CN101857693B - 一种负离子母料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负离子母料的制备方法。将负离子助剂与表面处理剂投入高速搅拌机中，搅拌直至表面处理剂熔化；将搅拌过的原料投入低速搅拌机中，边冷却边搅拌至原料降温至室温，得到冷却料；将冷却料球磨粉碎，得到改性负离子助剂；将20～80份改性负离子助剂、20～80份的有机载体、抗氧剂、润滑剂混合均匀；将原料挤出、冷却、切粒、干燥得到负离子母料。本发明方法制备的负离子母料，与树脂的相容性好，能与多种树脂混合，之后再常规方法制成塑料制品。可根据塑料制品具体的应用场合，调节母料的添加量，进而调节负离子的释放浓度，应用范围广，应用方式灵活。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物添加剂的制备方法，特别涉及一种负离子母料的制备方法。
背景技术
空气负离子能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧(氧自由基)、减少过多活性氧对人体的危害；中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。
负离子不仅能促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，因此它又被称为“空气维生素”，认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，如雷雨过后，空气的负离子增多，人们感到心情舒畅。
负离子能与细菌结合后，并可导致细菌死亡，最终降沉于地面。医学研究表明，空气中带负电的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。
一般而言，人每天需要约130亿个负离子，而我们的居室，办公室，娱乐场所等环境，只能提供约1～20亿个，远不能满足人体对负离子的需求。
为此，人们将一些天然的负离子发生原料，如电气石，与其他原料复合，得到应用更为方便的功能性材料，如负离子涂料、负离子塑料。
现有的负离子释放塑料，只能将负离子发生原料与特定的树脂配合。但是负离子发生原料的添加，不仅会增加加工难度，还会影响塑料的机械性能，限制塑料的使用范围。同时，由于塑料的包裹，也使得负离子发生原料的负离子生成速度大大降低，负离子的生成量有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用广泛的负离子母料的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种负离子母料的制备方法，包括：
1)将负离子助剂与表面处理剂按100∶3～10的质量比投入高速搅拌机中，搅拌或在搅拌的过程中加热，直至表面处理剂熔化；
2)将搅拌过的原料投入低速搅拌机中，边冷却边搅拌至原料降温至室温，得到冷却料；
3)将冷却料球磨粉碎，得到改性负离子助剂；
4)将20～80质量份改性负离子助剂、20～80质量份的有机载体、抗氧剂、润滑剂混合均匀；
5)将原料挤出、冷却、切粒、干燥得到负离子母料。
表面处理剂包括硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。
冷却料优选球磨粉碎至400目无筛余。
有机载体包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯、聚酰胺、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、PC、PBT。
抗氧剂的添加量为1～5质量份。
润滑剂的添加量为1～5质量份。
挤出时采用长径比大于40的高剪切组合双螺杆挤出机挤出。
本发明方法制备的负离子母料，其负离子发生量是等质量未处理的负离子助剂的20倍以上，负离子发生量大大提高。
本发明方法制备的负离子母料，与树脂的相容性好，不仅不会降低树脂的综合性能，还能提高树脂的力学性能等。
本发明方法制备的负离子母料，能与多种树脂混合，之后再常规方法制成塑料制品。可根据塑料制品具体的应用场合，调节母料的添加量，进而调节负离子的释放浓度，应用范围广，应用方式灵活。
附图说明
图1是本发明制备工艺示意图。
具体实施方式
一种负离子母料的制备方法，包括：
1)将负离子助剂与表面处理剂按100∶3～10的质量比投入高速搅拌机中，搅拌或在搅拌的过程中加热，直至表面处理剂熔化；
2)将搅拌过的原料投入低速搅拌机中，边冷却边搅拌至原料降温至室温，得到冷却料；
3)将冷却料球磨粉碎，得到改性负离子助剂(FL助剂)；
4)将质量百分数为20～80质量份改性负离子助剂、20～80质量份的有机载体、抗氧剂、润滑剂混合均匀；
5)将原料挤出、冷却、切粒、干燥得到负离子母料。
其制备工艺示意图如图1所示。
表面处理剂包括硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。
冷却料优选球磨粉碎至400目无筛余。
有机载体包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯、聚酰胺、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、PC、PBT。
抗氧剂的添加量为1～5质量份，润滑剂的添加量为1～5质量份。
挤出时采用长径比大于40的高剪切组合双螺杆挤出机挤出。
所述的负离子助剂，为本领域常用的负离子助剂。如主要成分为TiO2，并含有Zn、Ce、Si、Ba、Nb、Th元素，除去O外各元素的含量按照总量百分比为：Ti 49.68～59.19％，Zn 0.7～14.57％，Ce 7.31～8.36％，Si 4.26～5.74％，Ba 0～8.06％，Nb 2.58～3.93％，Th 2.13～2.21％的负离子助剂。
抗氧剂为本领域常用的抗氧剂，优选抗氧剂1010、168；
润滑剂为本领域常用的润滑剂，优选PE蜡。
下面结合实施例，进一步说明本发明。
以下实施例中，如无特别说明，份数均指质量份。
实施例1
1)取100份负离子助剂、5份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取80份改性负离子助剂、20份有机载体EVA、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：1份、润滑剂PE蜡：2份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为40的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例2
1)取100份负离子助剂、6份氧化聚乙烯蜡，投入高速搅拌机搅拌，升温至105℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取40份改性负离子助剂、50份有机载体聚丙烯、抗氧剂1010：1份、润滑剂PE蜡：3份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为45的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例3
