CN105801986A - 一种pe-rt管材用加工助剂母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PE‑RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：聚乙烯100份、含氟聚合物5～25份、有机硅类加工助剂1～5份、改性蜡2～10份、无机粉体0～10份和抗氧剂0.5份。应用本发明提出的加工助剂母粒生产的PE‑RT管材可改善PE‑RT管材的外观和表面粗糙度，同时改善PE‑RT原材料的加工性能，大幅度提高PE‑RT管材的生产速度。
Description
技术领域
本发明属于塑料加工助剂技术领域，具体涉及一种PE-RT管材用加工助剂母粒及其制备方法。
背景技术
低熔指的管材原料熔体流动速率低、难塑化、熔体粘度高，管材在挤出生产过程中易出现表面粗糙、“鲨鱼皮”等现象；同时造成了管材挤出设备机头压力高，螺杆扭矩大的问题，制约了其生产速度。一般可以通过在管材原料中加入加工助剂来解决此类问题。
加工助剂是用于改善高分子量聚合物的加工和处理性能，主要在高聚物基体的熔融状态发挥作用，可以起到和润滑剂相同的降低高聚物熔体粘度的作用。管材用加工助剂的种类主要有含氟类、有机硅类和蜡类。
含氟聚合物是目前PPA的主流产品，在市场上占有最大的份额。各个公司产品组分不同，总的来说是一个或多个氟代烯烃的共聚物或氟代烯烃与其他烯烃的共聚物。如偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的二元共聚物或三元共聚物，偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯与乙烯或丙烯的共聚物。还有与其他聚合物，如聚氧化乙烯、无机物等复配，形成组分更为多样的聚合物的复配物。
有机硅类加工助剂具有半有机半无机的高分子结构，其高分子主链由性能稳定的硅-氧键构成，侧链带有甲基、苯基、乙烯基、烷氧基等有机基团，相对于塑料基材主要由碳-碳键构成的有机聚合物，有机硅聚合物与塑料基材聚合物组分既相似又不完全相同，因而有机硅聚合物在塑料组分中既可“均匀分散”、而又不被“同化淹没”,这样的特殊分散状态也能起到提高加工性能的功能。
蜡类加工助剂主要有合成蜡、聚乙烯蜡、改性乙烯蜡、高分子物质与蜡的接枝共聚物这几类。大部分的蜡类加工助剂都有不耐热、熔点较低而且添加量过多在加工或者使用过程中容易在制品表面析出的缺陷。而且蜡类加工助剂主要作为外润滑剂来使用，对制品表面的增光增亮效果不是很理想。
目前市场上的塑料加工助剂还不能完全满足PE-RT管材生产的要求，塑料加工助剂还存在分散性不够，加工性能不稳定，光亮效果不好的缺陷。针对这种情况，有必要去开发出一种适用于PE-RT管材生产的专用新型加工助剂来改善PE-RT管材的外观和表面粗糙度，解决原有塑料加工助剂分散性不够，光亮效果不好的问题，同时改善PE-RT原材料的加工性能，提高PE-RT管材的生产速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PE-RT管材用加工助剂母粒，该PE-RT管材用加工助剂母粒改善PE-RT管材的外观和表面粗糙度，同时改善PE-RT原材料的加工性能，大幅度提高PE-RT管材的生产速度。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：聚乙烯100份、含氟聚合物5～25份、有机硅类加工助剂1～5份、改性蜡2～10份、无机粉体0～10份和抗氧剂0.5份。本发明可改善高分子量聚合物的加工和处理性能，大幅度提高PE-RT管材的生产速度。
所述聚乙烯选自高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE，其中高密度聚乙烯HDPE的密度范围为0.941～0.959g/cm3，中密度聚乙烯MDPE的密度范围为0.926～0.940g/cm3。
优选地，所述含氟聚合物选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物、四氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物、偏氟乙烯和四氟乙烯的二元共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯的三元共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯与乙烯的共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯与丙烯的共聚物中的一种或几种。
优选地，所述有机硅类加工助剂选自聚甲基硅氧烷、有机硅树脂中的一种或几种，其中有机硅树脂选自湖北新四海化工股份有限公司的SH-9601有机硅树脂，莱阳圣邦有机硅科技有限公司的有机硅树脂SI-207和SI-208。
优选地，所述改性蜡选自聚乙烯蜡、改性乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、酰胺蜡、EBS中的一种或几种。
优选地，所述无机粉体选自硫酸钡、白炭黑、碳酸钙等粉体中的一种。抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯100份、含氟聚合物5～25份、有机硅类加工助剂1～5份、改性蜡2～10份、无机粉体0～10份和抗氧剂0.5份，通过高混机在常温下混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
优选地，所述双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃。
本发明的有益效果是：
1、在PE-RT管材生产中用量少，光亮效能高；
2、改善PE-RT原材料的加工性能，显著提高生产效率；
