CN104845410A - 一种塑料改性剂的制备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分散性好的塑料改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、测定无机粉体的粒径和含水率；S2、选择S1中平均粒径为200nm-300nm，含水率低于0.25%的无机粉体；S3、将S2中的无机粉体加入到高速搅拌桶，加热体系温度至100℃-105℃，搅拌7分钟；S4、边搅拌边向S3中喷淋活性成分，活性成分与无机粉体的质量比为0.7:100，喷淋时间为10-15分钟；S5、冷却至室温，排出物料。以该塑料改性剂为主体，加入载体树脂、分散剂、偶联剂、热稳定剂和抗氧剂，搅拌反应后，将体系加入到造粒设备中，高温挤出，得到母粒成品。本发明的塑料改性剂分散性好，以本发明的塑料改性剂为主体制备母粒，应用于塑料制品中，实现高强度和高透明度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料改性剂的制备及应用，尤其涉及一种聚乙烯或聚丙烯类塑料改性剂的制备及其应用。
背景技术
塑料是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，经加工成型的塑性材料，或固化交联形成的刚性材料。塑料是20世纪的产物，自从被开发以来，各方面的用途日益广泛。
聚乙烯和聚丙烯类塑料属于通用塑料的范畴，产量大，用途广，其最主要的用途在于包装薄膜上。自从“限购令”以来，客户对包装薄膜的透明度和强度要求越来越高。在这样的背景下，传统市场碳酸钙、滑石粉填充母粒的使用已无法满足客户的需求。另外，普通的塑料薄膜包装市场价格竞争非常激烈，开发一种既能降低产品的原料生产成本，又能提高产品性能的新型材料就显得尤为重要。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种塑料改性剂的制备方法及其应用，同时提供以该塑料改性剂为主体制得的增加制品强度、降低制品成本的母粒及母粒的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案：
一种塑料改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、测定无机粉体的粒径和含水率；
S2、选择S1中平均粒径为200nm-300nm，含水率低于0.25%的无机粉体；
S3、将S2中的无机粉体加入到高速搅拌桶中，加热体系温度至100℃-105℃，搅拌7分钟；
S4、边搅拌边向S3中喷淋活性成分，活性成分与无机粉体的质量比为0.7:100，喷淋时间为10-15分钟；
S5、冷却至室温，排出物料。
其中，所述的无机粉体为纳米硫酸钡或纳米碳酸钙。
其中，所述的活性成分为硬脂酸盐类表面活性剂或钛酸酯类表面活性剂。
其中，所述的喷淋设备为高速混炼机。
将前述方法制得的塑料改性剂粉体应用于制备透明包装薄膜、生物降解购物袋、超市购物袋、连卷袋、静音管材、聚丙烯片材和聚丙烯板材制品的增加强度、光泽度、透明度的母粒。
以前述方法得到的塑料改性剂粉体为主体制得的母粒，其特征在于，包括：75%-80%的塑料改性剂粉体、12%-18%的载体树脂、3%-4%的分散剂、偶联剂0.5%-3%、热稳定剂0.1%-1%，抗氧剂0.05%-2%。
其中，所述的载体树脂为线性聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚乙烯弹性体中的一种或几种；所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物的一种或几种；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；所述的热稳定剂为硬脂酸盐，优选的为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗氧剂为1010或168。
制备前述母粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、根据前述的质量百分比称取各物料；
A2、将塑料改性剂粉体放在A桶中，载体树脂放在B桶中，分散剂、偶联剂、热稳定剂和抗氧剂放在C桶中；
A3、打开流量控制阀，将A桶，B桶和C桶中的物料同时加入到高速搅拌桶，通过电脑控制A桶的流量为520-560kg/h， B桶的流量为130-160kg/h, C桶的流量为70-80kg/h，搅拌反应；
A4、将A3中的混合物料加入造粒设备内，110℃-160℃下挤出，得到母粒成品。
其中，所述的步骤A3中的反应温度为80-120℃，反应时间为0.5-1h。
其中，所述的造粒设备为电脑矢重计量双螺杆双阶挤出机。
本发明制得的塑料改性剂分散性好，添加到塑料制品中可大幅度减少塑料制品的晶点；以本发明的塑料改性剂为主体制备母粒，应用于透明包装薄膜、生物降解购物袋、超市购物袋、连卷袋静音管材、聚丙烯片材和聚丙烯板材等制品中，制品实现高强度和高透明度的效果，同时本发明的塑料改性剂价格低，降低了塑料制品的生产成本；本发明制得的母粒应用于塑料制品，可以实现制品的回收再利用，符合当今社会低碳环保的需求。
具体实施方式
一．塑料改性剂的制备
首先，将无机粉体加入到高速搅拌桶中，加热体系温度至100℃-105℃，搅拌7分钟；然后边搅拌边向高速搅拌桶中喷淋活性成分，喷淋时间为10-15分钟；冷却至室温，排出物料。所述的无机粉体为市售产品，平均粒径为200nm-300nm，含水率低于0.25%；所述的无机粉体为纳米硫酸钡或纳米碳酸钙；所述的活性成分为硬脂酸类或钛酸酯类表面活性剂。
表1：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 活性成分 | 硬脂酸类表面活性剂 | 钛酸酯类表面活性剂 | 硬脂酸类表面活性剂 | 钛酸酯类表面活性剂 |
| 喷淋时间/分钟 | 10 | 12 | 15 | 15 |
| 无机粉体成分 | 纳米硫酸钡 | 纳米碳酸钙 | 纳米碳酸钙 | 纳米硫酸钡 |
| 无机粉体平均粒径/nm | 200 | 267 | 250 | 300 |
| 无机粉体含水率 | 0.2% | 0.25% | 0.2% | 0.23% |
将实施例1-4制备的塑料改性剂添加到塑料载体中，制成片体，发现片体上均无晶点存在，说明制得的塑料改性剂分散性好。
