一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法
2023-12-11 04:15:27 2
一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法。本發明的中性筆筆頭固定圈專用料為94～99.8﹪聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.1～2.5﹪成核劑、0.1～1﹪抗氧化劑的共混物。製備方法是首先將各物質按比例混合成混合料，將混合料通過雙螺杆擠出機擠出，再經冷水牽伸、造粒而成。本發明方法採用價格低廉的有機無機復配成核劑改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，使材料具有較高的結晶度和結晶溫度及優良的尺寸穩定性，同時減弱了聚對苯二甲酸丁二醇酯經高溫處理後的應力鬆弛。以該專用料製得的筆頭固定圈在經50℃高溫處理後對筆頭仍具有較高的握裹力，能保證中性筆的使用壽命。
【專利說明】一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於高分子材料【技術領域】，涉及一種中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法，特別是一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]中性筆是目前國內外比較流行的一種書寫工具，其筆芯構造主要由筆芯杆、封閉矽油、墨水、固定圈、筆頭組成，其中固定圈用於連接筆管及筆頭並起固定筆芯的作用。筆頭固定圈對筆頭的握裹力是評價筆頭固定圈性能的重要指標之一，常用的用於製造筆頭固定圈的材料有pp、HDPE等，以現有的材料製造的筆頭固定圈中其中有很大一部分無法滿足在高溫處理後仍保持對筆頭具有高握裹力的要求，容易使筆頭與筆管分離，筆墨流出，影響中性筆的使用。
[0003] 聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，它是對苯二甲酸與I，4-丁二醇的縮聚產物，具有良好的加工性能、優良的機械性能、低吸溼性、良好的耐腐蝕性等性能。優異的綜合性能使其作為理想的筆頭固定圈材料具有很好的發展前景。但是作為工程塑料來說，它也存在抗缺口衝擊性差、高溫高負載下易變形等缺陷，會使筆頭固定圈對筆頭的握裹力下降，這也使PBT在作為筆頭固定圈材料應用中受到了一定的限制。
[0004]本專利通過在聚對苯二甲酸丁二醇酯中加入有機無機復配的成核劑可以促進聚對苯二甲酸丁二醇酯的異相成核，提高聚對苯二甲酸丁二醇酯的結晶溫度和結晶度，減弱聚對苯二甲酸丁二醇酯經高溫處理後的應力鬆弛，從而改善聚對苯二甲酸丁二醇酯筆頭固定圈的尺寸穩定性及保持固定圈對筆頭的握裹力。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有材料性能的不足，提供一種中性筆筆頭固定圈專用料，以該材料製得的筆頭固定圈在經50°C高溫處理後對筆頭仍具有較高的握裹力，該材料可作為製備具有高握裹力中性筆筆頭固定圈的專用料。
[0006]本發明的中性筆筆頭固定圈專用料為共混物，該共混物包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、成核劑、抗氧化劑；各原料在中性筆筆頭固定圈專用料中的重量百分含量為:聚對苯二甲酸丁二醇酯89~99.8 %、成核劑0.1~10 %、抗氧化劑0.1~I % ;
所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯為未經過改性的原料，熔融指數為20~60g/10min。
[0007]所述的成核劑為有機無機復配成核劑；該有機無機復配成核劑由有機成分與無機成分按照質量比為1:20~20:1構成，其中無機成分為二氧化鈦、凹凸棒土、蒙脫土、雲母、氧化矽、碳酸鈣、苯甲酸鋁、特丁基苯甲酸鋁中的一種或多種，有機成分為聚乙烯基環己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一種或多種。
[0008]所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑b215、抗氧化劑168、抗氧化劑1076、抗氧化劑b225中的一種。
[0009]本發明的另一個目的是提供一種製備上述中性筆筆頭固定圈專用料的方法。[0010]製備該中性筆筆頭固定圈專用料的方法具體是:
步驟(1).將聚對苯二甲酸丁二醇酯、成核劑、抗氧化劑，按照比例混合成混合料；
製備100重量份的中性筆筆頭固定圈專用料，所用的各物質的量為:95~99份的聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.1~2.5份的有機無機復配成核劑、0.1~1份的抗氧化劑。
[0011]步驟(2).將混合料通過雙螺杆擠出機擠出，再經冷水牽伸、造粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料；
