一種環境響應性功能塑料母料的製備方法與流程
2023-05-01 11:32:11
本發明屬於新型功能材料技術領域，具體是涉及一種環境響應性功能塑料母料的製備方法及應用。該母料用於薄膜產品，各種中空容器，日用塑料製品，家電塑料製品、塑料管材、醫療保健、汽車內飾、家庭裝修等多種領域。
背景技術：
響應性是指活性成分受環境刺激做出的相應反饋的一種現象，比如pH值變化，溫度變化，溼度變化，光照變化等環境刺激，常被用於藥物輸送系統(drug delivery system)，UV光固化塗料，化妝品等領域。目前響應性的研究主要集中於液體中進行，需要通過特殊設計的聚合物提供響應基團，而這種聚合物常以納米粒子(nanoparticle)、膠束聚集體(micelle aggregation)、自組裝體(self-assembly aggregation)等形式存在，用於藥物輸送系統的靶向給藥，UV光固化塗料，化妝品包埋等高端應用領域，但其生產成本高，受環境刺激產生響應使得運輸與保存條件苛刻，使得很難被大規模應用與工業塑料製品領域。
另外從工業塑料製品領域看，我國是當今世界上的塑料大國，塑料製品年產量已超過2100萬噸。目前，國內的塑料母料按材質分主要有以下幾種：(1)PE填充母料；(2)PP填充母料；(3)碳酸鈣填充母料；(4)滑石粉填充母料；(5)透明填充母料；(6)白色母。但是，基於新型功能的塑料母料的開發還少有報導，雖然已有具有生物降解性、銀離子抗菌性以及環保型母料的專利及報導出現，但是，其功能性相對簡單，製備過程複雜，成本偏高，穩定性差，使其應用前景受到限制。
本發明針對上述缺點，在充分實驗的基礎上提出並實現了一種環境響應性功能塑料母料的製備。該功能性母料製備方法簡單，成本低，適合大批量工業生產。同時，該母料具有生態友好，pH響應性，溫度響應性，溼度響應性、緩釋性等多種功能性，可用於環境響應性功能性塑料母料製品、pH響應性，溫度響應性，溼度響應性、緩釋性等多功能薄膜產品、各種中空容器、日用塑料製品、家電塑料製品、塑料管材、醫療保健、汽車內飾、家庭裝修等領域，能夠解決目前塑料母料低科技含量無功能或功能單一的問題，擴大功能性母料的應用範圍。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，以克服現有技術的缺陷。
按照本發明提供的技術方案：一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，其特徵在於包含下列組份，其配方比例按質量百分比計：
50％～85％載體聚合物，0.1％～15％響應性功能成分，10％～25％填料，5％～10％助劑；
將載體聚合物、響應性功能成分、助劑在高速攪拌機中以500～1000轉/分鐘混合1～10分鐘，將助劑、填料加入上述混合物中，在高速攪拌機中以500～1000轉/分鐘混合1～3分鐘，再經雙螺杆擠出並投入造粒機中，製備出環境響應性功能塑料母料。
按權利要求1所述的環境響應性功能塑料母料的製備方法，其特徵在於採用以下工藝步驟：其配方比例按質量百分比計：
(1)將50％～85％載體聚合物，0.1％～15％響應性功能成分，2％～6％助劑在高速攪拌機中以500～1000轉/分鐘混合1～10分鐘；
(2)將3％～8％助劑、10％～25％填料，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以500～1000轉/分鐘混合1～3分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度130～260℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
所述載體聚合物為PP(聚丙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、LLDPE(線性低密度聚乙烯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)中的一種或幾種混合物。
所述的響應性功能成分為亞氯酸鈉、氯酸鈉、高氯酸鈉、檸檬酸、硬脂酸、月桂酸、硬脂酸鋅中的一種或幾種混合物。
所述填料為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣、矽粉、二氧化鈦中的一種或幾種混合物。
所述助劑為PE蠟(聚乙烯蠟)、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基矽油中的一種或幾種混合物。
所述母料的應用領域為環境響應性功能性塑料母料製品、pH響應性，溫度響應性，溼度響應性、緩釋性等多功能薄膜產品、各種中空容器、日用塑料製品、家電塑料製品、塑料管材、醫療保健、汽車內飾、家庭裝修等領域。
本發明與已有技術相比具有以下優點：
1、該母料的製備過程簡單，成本低廉，適合工業化生產。
2、該母料具有環境友好，pH響應性，溫度響應性，溼度響應性、緩釋性等多種功能性。
