一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑及其製備方法
2023-04-23 03:35:56 1
一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，該復配添加劑包括以下組分製成：45-55%的納米級成核劑、5%-10%含氟聚合物、20-30%的抗氧劑、2%-6%抗菌劑、5%-10%分散劑、3%-10%硬脂酸鈣。該成核劑聚丙烯高性能復配添加劑具有功能多、安全環保、專有性強的特點，能使得塑料製品具有優良的多種性能。
【專利說明】一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於塑料助劑【技術領域】，具體涉及一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]現有的塑料自身存在很多缺陷，以國產M30RH、K9927為例，其剛性雖強，但韌性較差，用作洗衣機內桶在高速衝擊下容易損壞；耐溫性不強，特別是在低溫條件下質地發脆，用作電冰箱內膽容易開裂；沒有防黴抗菌功能，容易傳染皮膚，腸胃等疾病；還有霧度較高，通光率低，影響使用效果；加工時不易脫模，嚴重的會直接損壞加工設備；還有不耐老化、表面會變粗糙褪色，影響表觀質量及使用壽命等。為了解決上述缺陷，添加高性能的助劑是最有效的途徑之一。
[0003]目前，通常的PP助劑也存在下列主要問題:(1)改性效果一般。現存在一個較難技術難題是:若增加PP的剛性則韌性降低，若提高其韌性則剛性不足，另外其耐熱性，抗低溫衝擊強度等主要技術指標也難同步提高。(2)功能單一。PP的改性涉及諸多方面，如耐衝擊、抗氧化、抗靜電、爽滑等等。但目前一些牌號的改性劑往往只針對其中一二項性能進行改性。要多方面改變PP的性能往往需要同時開通多個加料孔添加多種不同功能的改性劑，不僅增加了工藝難度，使設備故障隱患增多，也提高了生產成本，降低了勞動效率。(3)粉劑較多。目前一些改性劑產品仍是粉末狀，在生產過程中存料時易掛壁、輸料時易揚塵、加料時易堵塞(架橋)、物料損耗較大，不僅造成汙染，影響工人身體健康，也使計量失準，直接影響產品質量。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是要解決現有聚丙烯助劑存在的上述問題，將多種具有改性功能的材料同時添加混配，生產一種高性能、多用途、安全環保、專有性強的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑。
[0005]本發明的另一目的是提供上述成核劑聚丙烯高性能復配添加劑的製備方法。
[0006]本發明的目的是通過以下方式實現的:
[0007]—種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，該復配添加劑包括以下組分:
[0008]45-55%的納米級成核劑、5%_10%含氟聚合物、20-30%的抗氧劑、2%_6%抗菌劑、5%-10%分散劑、3%-10%硬脂酸鈣。
[0009]上述各組分重量之和為100%。
[0010]上述復配添加劑優選包括以下組分:
[0011]50-55%的納米級成核劑、5%-10%含氟聚合物、24-30%的抗氧劑、2%_4%抗菌劑、5%-8%分散劑、3%-8%硬脂酸鈣。
[0012]上述各組分重量之和為100%。
[0013]所述的納米級成核劑為全硫化矽橡膠GZ-101。所述的含氟聚合物為氟聚合物5922。所述的抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1010的混合物。所述的抗氧劑168和抗氧劑1010的重量比例為1-1.5:1-1.5，優選重量比例1:1。所述的抗菌劑為抗菌劑RHM-PP和抗菌劑RHA的混合物。所述的抗菌劑RHM-PP和抗菌劑RHA的重量比例為1-3:1-3，優選重量比例1-2:1_2，最優選重量比例1:1。所述的分散劑為亞甲基二萘磺酸鈉。