所述的雙螺杆擠出機的加工溫度為:加料段235~255°C、塑化段240~260°C、均化段240~275°C，機頭溫度235~255°C，螺杆轉速為80~220rpm。
[0012]冷水牽伸的水浴溫度為10~40°C，牽伸倍率為2~6倍。
[0013]本發明採用價格低廉的有機無機復配成核劑改性聚對苯二甲酸丁二醇酯，用該改性材料製造的筆頭固定圈在50°C高溫處理後對筆頭仍然具有高的握裹力。本發明中成核劑可以提高聚合物的結晶度和結晶溫度，改善固定圈的尺寸穩定性，減弱材料發生應力鬆弛的程度，保持材料經高溫處理後的握裹力。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本發明做進一步的分析(所用的聚對苯二甲酸丁二醇酯為未經過改性的原料，熔融指數為20~60g/10min)。
[0015]實施例1.步驟(1).將99g聚對苯二甲酸丁二醇酯、Ig抗氧化劑1010，混合成100g混合料；步驟(2).將混合料加入到雙螺杆擠出機擠出，雙螺杆擠出機的加工溫度為加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，機頭溫度245°C，螺杆轉速為200rpm ;接著經20°C水浴冷水牽伸，牽伸倍率為5倍，然後造粒機切割成粒顆粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
[0016]實施例1製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料握裹力為30N，50°C處理後握裹力沒有。
[0017]實施例2.步驟(1).將99g聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.4g 二氧化鈦-聚乙烯基環己烷復配成核劑(二氧化鈦:聚乙烯基環己燒=1:1)、0.6g抗氧化劑1010,混合成100g混合料；
步驟(2).將混合料加入到雙螺杆擠出機擠出，雙螺杆擠出機的加工溫度為加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，機頭溫度245°C，螺杆轉速為200rpm ;接著經20°C水浴冷水牽伸，牽伸倍率為5倍，然後造粒機切割成粒顆粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
[0018]實施例2製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料握裹力為30N，50°C處理後握裹力為 30N。
[0019]實施例3.步驟(1).將99.25g聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.15g 二氧化鈦-聚乙烯基環己烷復配成核劑(二氧化鈦:聚乙烯基環己燒=1:1)、0.6g抗氧化劑1010,混合成100g混合料；
步驟(2).將混合料加入到雙螺杆擠出機擠出，雙螺杆擠出機的加工溫度為加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，機頭溫度245°C，螺杆轉速為200rpm ;接著經20°C水浴冷水牽伸，牽伸倍率為5倍，然後造粒機切割成粒顆粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
[0020]實施例3製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料握裹力為30N，50°C處理後握裹力為 28N。
[0021]實施例4.步驟(1).將99.35g聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.05g 二氧化鈦-聚乙烯基環己烷復配成核劑(二氧化鈦:聚乙烯基環己燒=1:1)、0.6g抗氧化劑1010,混合成100g混合料；
步驟(2).將混合料加入到雙螺杆擠出機擠出，雙螺杆擠出機的加工溫度為加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，機頭溫度245°C，螺杆轉速為200rpm ;接著經20°C水浴冷水牽伸，牽伸倍率為5倍，然後造粒機切割成粒顆粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
[0022]實施例4製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料握裹力為30N，50°C處理後握裹力為 19N。
[0023]實施例5.步驟(1).將99.3g聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.1g 二氧化鈦-聚乙烯基環己烷復配成核劑 (二氧化鈦:聚乙烯基環己燒=1:1)、0.6g抗氧化劑1010,混合成100g混合料；
步驟(2).將混合料加入到雙螺杆擠出機擠出，雙螺杆擠出機的加工溫度為加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，機頭溫度245°C，螺杆轉速為200rpm ;接著經20°C水浴冷水牽伸，牽伸倍率為5倍，然後造粒機切割成粒顆粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
