CN102504394B - 一种塑化成型填充母粒的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑化成型填充母粒的生产方法，其原料用量按重量份计为：载体树脂5~16份，分散剂3~8份，无机填料75~90份，表面活化剂0.5~2份；包括如下步骤：将载体树脂与分散剂高速搅拌混合，用同向双螺杆挤出机挤出造粒，作为备用料；将无机填料干燥后与表面活化剂和备用料高速搅拌混合、出料、破碎，再用长径比为32~48的同向双螺杆挤出机挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。本发明制得的填充母粒塑化好，无机填料分散效果好，白度高，且对设备要求低，能耗小，产量高。
Description
技术领域
本发明属于无机粉体与高分子材料相结合的母粒制造技术领域，具体涉及一种塑化成型填充母粒的生产方法。
背景技术
填充母料在塑料中的应用可以降低塑料制品的原材料成本，节约合成树脂，还具有改善塑料制品物理性能、提高加工效率等特性，在全国已形成以填充改性、共混增强母料为主导产品，以无机矿物填料、原辅材料、加工助剂和专用机械制造等相关结合的重要的新兴行业群体，也是目前塑料加工业中最活跃、发展最快的行业之一。
填充母粒是一种较难加工的物料，为达到塑化完全，无机填料分散性好，对成型设备的塑化混炼提出很高的要求。目前，生产填充母粒常用工艺方法是先将无机填料加入高混机表面活化后，再与分散剂、加工助剂和载体树脂预混合，最后通过双螺杆造粒机挤出造粒。例如，中国专利公开号为CN101429686A公开了一种分散性能好的聚合物母料，其制备的具体步骤为：
（1）无机矿物粉表面修饰处理：称取无机矿物粉，置于高速混合机中，启动搅拌，升高温度至110℃，维持10分钟，除去水分；然后加入表面修饰剂，搅拌10~20分钟；测试活化度，达到100%，即可；
（2）无机矿物粉预分散处理：将步骤（1）表面修饰后的无机矿物粉置于捏合机中，加入分散剂，加热至110~130℃，进行预分散处理，时间10分钟，后降温粉碎；
（3）混炼、造粒：将所述预分散后无机矿物粉置于高速混合机中，加入载体树脂，启动搅拌，混合10分钟，然后，喂入双螺杆挤出机，进行塑化、混炼、挤出、造粒；所述双螺杆挤出机的工艺条件为：温度160~196℃，螺杆转速200~500转/分钟。
在这种工艺中，载体树脂的塑化以及对无机填料的包覆主要依靠造粒机的塑化混炼作用，对造粒机要求高，通常都需要长径比较大的螺杆以及较强的螺杆组合，才能生产出塑化完全、分散性好的填充母粒。因此，这种工艺方法对设备要求高、能耗大、产量低，而且高强度的塑化混炼作用容易导致物料降解、变色，影响填充母粒的品质。
发明内容
本发明的目的是针对上述方法提出的不足，提供了一种塑化成型填充母粒的生产方法，此方法制得的填充母粒塑化好，无机填料分散效果好，白度高，且对设备要求低，能耗小，产量高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种塑化成型填充母粒的生产方法，其原料用量按重量份计为：
载体树脂 5~20份
分散剂 3~8份
无机填料 75~120份
表面活化剂 0.5~2份；
包括如下步骤：
（1）将载体树脂与分散剂加入高速混合机中，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在120~160℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将无机填料加入高速混合机搅拌并加热到100~110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌10~15分钟，最后将步骤（1）所制得的备用料加入高速混合机中搅拌4~6分钟，出料，破碎，即得到混合料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为32~48的同向双螺杆挤出机中，在140~180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
所述载体树脂的熔融指数为2~7g/10min，载体树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或一种以上的组合。
所述分散剂为白油、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸及硬脂酸化合物和乙撑双硬脂酰胺中的一种或一种以上的组合；硬脂酸化合物
所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡和元明粉中的一种或一种以上复配物；无机填料的目数为600~3000目。
所述表面活化剂为硬脂酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或一种以上组合；硅烷偶联剂为KH-550或KH-570。
本发明的有益效果是：
1、本发明的生产方法，可提高填充母粒的塑化效果，增强无机填料的分散性。
2、现有生产母粒的方法对造粒机要求高，通常都需要长径比较大的螺杆以及较强的螺杆组合，才能生产出塑化完全、分散性好的填充母粒，而本发明对生产设备的磨损比较小，可缩短物料成型过程中的高强剪切热历程，减小物料的降解，提高填充母粒的品质。
3、本发明中原料经过预塑化，已经通过了一次预混合，所以再经过造粒机时，对成型设备要求低，不需长径比很大的螺杆，减小设备损耗，能耗低，产量高。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
按重量取料：碳酸钙800目120kg，低密度聚乙烯8kg，线性低密度聚乙烯4kg，石蜡6kg，硬脂酸1kg。
按如下步骤进行：