[0014]上述成核劑聚丙烯高性能復配添加劑的製備方法包括以下步驟:
[0015]I)將全部組分預混粗放分散；操作轉速:每分鐘40-50轉；
[0016]2)利用球磨機對全部組分再進行細化分散；控制轉速每分鐘60-90轉；
[0017]3)利用造粒機在擠出造粒時使得各組分進一步強化分散。
[0018]預混粗放分散所使用的攪拌機可為懸臂雙螺旋攪拌機，操作轉速:每分鐘40-50轉，攪拌時間為40-80分鐘；所使用的球磨機為臥式球磨機,控制轉速每分鐘60-90轉，溫度控制70-80°C，時間為60-80分鐘；所使用的造粒機為雙螺杆造粒機，造粒過程中控制好溫度和流速。因其半成品伸縮性較強，溫高和流速過快會使切粒困難，機內溫度控制在75-85°C範圍內，出料溫度控制在10-30°C範圍內，造粒機的工藝流速產量控制在0.2-0.3噸/小時範圍內。
[0019]在本發 明中，由於納米成核劑彈性粒子太小，比表面積大，極容團聚，直接添加使用還存在一個如何有效解決其均勻分散的技術課題。利用三步物理方法和一步化學方法，特別是化學方法為添加了少量的化學固體分散劑，進一步優化了分散效果，使全硫化矽橡膠均勻地分散到發明的改性劑產品中去。
[0020]三步分散法其技術原理是:納米成核劑粒子在經過三次高速剪切力的作用下，已分散成單個粒子，團聚現象消失，因此達到了分散效果，同時發明人在物理分散的過程中，又添加了少量的化學固體分散劑，進一步優化了分散效果。
[0021]本發明具有以下特點:
[0022]I)本發明應用納米級成核劑作為最主要原料，該納米級成核劑為全硫化矽橡膠GZ-101，全硫化矽橡膠GZ-101為粒子尺寸在50-100nm區間的納米級。本發明在組方中加入成核劑後，使PP球晶明顯細化，結晶均勻比，規整化，結晶度的增大，明顯提高了 PP製品的剛性(與氟橡膠增韌強度互為補充)、熱變形溫度、抗衝擊性、抗蠕變性等物理機械性能，同時提高了製品透明性、表面光澤性、縮短了成型周期，提高了生產效率。本發明產品應用的納米成核劑優選佔總組分的50%以上，所確定的技術路線也主要圍繞納米材料的粒子分散而進行的。
[0023]2)含氟聚合物(PPA) 5922又稱氟橡膠，是美國3M公司為了改善聚合物加工性能而開發的一種添加劑。本發明使用添加該聚合物的助劑在塑化擠出過程中，在勢位差作用下，含氟聚合物向熔體外層移動並在金屬表面與聚合物熔體間形成一層潤滑層。在連續擠出過程中，這一塗覆層是處於動態平衡的，當動態平衡穩定後，擠出過程和產品質量就會達到更加穩定。因此，能減少表面缺陷，如常見的熔體破裂所產生的鯊魚皮現象，提高產品表面光亮度、透明度和光滑度；消除口模積料現象，減少加工過程中對設備的磨損，為下遊企業的終端產品加工起一定保護作用；減少擠出過程中產生的凝膠，提高產品的成型率及尺寸穩定性，降低廢品率。
[0024]3)抗氧劑又稱防老劑。在本發明助劑中應用了 2種抗氧劑，一是亞磷酸脂為輔助抗氧劑，其通過自身分子中的磷或硫原子化合價的變化，把PP中高活性的氫過氧化物分解成低活性分子。二是季戊四醇脂為主抗氧劑，它與亞磷酸脂抗氧劑並用，增加了協同效應，與PP相容性極好，使PP的性能更加穩定(抗老化)。
[0025]4)抗菌劑RHM-PP、RHA。本發明選用了二種防黴抗菌劑，一種是RHM-PP抗菌材料，它是以納米銀系無機抗菌劑為有效成分，具有極強氧化能力的半導體活動材料，通過光的作用在其表面激起氧化還原反應，並釋放出活性極強的氫氧自由基(.0H)及超級陰氧離子自由基(.02_)，並使之和空氣中的汙染物及各種細菌發生鏈式降解反應，從而達到淨化空氣，防黴抗菌等功能。該抗菌劑抗菌譜廣，抗菌性強，熱穩定性好，耐高溫不易變色，具有良好的相容性和分散性，也不會改變塑料原有的加工工藝。但該產品表面活性強，不耐遷移，易抽出，時效性較差。添加一定量的抗菌劑RHA，能高效控制多種菌類微生物，在不同的加工工藝下性能更穩定，使得與其它物料相容性好，符合眾多市場技術規範。更主要是耐遷移，耐抽出，在極端易生細菌環境下可以長期有效。二種抗菌劑並用，優勢互補，即保證了其高性能，又保證了長效性。
