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CN116144048A - 一种无载体塑料填充母粒及其制备方法 - Google Patents

一种无载体塑料填充母粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种无载体塑料填充母粒，涉及塑料填充母粒技术领域，包括以下按重量份数计的组分：滑石粉75‑95份；硅烷偶联剂1.2‑1.5份；粘合剂3‑8份；塑形剂18‑25份；所述粘合剂包括PPR，还包括环烷油与石蜡油中的一种或两种组合；所述PPR与环烷油和/或石蜡油的重量比设置在1：(1‑3)。本申请所述的填充母粒在应用在聚烯烃以及工程塑料中，能够很好的起到填充效果，并且材料的机械性能有不同程度的提升。本申请配方制备得到的填充母粒粘结性能更好，不易松散。

Description

一种无载体塑料填充母粒及其制备方法
技术领域
本申请涉及塑料填充母粒技术领域，尤其是涉及一种无载体塑料填充母粒及其制备方法。
背景技术
塑料填充母粒应用在在塑料中，可以降低塑料制品的原材料成本，节约合成塑料，为企业带来经济效益，所以受到塑料加工行业青睐。常规的塑料填充钙母粒是由塑料、偶联剂、润滑剂、无机填料等制备的。
无载体母粒是目前塑料填充母粒研究的一个热点，所谓无载体母粒指的是不用塑料，而是采用粘结剂将无机填料粘结成颗粒状，该种母粒由于没有塑料作为载体，通用型好，在加入至不同的聚烯烃以及工程塑料中，对材料本身的影响小。
但是目前无载体母粒由于不添加树脂类原料，只能通过添加其他粘合剂来使母粒粘结不易打散，而有些粘结剂的使用会影响母粒分散度，在使用过程中不易均匀的分散开，造成后续加工困难；而分散效果较好的粘结剂，其粘结性能较差，容易在运输或使用过程中被打散成粉，降低了母粒的优点。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种粘结性能好且分散性能好的无载体母粒，本申请提供一种无载体塑料填充母粒及其制备方法。
一方面，本申请提供的一种无载体塑料填充母粒，包括以下按重量份数计的组分：
滑石粉75-95份；
硅烷偶联剂1.2-1.5份；
粘合剂3-8份；
塑形剂18-25份；
所述粘合剂包括PPR，还包括环烷油与石蜡油中的一种或两种组合；所述PPR与环烷油和/或石蜡油的重量比设置在1：(1-3)。
可选的，所述滑石粉粒径的D50设置在5±1μm。
可选的，所述塑形剂采用硬脂酸、脂肪酸单甘脂、硬脂酸盐、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种。
可选的，所述硅烷偶联剂为二甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基三甲氧基硅烷乙中的一种或几种的组合。
第二方面，本申请提供了上述无载体塑料填充母粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、配制粘合剂
取环烷油和/或石蜡油，加入PPR，混合均匀，得到粘合剂；
S2、配制添加剂
将硅烷偶联剂加入至塑形剂中，边加边混合，得到添加剂；
S3、配制母粒物料
将S1中制备得到的粘合剂与S2中制备得到的添加剂混合均匀，并在搅拌状态下添加滑石粉，得到母粒物料；
S4、制备母粒
以S3中配制的母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
可选的，所述S1、配制粘合剂以及S2、配制添加剂中，通过超声处理进行混合均匀。
可选的，所述S1、配制粘合剂中，超声功率设置为500w，处理时间设置在5-8min；S2、配制添加剂中，超声功率设置为1200w，处理时间设置在3-5min。
可选的，所述S3、配制母粒物料中，在滑石粉添加完成后，继续搅拌，并且滑石粉添加完成后搅拌转速高于滑石粉添加时的搅拌转速。
可选的，所述S3、配制母粒物料中，添加滑石粉状态时搅拌转速控制在100-200rpm，搅拌2-5min，添加滑石粉完成后，提高转速至900-1200rpm，搅拌8-12min。
第三方面，本申请提供了上述无载体塑料填充母粒在聚烯烃以及工程塑料领域的应用。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过添加少量的PPR，配合环烷油和/或石蜡油提高填充母粒的粘结性能，不易松散，避免在使用前或投料是分散导致粉尘污染与添加量变化；
2.通过控制PPR的重量与环烷油和/或石蜡油的重量的比例，提高粘结效果的同时，降低填充母粒在使用过程中的分散难度，从而使得填充母粒在材料中分布的更均匀，得到的材料的性能各处均衡。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请设计了一种无载体塑料填充母粒，包括以下按重量份数计的组分：
滑石粉75-95份；
硅烷偶联剂1.2-1.5份；
粘合剂3-8份；
塑形剂18-25份；
所述粘合剂包括PPR，还包括环烷油与石蜡油中的一种或两种组合；所述PPR与环烷油和/或石蜡油的重量比设置在1：(1-3)。
本申请的无载体塑料填充母粒采用以下方法制备，包括以下步骤：
S1、配制粘合剂
取环烷油和/或石蜡油，加入PPR，混合均匀，得到粘合剂；
S2、配制添加剂
将硅烷偶联剂加入至塑形剂中，边加边混合，得到添加剂；
S3、配制母粒物料
将S1中制备得到的粘合剂与S2中制备得到的添加剂混合均匀，并在搅拌状态下添加滑石粉，得到母粒物料；
S4、制备母粒
