專利名稱：一種塑料復(fù)合潤滑劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種塑料復(fù)合潤滑劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人類社會的發(fā)展，塑料已經(jīng)成為人類生活和生產(chǎn)中必不可少的材料；而塑料的加工則是使塑料為人類所利用的重要環(huán)節(jié)。塑料加工需要對塑料進行熔融，進而成型制品；在這ー過程中必定伴隨塑料熔體與加工機械、塑料熔體自身的摩擦。為減小這種摩擦，便于塑料加工，潤滑劑成為了必不可少的塑料加工助劑。常用的塑料潤滑劑有各種蠟類、脂肪酸類、金屬皂類、脂肪族酰胺類等， 其中各種蠟類用途最為廣泛。蠟類潤滑劑多數(shù)來自石油，如石蠟、液體石蠟、微晶蠟、聚こ烯蠟、聚丙烯蠟等。隨著石油資源的逐漸緊張，蠟類潤滑劑的價格持續(xù)上漲，導(dǎo)致塑料加工成本日益上升。塑料加工中除潤滑劑外，還需要增塑劑、熱穩(wěn)定劑、增溶剤、增韌劑、增強劑、填料等各種助劑。傳統(tǒng)塑料加工配方中各種助劑往往只起到単一的作用，為實現(xiàn)塑料制品優(yōu)異的綜合性能，塑料的配方需包含多種組分，導(dǎo)致其復(fù)雜程度増加，會產(chǎn)生成本増加、エ藝不易控制、性能穩(wěn)定性降低等問題。為降低成本或提升強度剛性等性能，無機粉體在塑料加工被大量應(yīng)用，但大量添加無機粉體對塑料加工性能的影響非常明顯，對潤滑劑的依賴很大。球形或近似球形的無機粉體具有一定的潤滑性能，對加工性能有一定幫助，但對塑料的力學(xué)性能影響較大。在塑料中同時添加不同種類的無機粉體，以平衡加工性能和力學(xué)性能的研究開展較多。但通過改性直接用粉體作為潤滑劑還鮮有報道。公開號為CN 1302822 A的文獻報道了一種聚こ烯蠟的接枝改性エ藝，其使用馬來酸酐對聚こ烯蠟進行接枝改性，為順利加工擠出，其主要通過將エ藝溫度控制在90°C以下，從而降低熔體流動性來實現(xiàn)。經(jīng)過接枝改性的聚こ烯蠟功能多祥化，可提供潤滑、脫模、增強等功能。但其存在聚こ烯蠟接枝的引發(fā)劑，接枝単體的種類和用量不合理；エ藝溫度范圍太窄，實際生產(chǎn)難以控制；エ藝溫度低，反應(yīng)不充分，接枝效果不明顯等缺陷。公開號為CN 20203087 U的文獻報道了ー種包覆式聚こ烯蠟粉體，其將粉體分散于聚こ烯蠟中，用噴霧法制成包覆式粉體，應(yīng)用于涂料或油墨中。其主要目的是通過包覆，平衡聚こ烯蠟和粉體的密度，使其更穩(wěn)定的分散，不至于在涂料或油墨中上浮或下沉。其對聚こ烯蠟未進行改性處理，對無機粉體未進行優(yōu)選，兩者復(fù)合后功能単一，沒有對聚こ烯蠟和粉體復(fù)合后在塑料中的適應(yīng)性進行有針對性的優(yōu)化。通過用其他物質(zhì)替代或改進性能來減少以石油為原料的蠟的使用量，増加增強其功能；在產(chǎn)品性能不受影響的前提下簡化塑料加工的配方，減少各種助劑的用量；優(yōu)化無機粉體添加量大的塑料配方的加工性和力學(xué)性能，充分挖掘無機粉體的多種功能等問題是塑料加エ中重要的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種塑料復(fù)合潤滑劑及其制造方法。該塑料復(fù)合潤滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效。具體的，本發(fā)明采用以下產(chǎn)品技術(shù)方案ー種塑料復(fù)合潤滑劑，其特征是具有30 80%質(zhì)量比的接枝改性高分子蠟外殼，內(nèi)部包覆20 70%質(zhì)量比的球形或近似球形具潤滑性的無機粉體內(nèi)核。為使復(fù)合潤滑劑具有潤滑性以外的增容、偶聯(lián)、表面活性等優(yōu)異的綜合性能，進ー步的產(chǎn)品技術(shù)方案是所述的接枝改性高分子蠟外殼為接枝改性聚こ烯蠟、接枝改性聚丙烯蠟、接枝改性こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種。接枝改性引入了極性基團，增加了高分子蠟的表面張力。為保證復(fù)合潤滑劑的潤滑性相比普通高分子蠟不過多損失，進ー步的產(chǎn)品技術(shù)方 案是所述的球形或近似球形具潤滑性的無機粉體內(nèi)核是球形或近似球形的滑石粉、玻璃微珠、硫酸鋇、石墨、ニ硫化鑰、硫化鈣、ニ氧化硅、氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、閃透石、蛇紋石中的ー種或多種。球形或近似球形的無機粉體分布于塑料大分子間，可増加分子間距，降低位阻，有利于提高塑料熔體流動性。