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領域。塑料填充母粒包括以下重量份數的組分：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。本發明采用元明粉為無機填料，其填充效果良好，且成本低、環保性能、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、拉伸強度、斷裂伸長率、薄膜撕裂強度、抗沖擊等力學性能好、環保型強等特點，是一種實用性及性價比高的填充改性透明母料。
【專利說明】
一種用元明粉改性的塑料填充母粒及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于塑料加工成型技術領域，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】
[0002] 元明粉(Na2S〇4)屬高結晶度無機化工原料，價格低廉、具有優異的折射率、粒徑小、 穩定性好、無毒等優點，在玻璃、印染、紡織、制革、采礦、醫藥等行業有廣泛的應用。因其具 有透明度高、固色性強、水溶性好的特點，將其進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制品強度，提高透明度、表觀視覺好的作 用，現已大量應用于塑料行業中，尤其是用于具有透明性能的塑料制品中。
[0003] 元明粉具有優異的光學特性，適用于填充透明塑料。但元明粉屬于強極性物質，易 吸收空氣中的水分，這種吸水性能極大影響復合材料的機械性能，因此元明粉的強吸濕性 成為其在塑料行業應用的瓶頸問題。經研究表明，元明粉結晶顆粒越細，比表面積越大，吸 水面越大，吸水量隨之增大，顆粒間接觸點以及所形成結塊的牢固度也會隨之增加。另一方 面，元明粉作為無機填料應用于高分子復合材料時，因其表面親水疏油，在有機介質中難于 均勻分散，與高聚物等基質無結合力，易造成界面缺失，導致材料變次。
[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，所以現有技術采用基本達不到解決析出問題，都存在短時間析 出現象而造成塑料制品外觀"噴霜"、"長毛"現象，所以一般采用對粉體進行表面處理來緩 解析出時間，在現有技術中解決元明粉析出問題采用的如下配方設計: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降低元明粉的透 明度，同時該配方設計而成的產品在后續中易產生團聚現象，使塑料制品的強度性能下降， 外觀不光滑平整，也不能解決塑料制品外觀"噴霜"、"長毛"的問題。比如單單采用硬脂酸來 進行表面處理，雖有一定的效果，但根本很難達到四個月時間不析出的底線，因為元明粉的 獨特特性是很難改變的。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明提供一種以元明粉為原料通過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] 本發明主要通過以下技術方案來實現：
[0007] -種用元明粉改性的塑料填充母粒，包括以下重量份數的組分：
[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(無規聚丙烯、等規聚丙烯）、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)將元明粉進行微米級細化處理成粉體；
[0017] (2)將細化粉體投入到1470轉/分的高速混合機中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達 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 2min，最后加入樹脂載體高速混合均勾塑煉成形；
[0018] (3)塑煉成形料通過強制喂料系統，同向雙螺桿混煉機組混煉、熔融塑化經過料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機組、旋風沸騰干燥機、加長式振動 篩凈化風送料倉而成。
[0019] 步驟(1)中的元明粉細化處理后的粉體粒徑為1 -15微米。
[0020] 本發明從根本上解決了元明粉的析出、團聚問題，方案的設計主要從以下兩個方 面進行設計:第一方面，從配方設計方面采用真正意義上的包覆和阻隔，防止其使用過程中 析出問題;硬脂酸和低碳鏈飽和脂肪酸恰當的匹配可以得到結晶型的脂肪類產品，它即能 與粉體很好的結合，又可以對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 面活化處理的細粉間隙中，形成偶聯而增強界面相容性和分散性，配方設計引入全新的表 面處理復配理論，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，防止其產生團聚現象。
[0021] 該配方設計后采用高速混合改性處理工序，雙婉強制喂料，雙螺桿塑化造粒機組 進行生產，其母粒產品可在純凈水中放置兩天無咸味，而用于塑料制品中四個月不析出。
[0022] 采用本發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造 成"鹽析"、"噴霜"、"長毛"等不利于制品使用和影響性能的現象;制備的填充母粒具有密度 低、外觀分散性好、拉伸強度、斷裂伸長率、薄膜撕裂強度、抗沖擊等力學性能好、環保型強 等特點，是一種實用性及性價比高的填充改性透明母料。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體的實施例做進一步的說明。
[0024] 實施例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)將元明粉通過不銹鋼粉體微細化機組進行微米級細化處理成粉體；
[0031] (2)將細化粉體投入到1470轉/分的高速混合機中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達 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 2min，最后加入聚乙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0032] (3)塑煉成形料通過強制喂料系統，同向雙螺桿混煉機組混煉、熔融塑化經過料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機組、旋風沸騰干燥機、加長式振動 篩凈化風送料倉而成。
[0033] 實施例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)將元明粉通過不銹鋼粉體微細化機組進行微米級細化處理成粉體；
[0041 ] (2)將細化粉體投入到1470轉/分的高速混合機中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達 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 2min，最后加入聚丙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0042] (3)塑煉成形料通過強制喂料系統，同向雙螺桿混煉機組混煉、熔融塑化經過料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機組、旋風沸騰干燥機、加長式振動 篩凈化風送料倉而成。
[0043] 實施例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)將元明粉通過不銹鋼粉體微細化機組進行微米級細化處理成粉體；
[0050] (2)將細化粉體投入到1470轉/分的高速混合機中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達 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 2min，最后加入聚苯乙稀樹脂高速混合均勾塑煉成形；
[0051 ] (3)塑煉成形料通過強制喂料系統，同向雙螺桿混煉機組混煉、熔融塑化經過料筒 溫度為150~220 °C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機組、旋風沸騰干燥機、加長式振動 篩凈化風送料倉而成。
[0052]將上述實施例制得的填充母粒及傳統母粒添加到聚乙烯塑料中，混合后進行擠出 制片和吹膜，填充母粒及聚乙烯的質量比為25:75，按68/113022-1991測試拉伸強度及斷裂 伸長率，測試速度為200mm/min;按QB/T1130-1991測試薄膜撕裂強度，測試速度為50mm/ min。結果如下表1所示：
[0053]表1.添加填充母粒后聚乙烯塑料制品的性能測試
[0055]從上表1可以看出，本發明填充母粒添加到聚乙烯塑料制品中，其拉伸強度、斷裂 伸長率、薄膜撕裂強度及抗沖擊性能，相比于傳統母粒其具有更好的力學性能，完全滿足塑 料制品的性能要求。
[0056]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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) 將元明粉進行微米級細化處理成粉體； (2) 將細化粉體投入到1470轉/分的高速混合機中高速處理5~8分鐘，粉體溫度達到 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 2min，最后加入樹脂載體高速混合均勾塑煉成形； (3) 塑煉成形料通過強制喂料系統，同向雙螺桿混煉機組混煉、熔融塑化經過料筒溫度 為150~220°C的雙螺桿擠出、熱切、離心脫水分離機組、旋風沸騰干燥機、加長式振動篩凈 化風送料倉而成。6. 根據權利要求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)中的元明粉細化處理后的粉體粒徑為1-15微米。
【文檔編號】C08K9/00GK105968531SQ201610502978
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】蔣中友, 魏平, 祝萬軍
【申請人】四川杰普新材料股份公司