率更高，尤其是，在微發(fā)泡片材制備、吸塑時(shí)材料產(chǎn)生較大的拉伸，這種拉伸使pet的長(zhǎng)鏈承受鏈硬化和鏈誘導(dǎo)而結(jié)晶，具有更好的韌性。

30、一種酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，突出的效果體現(xiàn)在：

31、(1)本發(fā)明通過(guò)在pet材料中共混熱塑性聚氨酯、復(fù)合成核劑、擴(kuò)鏈改性劑進(jìn)行結(jié)晶溫度改進(jìn)和熔體強(qiáng)度、韌性改進(jìn)，使泡孔成核及生長(zhǎng)容易穩(wěn)定的控制，從而使材料微發(fā)泡泡孔形成后再結(jié)晶，提高微泡穩(wěn)定性，解決了一直以來(lái)pet難以穩(wěn)定微發(fā)泡的問(wèn)題。

32、(2)本發(fā)明通過(guò)對(duì)pet微發(fā)泡的改進(jìn)，得到的微發(fā)泡片材在正負(fù)壓吸塑機(jī)進(jìn)行吸塑成型，通過(guò)合理的正壓、負(fù)壓設(shè)置，較好的保證厚片材的快速成型，同時(shí)避免片材微發(fā)泡孔的過(guò)度坍塌，較好的保留了最終制品的微發(fā)泡孔，從而使酒托具有良好的緩沖防護(hù)效果。實(shí)現(xiàn)了利用吸塑工藝生產(chǎn)微發(fā)泡材料，相比注塑，大幅提升了生產(chǎn)效率。

33、(3)本發(fā)明輔助使用中空玻璃微珠，能夠較好的保證材料的輕質(zhì)、光亮效果。

34、(4)通過(guò)擠出發(fā)泡、吸塑成型制備酒托輕量化硬質(zhì)包裝材料，具有連續(xù)、穩(wěn)定、規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢(shì)。