[0024]實施例5製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料握裹力為30N，50°C處理後握裹力為 25N。
[0025]如表1所示，將實施例1~5做對比，加入有機無機復配成核劑後製備得到的中性筆筆頭固定圈專用料在50°C高溫處理後仍然具有較高的握裹力。說明成核劑可以提高聚合物的結晶度和結晶溫度，改善固定圈的尺寸穩定性，減弱材料發生應力鬆弛的程度，保持材料經高溫處理後的握裹力。
[0026]表1實施例1~5製備`得到的中性筆筆頭固定圈專用料性能參數表
【權利要求】
1.一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料，為共混物，其特徵在於該共混物包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、成核劑、抗氧化劑；各原料在中性筆筆頭固定圈專用料中的重量百分含量為:聚對苯二甲酸丁二醇酯89~99.8 %、成核劑0.1~10 %、抗氧化劑0.1~I %。
2.如權利要求1所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料，其特徵在於所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯為未經過改性的原料，熔融指數為20~60g/10min。
3.如權利要求1所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料，其特徵在於所述的成核劑為有機無機復配成核劑；該有機無機復配成核劑由有機成分與無機成分按照質量比為1:20~20:1構成，其中無機成分為二氧化鈦、凹凸棒土、蒙脫土、雲母、氧化矽、碳酸鈣、苯甲酸鋁、特丁基苯甲酸鋁中的一種或多種，有機成分為聚乙烯基環己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料，其特徵在於所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑b215、抗氧化劑168、抗氧化劑1076、抗氧化劑b225中的一種。
5.製備如權利要求1所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟: 步驟(1).將聚對苯二甲酸丁二醇酯、成核劑、抗氧化劑，按照比例混合成混合料； 製備100重量份的中性筆筆頭固定圈專用料，所用的各物質的量為:95~99份的聚對苯二甲酸丁二醇酯、0.1~2.5份的有機無機復配成核劑、0.1~1份的抗氧化劑； 步驟(2).將混合料通過雙螺杆擠出機擠出，再經冷水牽伸、造粒，得到中性筆筆頭固定圈專用料。
6.如權利要求5所述的 一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的製備方法，其特徵在於所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯為未經過改性的原料，熔融指數為20~60g/10min。
7.如權利要求5所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的製備方法，其特徵在於所述的成核劑為有機無機復配成核劑；該有機無機復配成核劑由有機成分與無機成分按照質量比為1:20~20:1構成，其中無機成分為二氧化鈦、凹凸棒土、蒙脫土、雲母、氧化矽、碳酸鈣、苯甲酸鋁、特丁基苯甲酸鋁中的一種或多種，有機成分為聚乙烯基環己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一種或多種。
8.如權利要求5所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的製備方法，其特徵在於所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑b215、抗氧化劑168、抗氧化劑1076、抗氧化劑b225中的一種。
9.如權利要求5所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的製備方法，其特徵在於所述的雙螺杆擠出機的加工溫度為:加料段235~255°C、塑化段240~260°C、均化段240~275°C，機頭溫度235~255°C，螺杆轉速為80~220rpm。
10.如權利要求5所述的一種具有高握裹力中性筆筆頭固定圈專用料的製備方法，其特徵在於冷水牽伸的水浴溫度為10~40°c，牽伸倍率為2~6倍。
【文檔編號】C08K3/36GK103483783SQ201310411534
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】沈國璋, 程亞軍, 沈傑, 付俊 申請人:寧波錦地工程塑料有限公司, 中國科學院寧波材料技術與工程研究所