3、可用於環境響應性功能性塑料母料製品、pH響應性，溫度響應性，溼度響應性、緩釋性等多功能薄膜產品、各種中空容器、日用塑料製品、家電塑料製品、塑料管材、醫療保健、汽車內飾、家庭裝修等領域，能夠解決目前塑料母料低科技含量無功能或功能單一的問題，擴大功能性母料的應用範圍。
具體實施方式
以下是一種環境響應性功能塑料母料的製備方法的實施例，但所述實施例不構成對本發明的限制。
實施例1
本發明所述的一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，製備過程如下：所述的配方比例按質量百分比計：
(1)將50％PP(聚丙烯)，10％亞氯酸鈉，2％鄰苯二甲酸二辛酯，在高速攪拌機中以500轉/分鐘混合5分鐘；
(2)將3％二甲基矽油，1％石蠟，10％滑石粉，8％碳酸鈣，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以800轉/分鐘混合2分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度150～190℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
將此母料作為原料，可用於環境響應性日用塑料製品、薄膜產品領域。
實施例2
本發明所述的一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，製備過程如下：所述的配方比例按質量百分比計：
(1)將70％LDPE(低密度聚乙烯)，0.2％氯酸鈉，5％高氯酸鈉，3％PE蠟(聚乙烯蠟)，在高速攪拌機中以1000轉/分鐘混合2分鐘；
(2)將5％石蠟，20％高嶺土，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以500轉/分鐘混合3分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度130～220℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
將此母料作為原料，可用於環境響應性功能性塑料母料製品、中空容器等領域。
實施例3
本發明所述的一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，製備過程如下：所述的配方比例按質量百分比計：
(1)將80％LLDPE(線性低密度聚乙烯)，1％檸檬酸，1％硬脂酸，1％硬脂酸鋅，2％二甲基矽油中，在高速攪拌機中以1000轉/分鐘混合6分鐘；
(2)將5％二甲基矽油，1％鄰苯二甲酸二辛酯，5％高嶺土，5％矽粉，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以500轉/分鐘混合2分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度130～220℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
將此母料作為原料，可用於環境響應性醫療保健、汽車內飾、家庭裝修等領域。
實施例4
本發明所述的一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，製備過程如下：所述的配方比例按質量百分比計：
(1)將80％PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，1％亞氯酸鈉，1％硬脂酸、1％月桂酸、1％硬脂酸鋅，2％二甲基矽油，在高速攪拌機中以600轉/分鐘混合10分鐘；
(2)將1％石蠟，1％鄰苯二甲酸二辛酯，2％二甲基矽油，10％碳酸鈣，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以800轉/分鐘混合3分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度200～260℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
將此母粒製成空調外殼，過濾網等塑料製品，用於環境響應性家電塑料製品領域。
實施例5
本發明所述的一種環境響應性功能塑料母料的製備方法，製備過程如下：所述的配方比例按質量百分比計：
(1)將58％PP(聚丙烯)，12％PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，0.1％亞氯酸鈉，0.3％高氯酸鈉，1.8％檸檬酸，3.5％硬脂酸鋅，4％二甲基矽油，在高速攪拌機中以1000轉/分鐘混合7分鐘；
(2)將5％PE蠟(聚乙烯蠟)，1％石蠟，2％鄰苯二甲酸二辛酯，3％滑石粉，5％二氧化鈦，7％碳酸鈣，加入步驟(1)中，在高速攪拌機中以500轉/分鐘混合2分鐘。將上述混合物投入雙螺杆擠出機中，控制溫度200～260℃，隨後將此產物投入造粒機，進行造粒。
將此母料製成塑料管，用於環境響應性塑料管材領域。