CN105504452A - 一种通用级母料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高分子母料及其制备工艺和应用。本发明的通用型母料包括功能性填料、基体成分、助剂，其中，基体成分为烯烃类合成高分子蜡，分子量范围在6000～10000。将功能性填料、基体成分、助剂加入到高速搅拌机中搅拌，当搅拌的摩擦产生热量使混合体系升温到110℃时，放料冷却到常温，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到通用型母粒。将该通用型母料加入到PE、PP，PS，ABS，PET，PA，EVA等基体树脂中均能够正常使用，具有优异的分散性能，且具有较低的成本、较好的经济效益。

Description

一种通用级母料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高分子母料及其制备工艺和应用。
背景技术
传统的母料产品主要由如下几种成分组成：基体成分、分散润滑助剂、保护性助剂、功能性填料，其中，功能性填料为母料的有效成分(例如对于白色色母料而言，有效成分就是母料中间含有的白颜料钛白粉)，母料中其余3种组分虽然不起直接作用，但也是母料产品所必不可少的构成，基体成分具有两方面的作用：一方面是使有效成分功能性填料(特别是粉末状态的功能性填料)能够成形，变成颗粒；另一方面是要与后续使用的基体树脂相互融合，这样就造成了客户使用什么基体材料，母料载体就只能使用什么材料，导致了市场上的母料产品虽种类繁多，但是使用起来局限性很强，效益低下。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种通用型母料产品，将该通用型母料加入到PE、PP，PS，ABS，PET，PA，EVA等基体树脂中均能够正常使用，具有优异的分散性能，且具有较低的成本、较好的经济效益。
本发明中的通用型母料按重量份数计算包括以下组分：功能性填料70～90份、基体成分10～15份、助剂2～4份，
其中，基体成分为烯烃类合成高分子蜡，分子量范围在6000～10000，优选日本三井公司生产的分子量7000的产品，
功能性填料可以根据不同的生产需要进行选择：
制备彩色母料时，功能性填料选取颜填料，其中，颜料选自钛白粉、立德粉、炭黑、大红粉、酞箐蓝、孔雀绿或偶淡黄等，填料选自碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、云母中的一种或一种以上，
制备开口功能母料时，功能性填料选取二氧化硅，
制备增硬功能改性母料时，功能性填料取超细活化碳酸钙；
助剂包含抗氧剂、热稳定剂、偶联剂等保护性助剂，
其中，抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或一种以上，
热稳定剂为钙锌热稳定剂。
本发明还提供了一种上述通用型母料的制备工艺：按照各组分重量份数比，将功能性填料、基体成分、助剂加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到通用型母粒，2级风送进入料仓、计量灌包、检测入库，
其中，高分子蜡在高速搅拌过程中会溶解并产生一定的热量，该热量能够使混合物料的温度升高至大约110℃，
另外，上述双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、165℃、165℃、175℃、175℃、160℃、160℃、150℃。
本发明的有益效果在于：本发明所制备的通用型母料脱离了“母料的载体树脂必须与后续的基体树脂类别相匹配”的传统束缚，将本发明的母料分别添加入PE、PP，PS，ABS，PET，PA，EVA等基体树脂中均能够正常使用，且具有优异的分散性能，母料产品本身无粉体团聚现象，且具有较强的通用性能、较低的成本、较好的经济效益。
本发明选择烯烃类合成高分子蜡作为母料的基体成分，不仅具有很强的通用性，而且其本身还具备分散润滑的作用，因此母料成分中无需再加入其他分散润滑助剂，降低了成本，提高了母料的有效性。
本发明的母料在制备过程中，双螺杆机头压力低、电流小，产量加大，由此判定物料的润滑系数较为优异，能够承载双螺杆挤出机更强的塑化能力。物料的MFI性能值为12，与传统配方的母料MFI性能值接近。
具体实施方式
比较例1
普通聚乙烯母料的制备
配方(按各组分重量份数计算)：
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、165℃、165℃、175℃、175℃、160℃、160℃、150℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到普通聚乙烯碳酸钙改性母料。
将上述制备的普通聚乙烯母料和基料(基料由LLDPE和HDPE按照3：7的质量比混成)按照1：3的质量比混合均匀，由下游客户按照常规工艺吹塑成膜，膜厚度为70um，膜面均匀、无异常；膜产品的纵向拉伸强度为25.55Mpa、延伸率为743％；横向拉伸强度为18.49Mpa、延伸率为929％。
实施例1
通用级母料的制备
配方(按各组分重量份数计算)：
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、165℃、165℃、175℃、175℃、160℃、160℃、150℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到通用级碳酸钙改性母料。
将上述制备的通用级母料和基料(基料由LLDPE和HDPE按照3：7的质量比混成)按照1：3的质量比混合均匀，吹塑成膜，成膜工艺同比较例1，膜厚度为70um，膜面均匀、无异常；膜产品的纵向拉伸强度为27.89Mpa、延伸率为183％；横向拉伸强度为19.12Mpa、延伸率为264％。
比较上述实施例1和比较例1中膜产品的检测数据，实施例1中通用级碳酸钙改性母料复合改性后的LLDPE低压料膜产品纵向横向强度略优于比较例1中采用普通聚乙烯碳酸钙改性母料的膜产品，纵向横向延伸率较比较例1有较为优异的提升，更加符合低压薄膜的特点，高强度，低延伸率，可见通用型母料添加后未改变薄膜基础特性。
比较例2(1)
普通ABS白色母料的制备
配方(按各组分重量份数计算)：
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、165℃、165℃、175℃、175℃、160℃、160℃、150℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到普通ABS白色母料，
将上述制备的普通ABS白色母料和ABS基料按照4：96的质量比混合均匀，由下游客户按照常规工艺制成1.2mm厚度的板材，板材均匀，外观品相合格，经检测冲击强度为88J/m。
比较例2(2)
采用比较例1中制备的普通聚乙烯碳酸钙改性母料代替比较例2(1)中制备的ABS白色母料，和ABS基料按照4：96的质量比混合均匀制备1.2mm厚度的板材，制备工艺同比较例2(1)，板材有分层现象，表象为气孔和翘皮，经检测冲击强度为72J/m。
实施例2
采用实施例1中制备的通用级碳酸钙改性母料代替比较例2(1)中制备的ABS白色母料，和ABS基料按照4：96的质量比混合均匀制备1.2mm厚度的板材，制备工艺同比较例2(1)，板材分散均匀，外观品相与比较例2(1)中制备的样板一致，经检测冲击强度为88J/m。
可见，通用级碳酸钙改性母料完全可以替代普通ABS白色母料。
比较例3(1)
普通光扩散母料的制作
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、210℃、220℃、220℃、225℃、210℃、200℃、170℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到普通PS光扩散母料。
将比较例3(1)制备的普通PS光扩散母料和GP550N板材级PS基料按照20:80的质量比混合均匀，由下游客户按照常规工艺制备成2mm厚度的板材，经检测：板材均匀，一面橘皮一面细磨砂93.3±0.5％透光率，一般光源遮蔽性。
实施例3
通用级扩散母料的制备
配方(按各组分重量份数计算)：
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、210℃、220℃、220℃、225℃、210℃、200℃、170℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到通用级扩散母料。
采用实施例3中制备的通用级扩散母料代替比较例3中制备的普通PS光扩散母料，和GP550N板材级PS基料按照20:80的质量比混合均匀，制备2mm厚度的板材，制备工艺同上。经检测：板材均匀，一面橘皮一面细磨砂93.2±0.5％透光率，一般光源遮蔽性。
比较例3(2)
普通光扩散母料的制作
将上述各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温(25℃)，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型(双螺杆挤出机十个区的温度设定分别为：90℃、120℃、145℃、210℃、220℃、220℃、225℃、210℃、200℃、170℃)，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到普通ABS光扩散母料。
将比较例3(2)制备的普通ABS光扩散母料和GP550N板材级PS基料按照20:80的质量比混合均匀，制备成2mm厚度的板材，制备工艺同比较例3(1)，经检测：板材有分层现象，表象为气孔和翘皮。