（1）将8kg低密度聚乙烯，4kg线性低密度聚乙烯，6kg石蜡加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在140℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将120kg碳酸钙加入高速混合机搅拌并加热到110℃，排气，再将1kg硬脂酸加入高速混合机，搅拌15分钟，最后将步骤（1）所制得的备用料加入高速混合机中搅拌4分钟，出料，破碎，即得到混合料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为36的同向双螺杆挤出机中，在160℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、165℃、162℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃、150℃
螺杆转速：320r/min。
实施例2：
按重量取料：碳酸钙1250目120kg，低密度聚乙烯8kg，线性低密度聚乙烯5kg，聚乙烯蜡6kg，硬脂酸2kg，钛酸酯偶联剂1kg。
按如下步骤进行：
（1）. 将8kg低密度聚乙烯，5kg线性低密度聚乙烯，6kg聚乙烯蜡，2kg硬脂酸加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在120℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）. 将120kg碳酸钙加入高速混合机搅拌并加热到100℃，排气，然后边搅拌边喷洒入1kg的钛酸酯偶联剂，喷洒完毕后高混机继续搅拌10分钟，再将步骤（1）所制备的料子加入高混机搅拌5分钟，出料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为36的同向双螺杆挤出机中，在180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、170℃、170℃、167℃、165℃、162℃、160℃、158℃、155℃
螺杆转速：250r/min
实施例3：
按重量份计：硫酸钡2500目120kg，低密度聚乙烯12kg，线性低密度聚乙烯8kg，聚乙烯蜡6kg，硬脂酸2kg，硅烷偶联剂2kg。
按如下步骤进行：
（1）将12kg低密度聚乙烯，8kg线性低密度聚乙烯，6kg聚乙烯蜡，1kg硬脂酸加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在160℃下挤出造粒，作为备用料；。
（2）将120kg硫酸钡加入高速混合机搅拌并加热到100℃，排气，然后边搅拌边喷洒入1kg的硅烷偶联剂，喷洒完毕后高混机继续搅拌12分钟，然后加入1kg硬脂酸，搅拌5分钟，最后将步骤（1）的备用料加入高速混合机搅拌6分钟，出料，破碎，即得混合料；
（3）将所得混合料加入长径比为36同向双螺杆挤出机挤出造粒，在140℃下挤出造粒，冷却筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、165℃、170℃、170℃、168℃、168℃、165℃、162℃、160℃
螺杆转速：180r/min。
实施例4：
按重量取料：元明粉1250目120kg，低密度聚乙烯6kg，线性低密度聚乙烯5kg，聚乙烯蜡5kg，硬脂酸1.5kg，硅烷偶联剂1kg。
按如下步骤进行：
（1）. 将6kg低密度聚乙烯，5kg线性低密度聚乙烯，5kg聚乙烯蜡，2kg硬脂酸加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在120℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）. 将120kg元明粉加入高速混合机搅拌并加热到100℃，排气，然后边搅拌边喷洒入1kg的硅烷偶联剂，喷洒完毕后高混机继续搅拌10分钟，再将步骤（1）所制备的料子加入高混机搅拌5分钟，出料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为36的同向双螺杆挤出机中，在180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、160℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃、148℃、145℃
螺杆转速：300r/min。
实施例5：
按重量取料：元明粉1250目90kg，滑石粉1250目30kg，低密度聚乙烯4kg，线性低密度聚乙烯5kg，聚乙烯蜡5kg，硬脂酸2kg，硅烷偶联剂 1kg。
按如下步骤进行：
（1）将4kg低密度聚乙烯，5kg线性低密度聚乙烯，5kg聚乙烯蜡，2kg硬脂酸加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在120℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将90kg元明粉和30kg的滑石粉加入高速混合机搅拌并加热到100℃，排气，然后边搅拌边喷洒入1kg的硅烷偶联剂，喷洒完毕后高混机继续搅拌10分钟，再将步骤（1）所制备的料子加入高混机搅拌5分钟，出料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为36的同向双螺杆挤出机中，在180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、165℃、165℃、162℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃
螺杆转速：240r/min。
实施例6：
按重量取料：碳酸钙600目75kg，高密度聚乙烯5kg，白油3kg，铝酸酯偶联剂0.5kg。
