一種用元明粉改性的塑料填充母粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用元明粉改性的塑料填充母粒及其制備方法，屬于塑料加工成型技術(shù)領(lǐng)域。塑料填充母粒包括以下重量份數(shù)的組分：元明粉100份、硬脂酸0.5?3份、低碳鏈的飽和脂肪酸4?6份、雙乙撐鈦酸酯?三乙醇胺螯合物溶液1?5份、樹脂載體10?15份。本發(fā)明采用元明粉為無(wú)機(jī)填料，其填充效果良好，且成本低、環(huán)保性能、透明度及光澤度好，制備出的填充母粒具有密度低、外觀分散性好、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、薄膜撕裂強(qiáng)度、抗沖擊等力學(xué)性能好、環(huán)保型強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種實(shí)用性及性價(jià)比高的填充改性透明母料。
【專利說(shuō)明】
一種用元明粉改性的塑料填充母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用元明粉改性而成的用于塑料 制品中的功能填充母粒。
【背景技術(shù)】
[0002] 元明粉(Na2S〇4)屬高結(jié)晶度無(wú)機(jī)化工原料，價(jià)格低廉、具有優(yōu)異的折射率、粒徑小、 穩(wěn)定性好、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，在玻璃、印染、紡織、制革、采礦、醫(yī)藥等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。因其具 有透明度高、固色性強(qiáng)、水溶性好的特點(diǎn)，將其進(jìn)行表面活化處理后分散均勻，大大改善與 樹脂的相容性，添加到樹脂中能很好的起到增強(qiáng)制品強(qiáng)度，提高透明度、表觀視覺(jué)好的作 用，現(xiàn)已大量應(yīng)用于塑料行業(yè)中，尤其是用于具有透明性能的塑料制品中。
[0003] 元明粉具有優(yōu)異的光學(xué)特性，適用于填充透明塑料。但元明粉屬于強(qiáng)極性物質(zhì)，易 吸收空氣中的水分，這種吸水性能極大影響復(fù)合材料的機(jī)械性能，因此元明粉的強(qiáng)吸濕性 成為其在塑料行業(yè)應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。經(jīng)研究表明，元明粉結(jié)晶顆粒越細(xì)，比表面積越大，吸 水面越大，吸水量隨之增大，顆粒間接觸點(diǎn)以及所形成結(jié)塊的牢固度也會(huì)隨之增加。另一方 面，元明粉作為無(wú)機(jī)填料應(yīng)用于高分子復(fù)合材料時(shí)，因其表面親水疏油，在有機(jī)介質(zhì)中難于 均勻分散，與高聚物等基質(zhì)無(wú)結(jié)合力，易造成界面缺失，導(dǎo)致材料變次。
[0004] 目前透明粉可替代碳酸鈣填充母粒，但因透明粉具有析出（吸潮)性，在部分塑料 制品中使用受到一定限制，所以現(xiàn)有技術(shù)采用基本達(dá)不到解決析出問(wèn)題，都存在短時(shí)間析 出現(xiàn)象而造成塑料制品外觀"噴霜"、"長(zhǎng)毛"現(xiàn)象，所以一般采用對(duì)粉體進(jìn)行表面處理來(lái)緩 解析出時(shí)間，在現(xiàn)有技術(shù)中解決元明粉析出問(wèn)題采用的如下配方設(shè)計(jì):元明粉100份、樹脂 10-15份、硬脂酸2-6份、石蠟6-8份。而配方中引入了硬脂酸和石蠟之后會(huì)降低元明粉的透 明度，同時(shí)該配方設(shè)計(jì)而成的產(chǎn)品在后續(xù)中易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，使塑料制品的強(qiáng)度性能下降， 外觀不光滑平整，也不能解決塑料制品外觀"噴霜"、"長(zhǎng)毛"的問(wèn)題。比如單單采用硬脂酸來(lái) 進(jìn)行表面處理，雖有一定的效果，但根本很難達(dá)到四個(gè)月時(shí)間不析出的底線，因?yàn)樵鞣鄣?獨(dú)特特性是很難改變的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以元明粉為原料通過(guò)改性而用于塑料制品中 作為填充功能母粒及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明主要通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種用元明粉改性的塑料填充母粒，包括以下重量份數(shù)的組分：
[0008] 元明粉:100份；硬脂酸:0.5-3份；
[0009] 低碳鏈的飽和脂肪酸:4-6份；
[0010]雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液：1-5份；
[0011] 樹脂載體:10-15份。
[0012] 作為優(yōu)選:元明粉：100份;硬脂酸：1.5份;低碳鏈的飽和脂肪酸:5.5份;雙乙撐鈦 酸酯-三乙醇胺螯合物溶液:3份;樹脂載體:12份。
[0013] 所述的低碳鏈的飽和脂肪酸為十六碳的飽和脂肪酸，主要成份是從棕櫚樹所得的 油。
[0014] 所述樹脂載體為熱塑型聚烯烴樹脂，選自聚乙烯系列（LDPE、LLDPE、HDPE)、聚丙烯 系列(無(wú)規(guī)聚丙烯、等規(guī)聚丙烯）、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一種或幾種。
[0015] -種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，包括以下步驟：
[0016] (1)將元明粉進(jìn)行微米級(jí)細(xì)化處理成粉體；