[0026]5)本發明採用的分散劑優選為亞甲基二萘磺酸鈉，進一步吸附於物料界面，顯著降低界面自由能，並使之不再聚集，應用的納米成核劑是粉末狀，能進一步優化分散效果。
[0027]6)在配方組分中發明人還選用了硬脂酸鈣，該作用主要考慮到PP的滷素吸收，用以消除殘留催化劑對樹脂顏色和 穩定性不良的影響，同時對熱塑性樹脂的爽滑、脫模也起到一定作用。
[0028]7)本發明複合助劑在PP中具有良好的相容性，沒有對抗和遷移現象，沒有因為在PP中應用本產品在提高其某些物化性能的同時而使另外一些物化性能受到影響。
[0029]本發明助劑改性的PP產品可用於生產洗衣機內桶、波輪、進出水管、電冰箱內膽、電話機殼體等。
【具體實施方式】
[0030]以下通過【具體實施方式】對本發明進行進一步闡述。其中，全硫化矽橡膠GZ-101購自於無錫高宗粉體材料有限公司，氟聚合物(PPA) 5922購自於美國3M公司，抗菌劑RHM-PP和RHA的生產廠家均為上海潤河納米材料科技有限公司。
[0031]實施例1
[0032]
【權利要求】
1.一種成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於該復配添加劑包括以下組分製成: 45-55%的納米級成核劑、5%-10%含氟聚合物、20-30%的抗氧劑、2%_6%抗菌劑、5%_10%分散劑、3%-10%硬脂酸鈣。
2.根據權利要求1所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於該復配添加劑包括以下組分製成: 50-55%的納米級成核劑、5%-10%含氟聚合物、24-30%的抗氧劑、2%_4%抗菌劑、5%_8%分散劑、3%-8%硬脂酸鈣。
3.根據權利要求1或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的納米級成核劑為全硫化矽橡膠GZ-101。
4.根據權利要求1或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的含氟聚合物為氟聚合物5922。
5.根據權利要求1或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1010的混合物。
6.根據權利要求5所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的抗氧劑168和抗氧劑1010的重量比例為1-1.5:1-1.5，優選重量比例1:1。
7.根據權利要求1 或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的抗菌劑為抗菌劑RHM-PP和抗菌劑RHA的混合物。
8.根據權利要求7所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的抗菌劑RHM-PP和抗菌劑RHA的重量比例為1_3:1_3，優選重量比例1_2:1_2。
9.根據權利要求1或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑，其特徵在於所述的分散劑為亞甲基二萘磺酸鈉。
10.一種權利要求1或2所述的成核劑聚丙烯高性能復配添加劑的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟: 1)將各組分預混粗放分散；操作轉速:每分鐘40-50轉； 2)利用球磨機對全部組分再進行細化分散；控制轉速每分鐘60-90轉； 3)利用造粒機在擠出造粒時使得各組分進一步強化分散。
【文檔編號】C08K5/42GK103937095SQ201410132255
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】李英傑, 彭令才, 孫秀平, 徐寶成, 劉鐵民 申請人:南京淳達科技發展有限公司