本發明屬于高分子材料氟彈性體技術領域,具體為一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法。
背景技術:
粉末26型氟橡膠混合物是指26型氟橡膠乳液,高分子分隔劑,無機分隔劑按照一定比例共混而成,被廣泛應用于HDPE、LDPE、PP等聚烯烴擠出加工領域。
目前,在塑料加工行業,企業希望塑料制品具有光滑表面,同時也希望擠出速率盡可能高,主要是為提高生產效率而降低生產成本,可是,隨著擠出速度增加,塑料表面會變得粗糙而導致“鯊魚皮”現象形成。為改善塑料擠出加工過程,研究人員開發出含氟聚合物加工助劑。美國專利US3125547,US4904735,US5707569介紹了含氟聚合物加工助劑被廣泛應用于聚乙烯和聚丙烯加工過程。
國內外研究人員對粉末氟橡膠的研制做了很多工作,涉及的專利有:
專利US3334157公開了聚乙烯薄膜擠出加工添加粉末四氟乙烯彈性體的方法,此方法能明顯改善PE薄膜光澤及力學性能,但四氟乙烯彈性體使用成本較高。
專利CN1388162A公開了一種粉末氟橡膠及制備方法,該方法以滑石粉和氯化鈣為分隔劑,由于滑石粉、氯化鈣與氟橡膠乳液相容性差,因此分隔效果不明顯,此外,大量加入滑石粉最終影響粉末氟橡膠品質。
專利CN1413229A公開了采用將含氟聚合物加工助劑與泡孔成核劑組合的方法。該方法比單一使用含氟聚合物加工助劑或泡孔成核劑更能延遲表面劣化現象,但泡孔成核劑與含氟聚合物存在分散均勻等問題。
專利US5587429A公開了一種適用于聚烯烴擠出加工助劑的制備方法,該方法采用六氟丙烯與偏氟乙烯共聚彈性體,聚氧乙烯,極性基團輔助劑,具有減少熔體破裂,降低模口壓力,減少模口積料作用,但此方法存在共聚彈性體與聚氧乙烯共混粒徑較粗,均勻性差等問題。
專利US4904735公開了一種含四氟乙烯均聚物或共聚物加工助劑的制備方法。該助劑能降低聚烯烴熔融加工難度,特別是提高了聚合物擠出加工性能。該助劑的使用有利于提高產品生產效率,但此方法四氟乙烯均聚物或共聚物粉末用量大,使用成本較高。
專利US7538156 B2公開了一種含偏氟乙烯均聚物或共聚物母粒的制備方法。該方法采用表面活性劑與含氟聚合物低溫熔融共混的辦法,使氟聚合物助劑與聚烯烴混合更加均勻。該母粒特別適合用于薄膜擠出行業,但存在含氟聚合物不易在低溫下熔融加工等問題。
專利US5015693公開了一種PEG和含氟聚合物熔融共混的制備方法,但由于氟聚合物熔融溫度一般在200-300℃,PEG在高溫下粘度低,導致兩者很難充分混合,最終影響產品品質。
技術實現要素:
針對現有技術存在的上述問題,本發明的目的在于設計提供一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法的技術方案,該方法具有改善粉末26型氟橡膠粒徑,產品篩余物比重低、相混性優、含水率低、操作工藝簡單等特點,只需添加100-500PPM,就可以滿足PE、PP等加工要求,具有良好的應用前景。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
1)將26型氟橡膠乳液升溫至70-95℃;
2)邊攪拌邊加入鹵化物、堿金屬硬脂酸鹽、高分子分隔劑、無機分隔劑得到混合液;26型氟橡膠乳液占混合液總重量的60-70%,鹵化物占混合液總重量的0-5%,堿金屬硬脂酸鹽占混合液總重量的0-5%,高分子分隔劑占混合液總重量的28-35%,無機分隔劑占混合液總重量的0-5%;
3)將步驟2)的混合液分離得到26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在70-100℃下干燥;
4)將干燥的混合物顆粒置于-50℃~5℃溫度下,進行冷凍粉粹;
5)粉粹粉末過80-500目過濾篩,得到小粒徑成品。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟1)中:將26型氟橡膠乳液升溫至75-92℃,優選80-90℃,更優選85-88℃。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟1)中:26型氟橡膠乳液的固含量為20-40%,優選為25-35%,更優選28-30%; 26型氟橡膠乳液凝聚生膠門尼粘度為20-150,優選40-120,更優選50-100,最優選70-80。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟2)中:26型氟橡膠乳液占混合液總重量的62-68%,優選64-65%;鹵化物占混合液總重量的1-4%,優選2-3%;堿金屬硬脂酸鹽占混合液總重量的1-4%,優選2-3%;高分子分隔劑占混合液總重量的30-34%,優選31-33%;無機分隔劑占混合液總重量的1-4%,優選2-3%。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟2)中:攪拌速度為100–1000r/min,優選為200-800r/min,更優選400-600r/min;物料加入速度為每小時加入混合液總重量20-40%的鹵化物、堿金屬硬脂酸鹽、高分子分隔劑和無機分隔劑,優選每小時加入混合液總重量25-35%的鹵化物、堿金屬硬脂酸鹽、高分子分隔劑和無機分隔劑,更優選每小時加入混合液總重量28-30%的鹵化物、堿金屬硬脂酸鹽、高分子分隔劑和無機分隔劑。