為使復(fù)合潤滑劑易分散，適應(yīng)不同種類塑料的加工，球形或近似球形具潤滑性的無機粉體大小為300 1200目。本發(fā)明采用以下制造技術(shù)方案一種塑料復(fù)合潤滑劑及其制造方法，其特征是采用如下エ藝步驟a)將高分子蠟與接枝単體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機擠出造粒;b)使用包覆設(shè)備在接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤滑性的無機粉體。為實現(xiàn)高分子蠟的接枝改性，進ー步的制造技術(shù)方案是所述的接枝改性エ藝步驟中各組分的質(zhì)量比為高分子蠟50 98%，接枝單體I 15%，引發(fā)劑O. I I. 5%，金屬皂O 35%。為降低擠出造粒的難度，提升高分子蠟接枝率，更進一歩的制造技術(shù)方案是所述的接枝改性エ藝步驟中高分子蠟為聚こ烯蠟、聚丙烯蠟、こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種，其中聚こ烯蠟為聚こ烯裂解制得；接枝単體為復(fù)配的馬來酸酐和丙烯酸或復(fù)配的α -甲基丙烯酸和丙烯酸；引發(fā)劑為復(fù)配的過氧化ニ異丙苯和過氧化苯甲酰；金屬皂為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的ー種或多種。不同種類蠟的熔體流動性不同，混合使用可對擠出造粒的熔體流動性進行調(diào)控；復(fù)配的兩種接枝単體可發(fā)生交替共聚，使接枝鏈長增加；半衰期長和短的引發(fā)劑復(fù)配，可平衡整個擠出過程引發(fā)劑濃度；使接枝反應(yīng)更充分，較高熔點的金屬皂的加入可調(diào)控擠出熔體的流動性。通過配方的優(yōu)化，高分子蠟的擠出溫度范圍得以擴大，為使接枝反應(yīng)更充分，以上制造技術(shù)方案中接枝改性エ藝步驟中螺桿擠出機為反應(yīng)式雙螺桿擠出機，エ藝溫度為9(T150°C，其中機頭可選擇較低溫度使造粒更順利。為實現(xiàn)接枝改性高分子蠟外殼對球形或近似球形具潤滑性的無機粉體內(nèi)核的良好包覆，進ー步的制造技術(shù)方案是所述的包覆粉體エ藝步驟中包覆設(shè)備為連續(xù)式粉體包覆改性機，改性機轉(zhuǎn)速1500 3000r/min，改性溫度80 120°C。連續(xù)式粉體包覆改性機擁有包覆率高、速度快、連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點，使用其作為包覆設(shè)備，能有效提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤滑劑及其制造方法有以下明顯優(yōu)勢。通過對高分子蠟進行接枝改性，使其擁有極性，在保持潤滑特性的同時還能取得增容作用，有利于塑料中不同組分的相容性提高，改善力學(xué)性能，適用的塑料品種也得以增加；通過不同種類高分子蠟的混合，如聚こ烯蠟和聚丙烯蠟的混合，可以適用于更多種類的塑料加工，同時使其加工溫度范圍得以擴大，降低了接枝時的擠出造粒難度；加入金屬皂這種同時具有內(nèi)外潤滑性、熱穩(wěn)定作用、表面活性的物質(zhì)，使高分子蠟的潤滑性進ー步加強的同時也具備了金屬皂的優(yōu)點，同時金屬皂較高的熔點也有利于高分子蠟反應(yīng)擠出造粒。通過對無機粉體的優(yōu)選，使用本身具有潤滑性能的球形或近似球形的無機粉體，使無機粉體取代了一部分高分子蠟，降低整體成本；通過接枝改性高分子蠟對無機粉體的包覆，形成了類型偶聯(lián)劑處理的效果，加入塑料中對力學(xué)性能產(chǎn)生有利影響，特別是在高無 機粉體添加量的塑料配方中，由于不同粉體的協(xié)同作用，性能能得到很大改善；使用連續(xù)包覆技術(shù)，在提高生產(chǎn)效率的同時降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤滑劑實現(xiàn)了通過用其他物質(zhì)替代或改進性能來減少以石油為原料的蠟的使用量，増加增強其功能；在產(chǎn)品性能不受影響的前提下簡化塑料加工的配方，減少各種助劑的用量；優(yōu)化無機粉體添加量大的塑料配方的加工性和力學(xué)性能，充分挖掘無機粉體的多種功能等重要突破。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效；有利于簡化改性塑料配方和エ藝，提高塑料加工性能，降低成本。以下通過具體的實施例再對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進ー步的詳細說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于此。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