3、提高管材表面的光亮度和平滑度，大幅度降低PE-RT管材的表面粗糙度。
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐明本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。
实施例1
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：HDPE 80份、中密度聚乙烯20份、聚偏氟乙烯(PVDF)25份、聚甲基硅氧烷5份、氧化聚乙烯蜡8份、EBS 2份、白炭黑10份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，HDPE购自韩国大林公司，牌号为LH-6070，中密度聚乙烯购自韩国大林公司，牌号为XP9000。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：HDPE 80份、中密度聚乙烯20份、聚偏氟乙烯(PVDF)25份、聚甲基硅氧烷5份、氧化聚乙烯蜡8份、EBS 2份、白炭黑10份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
实施例2
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：HDPE 100份、聚四氟乙烯25份、有机硅树脂1份、EBS 2份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，HDPE购自韩国大林公司，牌号为LH-6070，有机硅树脂购自湖北新四海化工股份有限公司，牌号为SH-9601。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：HDPE 100份、聚四氟乙烯25份、有机硅树脂1份、EBS 2份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
实施例3
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：中密度聚乙烯100份、聚偏氟乙烯(PVDF)15份、聚甲基硅氧烷2.5份、氧化聚乙烯蜡2.5份、EBS 2.5份、硫酸钡(BaSO4)5份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，中密度聚乙烯购自韩国LG，牌号为SP980。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将中密度聚乙烯100份、聚偏氟乙烯(PVDF)15份、聚甲基硅氧烷2.5份、氧化聚乙烯蜡2.5份、EBS 2.5份、硫酸钡(BaSO4)5份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
实施例4
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：高密度聚乙烯100份、聚二氟乙烯/六氟丙烯(6/4)共聚物15份、有机硅树脂2.5份、改性聚乙烯蜡5份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，高密度聚乙烯购自北京燕化，牌号为2300XM；有机硅树脂购自莱阳圣邦有机硅科技有限公司，牌号为SI-207。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将高密度聚乙烯100份、聚二氟乙烯/六氟丙烯(6/4)共聚物15份、有机硅树脂2.5份、改性聚乙烯蜡5份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
实施例5
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：HDPE 100份、二氟乙烯/六氟丙烯(1/1)二元共聚物5份、有机硅树脂5份、氧化聚乙烯蜡5份、EBS 5份、硫酸钡(BaSO4)10份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，HDPE购自扬子石化，牌号为5000S；有机硅树脂购自莱阳圣邦有机硅科技有限公司，牌号为SI-208。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将HDPE 100份、二氟乙烯/六氟丙烯(1/1)二元共聚物5份、有机硅树脂5份、氧化聚乙烯蜡5份、EBS 5份、硫酸钡(BaSO4)10份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
实施例6
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：MDPE 100份、二氟乙烯/六氟丙烯(1/1)二元共聚物5份、聚甲基硅氧烷1份、EBS 2份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本实施例中，中密度聚乙烯MDPE购自韩国大林公司，牌号为XP9000。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将MDPE 100份、二氟乙烯/六氟丙烯(1/1)二元共聚物5份、聚甲基硅氧烷1份、EBS 2份、抗氧剂(1010/168＝1：2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
对比例1