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟2)中:所述鹵化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鐵、氯化鋅、溴化鋅、氯化鎂中一種或一種以上混合物;所述堿金屬硬脂酸鹽為硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中一種或一種以上混合物;所述高分子分隔劑為聚氧乙烯醚、聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素中一種或一種以上混合物;所述無機分隔劑為滑石粉、碳酸鈣中的一種或兩種混合物。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟3)中:所述過濾方式采用壓濾機過濾,高速離心機分離。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟3)中:烘干溫度為75-95℃,優選80-90℃。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟4)中:所述冷凍溫度為-40℃~0℃,優選-30℃~-5℃,更優選-20℃~-10℃。
所述的一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,其特征在于步驟5)中:所述過濾篩為100-400目,優選150-300目,更優選200-250目。
上述一種粉末26型氟橡膠混合物的制備方法,采用在后處理工藝中添加適量分隔劑,再經冷凍粉粹,從而制備出外觀白度好、粒徑細、相混性優、篩余物比重低、含水率低的粉末26型氟橡膠,該粉末26型氟橡膠能滿足聚烯烴擠出加工要求,能提高擠出速度,降低模口壓力,消除熔體破裂,提高產品表面性能等優點。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步說明。
在以下實施例及比較例中測試方法及條件如下:
固含量:一定重量26型氟橡膠乳液中加入硫酸鋁鉀凝聚,凝聚物經130℃,3個小時烘干,稱重,計算得到固含量。
門尼粘度:按 GB/T 1232.1-2000 進行測定。試驗條件:121℃,(1+10)min
篩余物比重:產品過相應目數標準篩,收集未過篩部分并稱重,計算篩余物比重。
含水率:按 HG/T 2902-1997規定的試驗方法。
相混性:以樣品密度標準偏差表征,即隨機抽取5個樣品,按照 GB/T 533-2008 中 A 法的規定測試樣品密度,計算得到標準偏差。
實施例1
將600g26型氟橡膠乳液(固含量為20%,生膠門尼粘度為20)加入反應容器中,升溫至70℃,開啟攪拌,轉速為100r/min,邊攪拌邊加入20g氯化鋅,20g硬脂酸鈉,350g聚乙二醇2000,10g碳酸鈣,物料加入速度為20%總添加劑/h,加完后,用壓濾機過濾26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在70℃下干燥至恒重,將干燥的混合物顆粒置于-50℃溫度下進行冷凍粉粹,最后粉粹粉末過80目過濾篩,得到小粒徑成品。測試性能,數據見表1。
實施例2
將700g26型氟橡膠乳液(固含量為40%,生膠門尼粘度為150)加入反應容器中,升溫至95℃,開啟攪拌,轉速為1000r/min,邊攪拌邊加入5g氯化鈉,5g硬脂酸鈉,280g聚乙二醇4000,10g滑石粉,物料加入速度為40%總添加劑/h,加完后,用離心機分離26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在100℃下干燥至恒重,將干燥的混合物顆粒置于5℃溫度下進行冷凍粉粹,最后粉粹粉末過500目過濾篩,得到小粒徑成品。測試性能,數據見表1。
實施例3
將620g26型氟橡膠乳液(固含量為25%,生膠門尼粘度為30)加入反應容器中,升溫至80℃,開啟攪拌,轉速為200r/min,邊攪拌邊加入20g氯化鋅,20g硬脂酸鈉,330g羧甲基纖維素鈉,10g滑石粉,物料加入速度為25%總添加劑/h,加完后,用壓濾機過濾26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在80℃下干燥至恒重,將干燥的混合物顆粒置于-40℃溫度下進行冷凍粉粹,最后粉粹粉末過100目過濾篩,得到小粒徑成品。測試性能,數據見表1。
實施例4
將650g26型氟橡膠乳液(固含量為30%,生膠門尼粘度為50)加入反應容器中,升溫至90℃,開啟攪拌,轉速為500r/min,邊攪拌邊加入5g氯化鋅,5g氯化鈣,10g硬脂酸鉀,320g聚乙二醇4000,10g碳酸鈣,物料加入速度為30%總添加劑/h,加完后,用壓濾機過濾26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在90℃下干燥至恒重,將干燥的混合物顆粒置于-20℃溫度下進行冷凍粉粹,最后粉粹粉末過200目過濾篩,得到小粒徑成品。測試性能,數據見表1。
對比例1
將600g26型氟橡膠乳液(固含量為15%,生膠門尼粘度為15)加入反應容器中,升溫至60℃,開啟攪拌,轉速為50r/min,邊攪拌邊加入10g氯化鋅,10g氯化鈣,20g硬脂酸鉀,350g聚乙二醇4000,10g碳酸鈣,物料加入速度為15%總添加劑/h,加完后,用壓濾機過濾26型氟橡膠膠乳顆粒混合物,并在105℃下干燥至恒重,將干燥的混合物顆粒置于10℃溫度下進行低溫粉粹,最后粉粹粉末過30目過濾篩,得到粉末橡膠成品。測試性能,數據見表1。
對上述實施例1,2,3,4和對比例1進行對比,詳見表1。
由表1表明:采用此法制備的粉末26型氟橡膠混合物,具有外觀顏色優、粒徑細、相混性好、篩余物比重低、含水率低等特點。采用實施例1-4制得的產品,均能達到本發明所述的技術效果。
以上技術方案和實施例對本發明作了詳細的描述,但不用來限制本發明的范圍。本領域技術人員對于本發明的任何顯而易見的變換或替代,也應當被認為是本發明的保護范圍。