具體實施例實施例I本實施中潤滑粉體的組成成分如下內(nèi)核球形硫酸鋇，質(zhì)量比40 % ；外殼接枝改性高分子蠟，質(zhì)量比60%。外殼的接枝改性的配方如表I :表I
權(quán)利要求
1.ー種塑料復(fù)合潤滑劑，其特征是具有30 80%質(zhì)量比的接枝改性高分子蠟外売，內(nèi)部包覆20 70%質(zhì)量比的球形或近似球形具潤滑性的無機粉體內(nèi)核。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑，其特征是所述的接枝改性高分子蠟外殼為接枝改性聚こ烯蠟、接枝改性聚丙烯蠟、接枝改性こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑，其特征是所述的球形或近似球形具潤滑性的無機粉體內(nèi)核是球形或近似球形的滑石粉、玻璃微珠、硫酸鋇、石墨、ニ硫化鑰、硫化鈣、ニ氧化硅、氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、閃透石、蛇紋石中的ー種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑，其特征是所述的球形或近似球形具潤滑性的無機粉體大小為300 1200目。
5.一種權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑的制造方法，其特征是采用如下エ藝步驟 a)將高分子蠟與接枝単體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機擠出造粒，成為接枝改性高分子蠟； b)使用包覆設(shè)備在步驟a)生成的接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤滑性的無機粉體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中各組分的質(zhì)量比為高分子蠟48. 5% 98. 9%，接枝單體I 15%，引發(fā)劑O. I I. 5%,金屬皂O 35%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中高分子蠟為聚こ烯蠟、聚丙烯蠟、こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種；接枝單體為復(fù)配的馬來酸酐和丙烯酸或復(fù)配的α-甲基丙烯酸和丙烯酸；引發(fā)劑為過氧化ニ異丙苯和過氧化苯甲酰；金屬皂為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的ー種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中螺桿擠出機為反應(yīng)式雙螺桿擠出機，改性的エ藝溫度為9(T150°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟b)中使用的包覆設(shè)備為連續(xù)式粉體包覆改性機，改性機轉(zhuǎn)速1500 3000r/min，改性溫度.80 120°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于塑料助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種塑料復(fù)合潤滑劑及其制造方法。包括球形或近似球形具潤滑性的無機粉體的內(nèi)核，及于外層包覆的接枝改性高分子蠟外殼。采用如下工藝步驟a)接枝改性將高分子蠟與接枝單體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機改性造粒；b)包覆粉體使用包覆設(shè)備在接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤滑性的無機粉體。通過原料的優(yōu)選和改進，以及工藝的優(yōu)化將各組分合理的復(fù)合，形成的復(fù)合潤滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效；有利于簡化改性塑料配方和工藝，提高塑料加工性能，降低成本。
文檔編號C08K3/30GK102690440SQ20121018558
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者曾小健, 陳慶 申請人:成都新柯力化工科技有限公司