二．以塑料改性剂为主体制备母粒
按照实施例5-8的质量百分比称取各物料；然后将实施例1-4中制备的塑料改性剂粉体放在A桶中，载体树脂放在B桶中，分散剂、偶联剂、热稳定剂和抗氧剂放在C桶中；打开流量控制阀，将A桶，B桶和C桶中的物料同时加入到高速搅拌桶，通过电脑控制A桶的流量为520-560kg/h， B桶的流量为130-160kg/h, C桶的流量为70-80kg/h，搅拌反应；将反应后的混合物料加入造粒设备内，110℃-160℃下挤出，得到母粒成品。所述的载体树脂为线性聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚乙烯弹性体中的一种或几种；所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物的一种或几种；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；所述的热稳定剂为硬脂酸盐，优选的为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗氧剂为1010或168。
表2：
为了更好地说明实施例5-8中制备出的母粒应用到制品中，实现制品高强度和高透明度的效果，以实施例5为例，详细测试不同母粒添加量下的HDPE薄膜，LDPE薄膜，PP片材的性能指标。
表3：不同母粒添加量下，HDPE薄膜的性能参数变化
| 母粒添加量 | 拉伸强度/Mpa | 透光率 |
| 0 | 24.6 | 94% |
| 3% | 25.2 | 94% |
| 6% | 26.0 | 94% |
| 9% | 26.5 | 94% |
| 12% | 27.3 | 90% |
表4：不同母粒添加量下，LDPE薄膜的性能参数变化
| 母粒添加量 | 拉伸强度/Mpa | 透光率 |
| 0 | 20.8 | 96% |
| 3% | 22.1 | 96% |
| 6% | 23.5 | 96% |
| 9% | 24.9 | 96% |
| 12% | 24.1 | 92% |
表5：不同母粒添加量下，PP片材的性能参数变化
| 母粒添加量 | 拉伸强度/Mpa | 透光率 |
| 0 | 30.2 | 90% |
| 3% | 32.1 | 90% |
| 6% | 33.5 | 90% |
| 9% | 34.6 | 90% |
| 12% | 36.0 | 86% |
表6：不同母粒添加量下，HDPE薄膜，LDPE薄膜，PP片材的成本对比
| 母粒添加量 | HDPE | LDPE | PP片材 | 总成本 元/吨 |
| 0% | 100% | 12000 | ||
| 3% | 97% | 11563 | ||
| 6% | 94% | 10950 | ||
| 9% | 91% | 10358 | ||
| 12% | 88% | 9873 | ||
| 0% | 100% | 12800 | ||
| 3% | 97% | 12085 | ||
| 6% | 94% | 11587 | ||
| 9% | 91% | 10983 | ||
| 12% | 88% | 9984 | ||
| 0% | 100% | 10800 | ||
| 3% | 97% | 10248 | ||
| 6% | 94% | 9843 | ||
| 9% | 91% | 9504 | ||
| 12% | 88% | 9258 |
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (9)
1. 一种塑料改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、测定无机粉体的粒径和含水率；
S2、选择S1中平均粒径为200nm-300nm，含水率低于0.25%的无机粉体；
S3、将S2中的无机粉体加入到高速搅拌桶中，加热体系温度至100℃-105℃，搅拌7分钟；
S4、边搅拌边向S3中喷淋活性成分，活性成分与无机粉体的质量比为0.7:100，喷淋时间为10-15分钟；
S5、冷却至室温，排出物料。
2. 如权利要求1所述的塑料改性剂的制备方法，其特征在于，所述的无机粉体为纳米硫酸钡或纳米碳酸钙。
3. 如权利要求1所述的塑料改性剂的制备方法，其特征在于，所述的活性成分为硬脂酸盐类表面活性剂或钛酸酯类表面活性剂。
4. 如权利要求1所述的塑料改性剂的制备方法，其特征在于，所述的喷淋设备为高速混炼机。
5. 以权利要求1的方法得到的塑料改性剂粉体为主体制得的母粒，其特征在于，包括：75%-80%的塑料改性剂粉体、12%-18%的载体树脂、3%-4%的分散剂、偶联剂0.5%-3%、热稳定剂0.1%-1%，抗氧剂0.05%-2%。
6. 如权利要求5所述的母粒，其特征在于，所述的载体树脂为线性聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚乙烯弹性体中的一种或几种；所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物的一种或几种；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；所述的热稳定剂为硬脂酸盐，优选的为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗氧剂为1010或168。
7. 制备权利要求5所述的母粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、根据权利要求5的质量百分比称取各物料；
A2、将塑料改性剂粉体放在A桶中，载体树脂放在B桶中，分散剂、偶联剂、热稳定剂和抗氧剂放在C桶中；
A3、打开流量控制阀，将A桶，B桶和C桶中的物料同时加入到高速搅拌桶，通过电脑控制A桶的流量为520-560kg/h， B桶的流量为130-160kg/h, C桶的流量为70-80kg/h，搅拌反应；
A4、将A3中的混合物料加入造粒设备内，110℃-160℃下挤出，得到母粒成品。
8. 如权利要求7所述的制备母粒的方法，其特征在于，所述的步骤A3中的反应温度为80-120℃，反应时间为0.5-1h。
9. 如权利要求7所述的制备母粒的方法，其特征在于，所述的造粒设备为电脑矢重计量双螺杆双阶挤出机。
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