以S3中配制的母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
本申请的无载体塑料填充母粒在聚烯烃以及工程塑料领域的应用。
本申请所述的填充母粒在应用在聚烯烃以及工程塑料中，能够很好的起到填充效果，并且材料的机械性能有不同程度的提升。本申请配方制备得到的填充母粒粘结性能更好，不易松散。
本申请以下实施例中，所有原料若无标注，均购自市售产品，具体购自国药试剂网。
PP，购自国药试剂网，品牌：沪试；国药编码：3913317103；拉伸强度25Mpa，弯曲强度44Mpa，断裂伸长率280％，缺口冲击强度3.8kJ/m2。
ABS，购自镇江奇美，型号为PA-1730；拉伸强度41Mpa；断裂伸长率25％，缺口冲击强度为16kJ/m2，弯曲强度70Mpa。
PC，购自上海科思创销售的德国拜耳PC2405；拉伸强度68Mpa；缺口冲击强度65kJ/m2；弯曲强度115Mpa；断裂伸长率15％。
具体实施例
实施例1
取21g环烷油，加入9gPPR，并通过超声处理进行均质，得到30g粘合剂；
开启超声处理器，将12g二甲基硅氧烷加入至180g硬脂酸中，得到192g添加剂；
将上述30g粘合剂与上述192g添加剂混合，开启搅拌器，以100rpm转速搅拌，并在2min内加入750g滑石粉，提高转速至1000rpm，搅拌10min，得到972g母粒物料；
以上述972g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例2
取49g石蜡油，加入21gPPR，并通过超声处理进行均质，得到70g粘合剂；
开启超声处理器，将13g乙烯基三乙氧基硅烷加入至220g脂肪酸单甘脂中，得到233g添加剂；
将上述70g粘合剂与上述233g添加剂混合，开启搅拌器，以150rpm转速搅拌，并在3min内加入780g滑石粉，提高转速至1200rpm，搅拌8min，得到1083g母粒物料；
以上述1083g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例3
取8g环烷油和18g石蜡油，加入14gPPR，并通过超声处理进行均质，得到40g粘合剂；
开启超声处理器，将14g乙烯基三甲氧基硅烷加入至190g硬脂酸盐中，得到204g添加剂；
将上述40g粘合剂与上述204g添加剂混合，开启搅拌器，以200rpm转速搅拌，并在5min内加入800g滑石粉，提高转速至900rpm，搅拌12min，得到1044g母粒物料；
以上述1044g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例4
取16g环烷油和32g石蜡油，加入32gPPR，并通过超声处理进行均质，得到80g粘合剂；
开启超声处理器，将7g二甲基硅氧烷、8g乙烯基三乙氧基硅烷加入至230g季戊四醇硬脂酸酯中，得到245g添加剂；
将上述80g粘合剂与上述245g添加剂混合，开启搅拌器，以100rpm转速搅拌，并在5min内加入820g滑石粉，提高转速至1200rpm，搅拌8min，得到1145g母粒物料；
以上述1145g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例5
取15g环烷油和15g石蜡油，加入20gPPR，并通过超声处理进行均质，得到50g粘合剂；
开启超声处理器，将8g乙烯基三乙氧基硅烷、4g乙烯基三甲氧基硅烷加入至200g聚乙烯蜡中，得到212g添加剂；
将上述50g粘合剂与上述212g添加剂混合，开启搅拌器，以180rpm转速搅拌，并在4min内加入850g滑石粉，提高转速至1100rpm，搅拌9min，得到1112g母粒物料；
以上述1112g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例6
取9g环烷油和6g石蜡油，加入15gPPR，并通过超声处理进行均质，得到30g粘合剂；
开启超声处理器，将6g二甲基硅氧烷、7g乙烯基三甲氧基硅烷加入至240g石油树脂中，得到253g添加剂；
将上述30g粘合剂与上述253g添加剂混合，开启搅拌器，以120rpm转速搅拌，并在5min内加入900g滑石粉，提高转速至1200rpm，搅拌8min，得到1183g母粒物料；
以上述1183g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例7
取15g环烷油和30g石蜡油，加入15gPPR，并通过超声处理进行均质，得到60g粘合剂；
开启超声处理器，将2g二甲基硅氧烷、2g乙烯基三乙氧基硅烷以及10g乙烯基三甲氧基硅烷加入至210g聚乙二醇中，得到224g添加剂；
将上述60g粘合剂与上述224g添加剂混合，开启搅拌器，以200rpm转速搅拌，并在3min内加入920g滑石粉，提高转速至1200rpm，搅拌11min，得到1204g母粒物料；
以上述1204g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
实施例8
取16g环烷油和8g石蜡油，加入16gPPR，并通过超声处理进行均质，得到40g粘合剂；
开启超声处理器，将5g二甲基硅氧烷、5g乙烯基三乙氧基硅烷以及5g乙烯基三甲氧基硅烷加入至200g硬脂酸盐与50g聚乙烯蜡中，得到265g添加剂；
将上述40g粘合剂与上述265g添加剂混合，开启搅拌器，以150rpm转速搅拌，并在5min内加入950g滑石粉，提高转速至900rpm，搅拌12min，得到1255g母粒物料；