Claims (9)

1.一种通用型母料，其特征在于：所述的通用型母料包括功能性填料、基体成分、助剂。
2.如权利要求1所述的通用型母料，其特征在于：所述的基体成分为烯烃类合成高分子蜡，分子量范围在6000～10000。
3.如权利要求1所述的通用型母料，其特征在于：所述的功能性填料为颜填料、二氧化硅、超细活化碳酸钙。
4.如权利要求3所述的通用型母料，其特征在于：所述的颜填料中，颜料为钛白粉、立德粉、炭黑、大红粉、酞箐蓝、孔雀绿或偶淡黄；填料为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、云母中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的通用型母料，其特征在于：所述的助剂包含抗氧剂、热稳定剂。
6.如权利要求5所述的通用型母料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或一种以上。
7.如权利要求5所述的通用型母料，其特征在于：所述的热稳定剂为钙锌热稳定剂。
8.如权利要求1所述的通用型母料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为，将各组分加入到高速搅拌机中搅拌均匀，放料冷却到常温，将所得的混合体系加入到双螺杆挤出机中挤出成型，水环水冷热切、离心脱水、过筛得到通用型母粒。
9.如权利要求1所述的通用型母料的应用，其特征在于：所述的应用为，将所述通用型母料加入到PE、PP，PS，ABS，PET，PA或EVA基体树脂中，对所述基体树脂进行改性。
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