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CN105504495A - 一种聚丙烯用低voc环保型高效润滑剂的制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯用低voc环保型高效润滑剂的制备方法 Download PDF

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CN105504495A CN201511010103.7A CN201511010103A CN105504495A CN 105504495 A CN105504495 A CN 105504495A CN 201511010103 A CN201511010103 A CN 201511010103A CN 105504495 A CN105504495 A CN 105504495A
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刘成星
刘春林
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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂及其制备方法及应用，属于新型高分子材料的生产和加工领域。针对聚丙烯材料在高温成型加工过程中所出现的高剪切力、高摩擦力以及高温受热容易分解出挥发物的问题，制备低VOC环保型高效润滑剂，大大降低材料中易挥发的有机小分子，其VOC含量可降到150μg？C/g以下，改善聚合物材料成型加工过程中的润滑特性和流变行为，明显降低聚合物熔体的表观粘度和能耗，提高聚丙烯制品的表观质量，本发明的润滑剂可将VOC含量降到150μg？C/g以下。

Description

一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂及其制备方法及应用，属于新型高分子材料的生产和加工领域。
背景技术
聚合物润滑剂是一种单一的聚合物加工助剂或由聚合物和其他成分组合的润滑剂，能够有效降低热塑性塑料成型加工过程中所出现的高剪切力和高摩擦力，提高聚合物流动性能，避免聚合物高温受热分解和产品质量的下降。根据作用方式的不同，聚合物润滑体系可分为“内表面”和“外表面”两种润滑剂，内表面润滑剂具有良好的界面相容性，在熔融聚合物材料内部产生作用，它只溶解于球状聚合物的外缘，使球状聚合物颗粒在一层润滑剂上润滑，从而降低聚合物熔体的粘度；外表面润滑剂在加工机械的表面形成一层膜，有效降低摩擦力和热负荷，从而改善加工性能。聚合物润滑剂主要应用于塑料高温成型加工、航空航天及精密机械等领域。
目前已报道的用于聚丙烯塑料高温成型的聚合物润滑剂的专利主要有CN1482117A聚烯烃用复合加工助剂及其制备方法和应用、CN101484557A星形聚合物润滑组合物等。乔红斌等报导了高分子基复合材料的磨损机理研究及固体润滑剂的发展和应用研究状况，综述了聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚及聚甲醛等作为自润滑材料的研究应用进展，无机填料主要提高其硬度与耐磨性，而聚合物共混可改善纯树脂的热力学性能、复合材料摩擦特性和润滑特性等(材料导报，2007，21，24-26)。此外，也有文献报道顺酐和α-烯烃共聚物、顺丁烯二醇酯与α-烯烃共聚物、氧乙基化醇生产的酯及聚酰亚胺等，这些润滑剂在高温下具有较好的润滑作用，但润滑效果在一定程度上取决于单体组成、酸值及分子量等，在较高温度时聚合物甚至会发生分解。适用于热塑性聚丙烯高温成型加工的低有机挥发物(VOC)环保型高效聚合物润滑剂(VOC含量可降到150μgC/g以下)鲜有报道。
本发明是一种低有机挥发物环保型高效聚合物润滑剂。在高分子材料高温成型加工时，能够保持极高的稳定性，大大降低材料中易挥发的有机小分子，其VOC含量可降到15μgC/g以下，有效提高与基体树脂的界面相容性，起到润滑作用，保证产品的致密性和外观光泽度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对聚丙烯材料在高温成型加工过程中所出现的高剪切力、高摩擦力以及高温受热容易分解出挥发物的问题，制备低VOC环保型高效润滑剂，大大降低材料中易挥发的有机小分子，其VOC含量可降到150μgC/g以下，改善聚合物材料成型加工过程中的润滑特性和流变行为，明显降低聚合物熔体的表观粘度和能耗，提高聚丙烯制品的表观质量。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
(1)按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1200～1300r/min下搅拌混合10～15min，随后将其置于60～80℃下进行干燥处理6～8h，制备得干燥混合酰胺；
(2)按重量百分比计，选取10～25％的上述制备的干燥混合酰胺、0.3～1.0％的道康宁硅酮粉、5～10％的聚乙二醇、0.5～1.0％的抗氧剂1010和65～85％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在2500～3000r/min下，混合搅拌10～15min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；
(3)打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至165～170℃进行预热60～80min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂。
所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5～2.0μm混合吸附剂。
所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min。所述的各物质进一步可取15～20％的干燥混合酰胺、0.5～0.8％的道康宁硅酮粉、7～8％的聚乙二醇、0.6～0.8％的抗氧剂1010和72～78％的无机吸附剂。
所述的聚乙烯醇为15000～20000分子量的聚乙烯醇。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：针对聚丙烯材料在高温成型加工过程中所出现的高剪切力、高摩擦力以及高温受热容易分解出挥发物的问题，制备一种低VOC环保型高效聚合物润滑剂，大大降低高温成型加工中材料易挥发出的有机小分子，其VOC含量可降到150μgC/g以下。
具体实施方式
首先按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1200～1300r/min下搅拌混合10～15min，随后将其置于60～80℃下进行干燥处理6～8h，制备得干燥混合酰胺；按重量百分比计，选取10～25％的上述制备的干燥混合酰胺、0.3～1.0％的道康宁硅酮粉、5～10％的聚乙二醇、0.5～1.0％的抗氧剂1010和65～85％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在2500～3000r/min下，混合搅拌10～15min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至165～170进行预热60～80min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂；所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5～2.0μm混合吸附剂；所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min；所述的各物质进一步可取15～20％的干燥混合酰胺、0.5～0.8％的道康宁硅酮粉、7～8％的聚乙二醇、0.6～0.8％的抗氧剂1010和72～78％的无机吸附剂，所述的聚乙烯醇为15000～20000分子量的聚乙烯醇。
实例1
首先按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1200r/min下搅拌混合10min，随后将其置于60℃下进行干燥处理6h，制备得干燥混合酰胺；按重量百分比计，选取10％的上述制备的干燥混合酰胺、0.5％的道康宁硅酮粉、5％的聚乙二醇、0.1％的抗氧剂1010和84.4％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在2500r/min下，混合搅拌10min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至165℃进行预热60min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂；所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5μm混合吸附剂；所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min；所述的聚乙烯醇为15000分子量的聚乙烯醇。
实例2
首先按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1250r/min下搅拌混合12min，随后将其置于70℃下进行干燥处理7h，制备得干燥混合酰胺；按重量百分比计，选取20％的上述制备的干燥混合酰胺、0.6％的道康宁硅酮粉、7.5％的聚乙二醇、0.3％的抗氧剂1010和71.6％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在2750r/min下，混合搅拌12min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至167℃进行预热70min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂；所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5μm混合吸附剂；所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min；所述的聚乙烯醇为15000分子量的聚乙烯醇。
实例3
首先按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1300r/min下搅拌混合15min，随后将其置于80℃下进行干燥处理8h，制备得干燥混合酰胺；按重量百分比计，选取25％的上述制备的干燥混合酰胺、1.0％的道康宁硅酮粉、10％的聚乙二醇、0.5％的抗氧剂1010和63.5％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在3000r/min下，混合搅拌15min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至170℃进行预热80min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂；所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5μm混合吸附剂；所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min；所述的聚乙烯醇为20000分子量的聚乙烯醇。