[0017] (2)將細(xì)化粉體投入到1470轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達(dá) 到105~115°C，加入硬脂酸、低碳鏈飽和脂肪酸和雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液反應(yīng) 2min，最后加入樹脂載體高速混合均勾塑煉成形；
[0018] (3)塑煉成形料通過(guò)強(qiáng)制喂料系統(tǒng)，同向雙螺桿混煉機(jī)組混煉、熔融塑化經(jīng)過(guò)料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機(jī)組、旋風(fēng)沸騰干燥機(jī)、加長(zhǎng)式振動(dòng) 篩凈化風(fēng)送料倉(cāng)而成。
[0019] 步驟(1)中的元明粉細(xì)化處理后的粉體粒徑為1 -15微米。
[0020] 本發(fā)明從根本上解決了元明粉的析出、團(tuán)聚問(wèn)題，方案的設(shè)計(jì)主要從以下兩個(gè)方 面進(jìn)行設(shè)計(jì):第一方面，從配方設(shè)計(jì)方面采用真正意義上的包覆和阻隔，防止其使用過(guò)程中 析出問(wèn)題;硬脂酸和低碳鏈飽和脂肪酸恰當(dāng)?shù)钠ヅ淇梢缘玫浇Y(jié)晶型的脂肪類產(chǎn)品，它即能 與粉體很好的結(jié)合，又可以對(duì)高分子材料有較好的相容，成為真正意義的包覆的前提條件； 第二方面，引入雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液，它能夠完全的滲透到高分子樹脂和表 面活化處理的細(xì)粉間隙中，形成偶聯(lián)而增強(qiáng)界面相容性和分散性，配方設(shè)計(jì)引入全新的表 面處理復(fù)配理論，減少影響透明性功能助劑的量，增加界面相容性和降低分子間相互作用 力，防止其產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0021] 該配方設(shè)計(jì)后采用高速混合改性處理工序，雙婉強(qiáng)制喂料，雙螺桿塑化造粒機(jī)組 進(jìn)行生產(chǎn)，其母粒產(chǎn)品可在純凈水中放置兩天無(wú)咸味，而用于塑料制品中四個(gè)月不析出。
[0022] 采用本發(fā)明配方制備的塑料填充母粒，可以提高母粒的填充效果，降低成本，增加 塑料的環(huán)保性能，透明度、光澤度及白度，減輕塑料成品的重量，添加到塑料制品中不會(huì)造 成"鹽析"、"噴霜"、"長(zhǎng)毛"等不利于制品使用和影響性能的現(xiàn)象;制備的填充母粒具有密度 低、外觀分散性好、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、薄膜撕裂強(qiáng)度、抗沖擊等力學(xué)性能好、環(huán)保型強(qiáng) 等特點(diǎn)，是一種實(shí)用性及性價(jià)比高的填充改性透明母料。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] -種用元明粉改性的塑料填充母粒，包括以下重量份數(shù)的組分：
[0026]元明粉:100份；硬脂酸:0.5份；
[0027]低碳鏈的飽和脂肪酸:4份；雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液：1份；
[0028] 聚乙烯樹脂：10份。
[0029] -種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)將元明粉通過(guò)不銹鋼粉體微細(xì)化機(jī)組進(jìn)行微米級(jí)細(xì)化處理成粉體；
[0031] (2)將細(xì)化粉體投入到1470轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達(dá) 到105~115°C，加入硬脂酸、低碳鏈飽和脂肪酸和雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液反應(yīng) 2min，最后加入聚乙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0032] (3)塑煉成形料通過(guò)強(qiáng)制喂料系統(tǒng)，同向雙螺桿混煉機(jī)組混煉、熔融塑化經(jīng)過(guò)料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機(jī)組、旋風(fēng)沸騰干燥機(jī)、加長(zhǎng)式振動(dòng) 篩凈化風(fēng)送料倉(cāng)而成。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] -種用元明粉改性的塑料填充母粒，包括以下重量份數(shù)的組分：
[0035] 元明粉:100份；硬脂酸:1.5份；
[0036]低碳鏈的飽和脂肪酸:5.5份；
[0037]雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液:3份；
[0038] 聚丙烯樹脂：12份。
[0039] -種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，包括以下步驟：
[0040] (1)將元明粉通過(guò)不銹鋼粉體微細(xì)化機(jī)組進(jìn)行微米級(jí)細(xì)化處理成粉體；
[0041 ] (2)將細(xì)化粉體投入到1470轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達(dá) 到105~115°C，加入硬脂酸、低碳鏈飽和脂肪酸和雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液反應(yīng) 2min，最后加入聚丙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0042] (3)塑煉成形料通過(guò)強(qiáng)制喂料系統(tǒng)，同向雙螺桿混煉機(jī)組混煉、熔融塑化經(jīng)過(guò)料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機(jī)組、旋風(fēng)沸騰干燥機(jī)、加長(zhǎng)式振動(dòng) 篩凈化風(fēng)送料倉(cāng)而成。
