CN103059369A - 一种环保复合颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种环保复合颗粒及其制备方法。该环保复合颗粒其组成包括树脂、无机粉体和助剂，该树脂包括聚乙烯和/或聚丙烯，该无机粉体可选自碳酸钙、钛白粉、滑石粉、高岭土、蛭石粉、珍珠岩、云母粉、石英粉和扩散剂中的一种或几种，该助剂包括偶联剂、增溶剂、爽滑剂和抗静电剂。本申请中的环保复合颗粒，其组成还可进一步包括有机料。本申请中提供的环保复合颗粒在耐热性、稳定性、硬度、耐磨性、加工工艺等方面与PVC材料基本一致，可替代PVC材料广泛用于生产。

Description

一种环保复合颗粒及其制备方法

技术领域

本申请涉及材料领域，具体涉及一种环保复合颗粒及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且被广泛应用的一种合成材料。现今世界各地对使用PVC材料的产品已达到严重依赖的程度，中国更是PVC使用及进口大国。目前，大部分的玩具、家庭一般用品都以PVC为原材料，在日常生活领域处处可见到PVC产品。

近些年来，研究发现PVC产品在受不同温度的情况下会释出对人类身体有害的毒气。造成其毒性的原因有两方面，一是合成PVC的原料氯乙烯(VC)单体本身固有的安全隐患，二是PVC材料在加工过程中常需要加入增塑剂，添加的增塑剂可能渗出或气化。因此采用PVC材料加工得到的产品存在一定的危险性。据此，欧盟体系各国已经相继对相关PVC产品的进口做出限制。

而随着石油价格持续上涨及证实PVC在不同温度会释出有害人体的毒气后，人们有必要开发适当的新材料来替代传统的PVC材料。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种可替代PVC材料的环保复合颗粒。

本申请的另一目的是提供该种环保复合颗粒的制备方法。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请提供的环保复合颗粒，其组成包括树脂、无机粉体和助剂。

上述树脂包括聚乙烯和/或聚丙烯。

上述无机粉体选自碳酸钙、钛白粉、滑石粉、高岭土、蛭石粉、珍珠岩、云母粉、石英粉和扩散剂等中的一种或几种。

上述助剂包括偶联剂、抗静电剂、增溶剂或爽滑剂。

上述助剂还可进一步包括分散剂、阻燃剂、抗氧化剂和增亮剂等中的一种或几种。

本申请的环保复合颗粒中，树脂的重量百分比为15-80%，无机粉体的重量百分比为15-80%，助剂的重量百分比为2-5%。

本申请的环保复合颗粒中还可进一步包括有机料。该有机料选自乙烯-辛烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物等弹性体中的一种或几种。该有机料的重量百分比小于或等于10%。

同时，本申请公开了该环保复合颗粒的制备方法，其包括：将树脂、无机粉体和助剂干燥后，于加热条件下进行混合搅拌。充分混合后经真空捏合造粒，得到环保复合颗粒。

在本申请的一种实施方式中，该环保复合颗粒的制备方法中，包括：将树脂、无机粉体、有机料和助剂干燥后，于加热条件下进行混合搅拌。充分混合后经真空捏合造粒，得到环保复合颗粒。

本申请的有益效果在于：本申请中提供的环保复合颗粒在耐热性、稳定性、硬度、耐磨性、加工工艺等方面与PVC材料基本一致，可替代PVC材料广泛用于生产。本申请中的环保复合颗粒中不含有VC单体，且其组分中未使用增塑剂，因此克服了使用PVC材料时存在的危险性，是一种理想的替代PVC材料的环保型材料。

附图说明

图1是本申请具体实施方式中的一种环保复合颗粒的制备流程图。

具体实施方式

本申请提供了一种环保复合颗粒，该环保复合颗粒的组成主要包括树脂和无机粉体，辅以适量的助剂。该环保复合颗粒可替代PVC材料进一步加工，具体的，可制作成板片用于印刷、制作图案、文具生产等，还可将该环保复合颗粒生产卷材用于吸塑或冲压等。此外，本申请的环保复合颗粒作为一种环保型材料，除替代PVC材料以外，还可进一步替代PSM、PLA等生物降解型材料，制作一般性的生活用品、容器，例如托盘、酒店一次性用品、家电零件等。