Claims (5)

1.一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)按质量比1∶1，将羟乙基双脂肪酰胺和双硬脂酰胺置于高速搅拌机中，在1200～1300r/min下搅拌混合10～15min，随后将其置于60～80℃下进行干燥处理6～8h，制备得干燥混合酰胺；
(2)按重量百分比计，选取10～25％的上述制备的干燥混合酰胺、0.3～1.0％的道康宁硅酮粉、5～10％的聚乙二醇、0.5～1.0％的抗氧剂1010和65～85％的无机吸附剂，随后按上述配方，将称量好的原料置于高速搅拌机中进行混合，在2500～3000r/min下，混合搅拌10～15min，保证粉料和树脂的充分接触和混合，制备得混合原料；
(3)打开无螺杆压力挤出造粒机，调节其温度至165～170进行预热60～80min，待预热完成后，将上述制备的混合原料添加至无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂。
2.根据权利要求书1所述的一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法，其特征在于：所述的无机吸附剂为沸石粉和二氧化硅按质量比1∶1搅拌混合制备得一种平均粒径0.5～2.0μm混合吸附剂。
3.根据权利要求书1所述的一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法，其特征在于：所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出机转速为30r/min。
4.根据权利要求书1所述的一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法，其特征在于：所述的各物质进一步可取15～20％的干燥混合酰胺、0.5～0.8％的道康宁硅酮粉、7～8％的聚乙二醇、0.6～0.8％的抗氧剂1010和72～78％的无机吸附剂。
5.根据权利要求书1所述的一种聚丙烯用低VOC环保型高效润滑剂的制备方法，其特征在于：所述的聚乙烯醇为15000～20000分子量的聚乙烯醇。
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