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：HDPE 100份、聚偏氟乙烯(PVDF)25份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本对比例中，HDPE购自韩国大林公司，牌号为LH-6070。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将HDPE 100份、聚偏氟乙烯(PVDF)25份和抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
对比例2
一种PE-RT管材用加工助剂母粒，按重量份包含以下组分：HDPE 100份、聚二氟乙烯/六氟丙烯(6/4)共聚物15份、抗氧剂(1010/168＝1:2)0.5份。
本对比例中，高密度聚乙烯购自北京燕化，牌号为2300XM。
一种PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，包括如下步骤：将HDPE 100份、聚二氟乙烯/六氟丙烯(6/4)共聚物15份和抗氧剂(1010/168＝1：2)0.5份通过高混机混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
对比例3
本对比例中，PE-RT管材用加工助剂使用氧化聚乙烯蜡，其中氧化聚乙烯蜡购自青岛伊士特。
实施例7
选取实施例1～6和对比例1～3的加工助剂母粒，应用在PE-RT管材生产中；PE-RT管材的制备方法，包括如下步骤：将PE-RT原料100份和一定比例的加工助剂母粒通过混料机混合10～15min，混合均匀后，输送到管材挤出机料斗，通过管材挤出机熔融塑化后，管材挤出机加工温度为170℃～230℃，物料熔体流经模具由机头挤出成型成管材，通过真空定径方式控制管材外径和壁厚，经过冷却定型后进行收卷，得到PE-RT管材。
在本实施例中分别添加0.5/1/1.5份三个比例的加工助剂母粒来生产PE-RT管材，即PE-RT原材料与加工助剂母粒的重量比为100:0.5、100:1和100:1.5的配比来生产PE-RT管材，表1为在相同的加工温度和主机转速等工艺条件下，生产得到PE-RT管材的测试结果对比表，其测试结果对比如表1所示。
表1
从表1中可以得出，采用本发明的产品应用于PE-RT管材生产中，添加量少，只需0.5～1份，就可以达到优异的加工效果。在同样的工艺条件和能源消耗的情况下，添加本发明的产品0.5份，可提高生产效率16％以上，将PE-RT管材的生产速度由原来的25m/min提高到29m/min以上；添加本发明的产品1份，可提高生产效率25％以上，将PE-RT管材的生产速度由原来的25m/min提高到31.5m/min以上，说明该产品能极大的改善PE-RT原材料的加工性能，显著提高PE-RT管材的生产效率；同时生产出来的PE-RT管材外观光滑平整而富有光泽，管材的表面粗糙度在0.4μm以下，说明该产品用量少，光亮效能高，能较大提高管材表面的光亮度和平滑度，大幅度降低PE-RT管材的表面粗糙度。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。
Claims (8)
1.一种PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，按重量份包含以下组分：聚乙烯100份、含氟聚合物5～25份、有机硅类加工助剂1～5份、改性蜡2～10份、无机粉体0～10份和抗氧剂0.5份。
2.根据权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯HDPE或中密度聚乙烯MDPE。
3.根据权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，所述含氟聚合物选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物、四氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物、偏氟乙烯和四氟乙烯的二元共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯的三元共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯与乙烯的共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯与丙烯的共聚物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，所述有机硅类加工助剂选自聚甲基硅氧烷或有机硅树脂。
5.根据权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，所述改性蜡选自聚乙烯蜡、改性乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、酰胺蜡和EBS中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒，其特征在于，所述无机粉体选自硫酸钡、白炭黑和碳酸钙粉体中的一种。
7.一种权利要求1所述PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚乙烯100份、含氟聚合物5～25份、有机硅类加工助剂1～5份、改性蜡2～10份、无机粉体0～10份和抗氧剂0.5份，通过高混机在常温下混合10～15min，混合均匀后，输送到挤出机料斗，通过同向平行双螺杆挤出机输送、熔融、塑化、均匀分散捏合后被挤出，经过冷却定型后进行造粒，得到PE-RT管材用加工助剂母粒。
8.根据权利要求7所述PE-RT管材用加工助剂母粒的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机加工温度为160℃～210℃。
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