按如下步骤进行：
（1）将5kg高密度聚乙烯，3kg白油加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在150℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将75kg碳酸钙加入高速混合机搅拌并加热到105℃，排气，再将0.5kg铝酸酯偶联剂加入高速混合机，搅拌13分钟，最后将步骤（1）所制得的备用料加入高速混合机中搅拌5分钟，出料，破碎，即得到混合料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为32的同向双螺杆挤出机中，在150℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、165℃、162℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃、150℃
螺杆转速：180r/min。
实施例7：
按重量取料：元明粉3000目80kg，滑石粉3000目20kg，高密度聚乙烯7kg，线性低密度聚乙烯7kg，氧化聚乙烯蜡6kg，硬脂酸1.5kg，KH-550 1kg。
按如下步骤进行：
（1）将7kg高密度聚乙烯，7kg线性低密度聚乙烯，6kg氧化聚乙烯蜡，1.5kg硬脂酸加入高速混合机中，启动搅拌，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在130℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将80kg 元明粉和20kg滑石粉加入高速混合机搅拌并加热到100℃，排气，然后边搅拌边喷洒入1kg的KH-550，喷洒完毕后高混机继续搅拌12分钟，再将步骤（1）所制备的料子加入高混机搅拌5分钟，出料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为48的同向双螺杆挤出机中，在180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
造粒过程中，同向双螺杆挤出机挤出机工艺参数：
温度设定：
150℃、160℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃、148℃、145℃
螺杆转速：300r/min。
Claims (6)
1.一种塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：其原料用量按重量份计为：
所述载体树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或一种以上的组合；
所述分散剂为白油、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸及硬脂酸化合物和乙撑双硬脂酰胺中的一种或一种以上的组合；
包括如下步骤：
（1）将载体树脂与分散剂加入高速混合机中，搅拌2分钟，将所得的混合料加入同向双螺杆挤出机中，在120～160℃下挤出造粒，作为备用料；
（2）将无机填料加入高速混合机搅拌并加热到100～110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌10～15分钟，最后将步骤（1）所制得的备用料加入高速混合机中搅拌4～6分钟，出料，破碎，即得到混合料；
（3）将步骤（2）所得混合料加入长径比为32～48的同向双螺杆挤出机中，在140～180℃下挤出造粒，冷却，筛选后即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：所述载体树脂的熔融指数为2～7g/10min。
3.根据权利要求1所述的塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡和元明粉中的一种或一种以上复配物。
4.根据权利要求1或3所述的塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：所述无机填料的目数为600～3000目。
5.根据权利要求1所述的塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：所述表面活化剂为硬脂酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或一种以上组合。
6.根据权利要求5所述的塑化成型填充母粒的生产方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH-550或KH-570。
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| CN101429686A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-13 | 吴国铭 | 一种分散性能好的聚合物母料及其制备方法和应用 |
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2011
- 2011-11-16 CN CN2011103624037A patent/CN102504394B/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN101429686A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-13 | 吴国铭 | 一种分散性能好的聚合物母料及其制备方法和应用 |
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