1)取100份负离子助剂、4份硬脂酸钙，投入高速搅拌机搅拌，升温至150℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取60份改性负离子助剂、30份有机载体聚酰胺、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：2份、润滑剂PE蜡：4份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为50的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例4
1)取100份负离子助剂、10份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取50份改性负离子助剂、60份有机载体苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、抗氧剂1010：3份、抗氧剂168：2份、润滑剂PE蜡：5份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为40的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例5
1)取100份负离子助剂、8份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取30份改性负离子助剂、70份有机载体PBT、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：3份、润滑剂PE蜡：4份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为45的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例6
1)取100份负离子助剂、3份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取20份改性负离子助剂、80份有机载体PC、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：2份、润滑剂PE蜡：1份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为45的高剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例7
1)取100份负离子助剂、5份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取80份改性负离子助剂、20份有机载体EVA、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：1份、润滑剂PE蜡：2份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为20的低剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
实施例8
1)取100份负离子助剂、5份硬脂酸，投入高速搅拌机搅拌，升温至75℃，使表面处理剂熔化；
2)将高速搅拌机中的物料放料至带有冷却装置的低速搅拌机中，边搅拌边冷却至室温；
3)将冷却料球磨粉碎至400目无筛余，得到改性负离子助剂；
4)取80份改性负离子助剂、20份有机载体EVA、抗氧剂1010：1份、抗氧剂168：1份、润滑剂PE蜡：2份投入搅拌机中，混合均匀；
5)将混合均匀的原料通过长径比为30的中剪切双螺杆挤出机混炼挤出，风冷、切料，得到负离子母料。
分别取10份上述实施例的负离子母粒，与90份聚丙烯混合均匀，注塑、挤出制成试件，试件依次标记为试件1～8；
分别检测各试件的负离子释放量，检测结果如下表所示。
| 样品编号 | 负离子释放量/个/s·cm2 |
| 试件1 | 1268 |
| 试件2 | 1086 |
| 试件3 | 1035 |
| 试件4 | 542 |
| 试件5 | 1321 |
| 试件6 | 1359 |
| 试件7 | 548 |
| 试件8 | 854 |
可见，本发明的负离子母粒，负离子释放量高。使用高剪切挤出机挤出得到的负离子母粒，其负离子释放量普遍较低剪切、中剪切的高。
本发明方法制备的负离子母料，与树脂的相容性好，不仅不会降低树脂的综合性能，还能提高树脂的力学性能等。
本发明方法制备的负离子母料，能与多种树脂混合，之后再常规方法制成塑料制品。可根据塑料制品具体的应用场合，调节母料的添加量，进而调节负离子的释放浓度，应用范围广，应用方式灵活。
Claims (7)
1.一种负离子母料的制备方法，包括：
1)将负离子助剂与表面处理剂按100：3～10的质量比投入高速搅拌机中，搅拌或在搅拌的过程中加热，直至表面处理剂熔化；
2)将搅拌过的原料投入低速搅拌机中，边冷却边搅拌至原料降温至室温，得到冷却料；
3)将冷却料球磨粉碎，得到改性负离子助剂；
4)将20～80质量份改性负离子助剂、20～80质量份的有机载体、抗氧剂、润滑剂混合均匀；
5)将原料挤出、冷却、切粒、干燥得到负离子母料；
其中，所述的负离子助剂为主要成分为TiO2，并含有Zn、Ce、Si、Ba、Nb、Th元素，除去O外各元素的含量按照总量百分比为：Ti 49.68~59.19%，Zn 0.7~14.57%，Ce 7.31~8.36%，Si 4.26~5.74%，Ba 0~8.06%，Nb 2.58~3.93%，Th 2.13~2.21%的负离子助剂。
2.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：表面处理剂为硬脂酸、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：冷却料球磨粉碎至400目无筛余。
4.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：有机载体为EVA、聚丙烯、聚酰胺、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、PBT、PC中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：抗氧剂的添加量为1～5质量份。
6.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：润滑剂的添加量为1～5质量份。
7.根据权利要求1所述的一种负离子母料的制备方法，其特征在于：挤出时采用长径比大于40的高剪切组合双螺杆挤出机挤出。
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