[0043] 實(shí)施例3
[0044] -種用元明粉改性的塑料填充母粒，包括以下重量份數(shù)的組分：
[0045] 元明粉:100份；硬脂酸:0.5-3份；
[0046]低碳鏈的飽和脂肪酸:4-6份；雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液：1-5份；
[0047] 聚苯乙烯樹脂：10-15份。
[0048] -種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，包括以下步驟：
[0049] (1)將元明粉通過(guò)不銹鋼粉體微細(xì)化機(jī)組進(jìn)行微米級(jí)細(xì)化處理成粉體；
[0050] (2)將細(xì)化粉體投入到1470轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達(dá) 到105~115°C，加入硬脂酸、低碳鏈飽和脂肪酸和雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液反應(yīng) 2min，最后加入聚苯乙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0051 ] (3)塑煉成形料通過(guò)強(qiáng)制喂料系統(tǒng)，同向雙螺桿混煉機(jī)組混煉、熔融塑化經(jīng)過(guò)料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機(jī)組、旋風(fēng)沸騰干燥機(jī)、加長(zhǎng)式振動(dòng) 篩凈化風(fēng)送料倉(cāng)而成。
[0052]將上述實(shí)施例制得的填充母粒及傳統(tǒng)母粒添加到聚乙烯塑料中，混合后進(jìn)行擠出 制片和吹膜，填充母粒及聚乙烯的質(zhì)量比為25:75，按68/113022-1991測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度及斷裂 伸長(zhǎng)率，測(cè)試速度為200mm/min;按QB/T1130-1991測(cè)試薄膜撕裂強(qiáng)度，測(cè)試速度為50mm/ min。結(jié)果如下表1所示：
[0053]表1.添加填充母粒后聚乙烯塑料制品的性能測(cè)試
[0055]從上表1可以看出，本發(fā)明填充母粒添加到聚乙烯塑料制品中，其拉伸強(qiáng)度、斷裂 伸長(zhǎng)率、薄膜撕裂強(qiáng)度及抗沖擊性能，相比于傳統(tǒng)母粒其具有更好的力學(xué)性能，完全滿足塑 料制品的性能要求。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用元明粉改性的塑料填充母粒，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的組分： 元明粉:100份； 硬脂酸:0.5-3份； 低碳鏈的飽和脂肪酸:4-6份； 雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液：1-5份； 樹脂載體:1〇_ 15份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用元明粉改性的塑料填充母粒，其特征在于，所述的低碳 鏈的飽和脂肪酸為十六碳的飽和脂肪酸。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用元明粉改性的塑料填充母粒，其特征在于，所述的樹脂 載體選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一種或幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用元明粉改性的塑料填充母粒，其特征在于，包括以下重 量份數(shù)的組分:元明粉:100份;硬脂酸：1.5份;低碳鏈的飽和脂肪酸:5.5份;雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液:3份;樹脂載體:12份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1) 將元明粉進(jìn)行微米級(jí)細(xì)化處理成粉體； (2) 將細(xì)化粉體投入到1470轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達(dá)到 105~115°C，加入硬脂酸、低碳鏈的飽和脂肪酸和雙乙撐鈦酸酯-三乙醇胺螯合物溶液反應(yīng) 2min，最后加入樹脂載體高速混合均勾塑煉成形； (3) 塑煉成形料通過(guò)強(qiáng)制喂料系統(tǒng)，同向雙螺桿混煉機(jī)組混煉、熔融塑化經(jīng)過(guò)料筒溫度 為150~220°C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機(jī)組、旋風(fēng)沸騰干燥機(jī)、加長(zhǎng)式振動(dòng)篩凈 化風(fēng)送料倉(cāng)而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用元明粉改性的塑料填充母粒的制備方法，其特征在于， 步驟(1)中的元明粉細(xì)化處理后的粉體粒徑為1-15微米。
【文檔編號(hào)】C08K9/00GK105968531SQ201610502978
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】蔣中友, 魏平, 祝萬(wàn)軍
【申請(qǐng)人】四川杰普新材料股份公司