以上述1255g母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
对比例1
本对比例为100％的滑石粉。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中粘合剂不含环烷油与石蜡油，包括30gPPR。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中粘合剂不含PPR，包括30g环烷油。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中粘合剂不含环烷油与石蜡油，包括40gPPR。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中粘合剂不含PPR，包括12.3g环烷油与27.7g石蜡油。
对比例6
本对比例与实施例7的区别在于，本对比例中粘合剂不含环烷油与石蜡油，包括60gPPR。
对比例7
本对比例与实施例7的区别在于，本对比例中粘合剂不含PPR，包括20g环烷油与40g石蜡油。
将实施例1-8以及对比例1-7中制备得到的填充料，分别取500g放置于振动筛网上，振动1min后，将未落下的填充料进行收集、承重，计算为落下的填充料占初始重量的比例，具体结果如表1所示：
表1实施例1-8与实施例1-7中填充母粒振动筛选剩余比例
项目 剩余比例(％)
实施例1 91
实施例2 92
实施例3 90
实施例4 98
实施例5 93
实施例6 91
实施例7 95
实施例8 94
试验例1 0
试验例2 45
试验例3 55
试验例4 58
试验例5 60
试验例6 65
试验例7 68
试验例1-15
分别按照表2内配方配制聚烯烃或工程塑料，并挤出造粒。
表2试验例1-17的原料组成
Figure BDA0003988395530000101
Figure BDA0003988395530000111
试验例1-17中的机械性能数据如表3所示：
表3试验例1-17机械性能检测数据
Figure BDA0003988395530000112
Figure BDA0003988395530000121
由试验例1-17以及表2、表3可知，本申请所述的填充母粒在应用在聚烯烃以及工程塑料中，能够很好的起到填充效果，并且材料的机械性能有不同程度的提升。
在将本申请填充母粒换成滑石粉后，并按照相同重量比例添加时，可以看到材料的机械性能出现不同程度的下降；因此可以得到，在不添加本申请配方中其他成分，只添加相同比例的滑石粉，会造成材料机械性能降低。
而在粘合剂中只含有PPR，或者只含有环烷油和/或石蜡油时，可以看到材料的性能提升，但是提升幅度很小。
通过实施例1-8以及对比例1-7可知，本申请配方制备得到的填充母粒粘结性能更好，不易松散。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无载体塑料填充母粒，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：
滑石粉75-95份；
硅烷偶联剂1.2-1.5份；
粘合剂3-8份；
塑形剂18-25份；
所述粘合剂包括PPR，还包括环烷油与石蜡油中的一种或两种组合；所述PPR与环烷油和/或石蜡油的重量比设置在1：(1-3)。
2.根据权利要求1所述的无载体塑料填充母粒，其特征在于，所述滑石粉粒径的D50设置在5±1μm。
3.根据权利要求1所述的无载体塑料填充母粒，其特征在于，所述塑形剂采用硬脂酸、脂肪酸单甘脂、硬脂酸盐、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无载体塑料填充母粒，其特征在于，所述硅烷偶联剂为二甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。
5.一种权利要求1所述无载体塑料填充母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配制粘合剂
取环烷油和/或石蜡油，加入PPR，混合均匀，得到粘合剂；
S2、配制添加剂
将硅烷偶联剂加入至塑形剂中，边加边混合，得到添加剂；
S3、配制母粒物料
将S1中制备得到的粘合剂与S2中制备得到的添加剂混合均匀，并在搅拌状态下添加滑石粉，得到母粒物料；
S4、制备母粒
以S3中配制的母粒物料为原料，通过挤出机挤出成粒，得到无载体塑料填充母粒。
6.根据权利要求5所述无载体塑料填充母粒的制备方法，其特征在于，所述S1、配制粘合剂以及S2、配制添加剂中，通过超声处理进行混合均匀。
7.根据权利要求5所述无载体塑料填充母粒的制备方法，其特征在于，所述S1、配制粘合剂中，超声功率设置为500w，处理时间设置在5-8min；S2、配制添加剂中，超声功率设置为1200w，处理时间设置在3-5min。
8.根据权利要求5所述无载体塑料填充母粒的制备方法，其特征在于，所述S3、配制母粒物料中，在滑石粉添加完成后，继续搅拌，并且滑石粉添加完成后搅拌转速高于滑石粉添加时的搅拌转速。
9.根据权利要求5所述无载体塑料填充母粒的制备方法，其特征在于，所述S3、配制母粒物料中，添加滑石粉状态时搅拌转速控制在100-200rpm，搅拌2-5min，添加滑石粉完成后，提高转速至900-1200rpm，搅拌8-12min。
10.一种权利要求1所述的无载体塑料填充母粒在聚烯烃以及工程塑料领域的应用。
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