上述环保复合颗粒中的树脂可采用聚乙烯（PE）和/或聚丙烯（PP），即可单独采用聚乙烯或聚丙烯，也同时采用这两种组分。制备中，聚丙烯具体可选择PP均聚物和PP共聚物中的一种或两种。聚乙烯具体可为高密度聚乙烯（HDPE）,高压低密度聚乙烯（LDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE）和中密度聚乙烯（MDPE）中的一种或几种。

该颗粒组成中的无机粉体可采用一种无机粉体，也可同时采用多种无机粉体。无机粉体可选自碳酸钙、钛白粉、滑石粉、高岭土、蛭石粉、珍珠岩、云母粉、石英粉和扩散剂等中的一种或几种。根据选择不同无机粉体制备环保型复合颗粒时其粉体的目数可有所不同。在本申请的一种实施方式中，碳酸钙粉体的目数在1000-1500目左右。在本申请的另一种实施方式中，钛白粉的目数可选择3000目。粉体的粉碎度以使其利于与树脂的充分混合为宜，过高的粉体数目会造成成本增加。在本申请的一种实施方式中的环保复合颗粒采用的树脂和无机粉体分别为聚乙烯和碳酸钙。碳酸钙作为大自然天然的矿物，环保无毒害，其广泛分布且较易获取，采用碳酸钙作为粉体可有效降低该环保复合颗粒的成本，增加粉体的硬度、比重、稳定性。在本申请的另一种实施方式中的环保复合颗粒采用的树脂和无机粉体分别为聚乙烯和钛白粉。该颗粒可进一步用于加工成一种用于家具贴面的三层共挤石头纸的表层，该表层中含有钛白粉，因此具有增白、阻光、表面更光洁、硬度高等特点。

环保复合颗粒中包括一种或多种助剂，本申请的一种实施方式中该助剂包括偶联剂、增溶剂（也可称为相容剂）、爽滑剂和抗静电剂。此外，助剂可进一步包括分散剂、阻燃剂、抗氧化剂和增亮剂等中一种或几种。以下为部分可选用助剂，包括氯酸酯、钛酸酯、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、扩散油、硬脂酸锌、硬脂酸钙、光亮油、环保型阻燃剂等。

本申请的环保复合颗粒中，树脂的重量百分比为15-80%，粉体的重量百分比为15-80%，助剂的比重为2-5%。粉体与树脂的配比可按照所生产的产品要求而定，主要依据比重和拉伸强度的具体要求而实际确定。本领域技术人员可以根据实际要求做配比决定，选择不同的树脂与粉体的配比。

本申请的环保复合颗粒还可进一步包括有机料，该有机料可选自乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等弹性体中的一种或几种。该有机料的重量百分比小于或等于10%。

本申请还进一步公开了上述环保复合颗粒的制备方法，该方法为将树脂、无机粉体和助剂干燥后，于加热条件下进行混合搅拌；充分混合后经真空捏合造粒，得到环保复合颗粒。其具体包括：A、将树脂、无机粉体和助剂干燥至含水量小于2%；B、将树脂、无机粉体和助剂于100-110℃下进行混合搅拌，混合顺序为，先在无机粉体中加入助剂，待两者混合均匀后再加入树脂；C、充分混合后经真空捏合造粒，得到环保复合颗粒。其中，将助剂加入无机粉体中时，先加入偶联剂，再加入其他助剂。

对于其组分中包括有机料的环保复合颗粒，可在上述制备方法的步骤A中将有机料与树脂、有机粉体及助剂进行干燥处理，且在步骤B中，先在无机粉体中加入助剂，再将有机料和树脂加入搅拌。

下面通过具体实施例并结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅仅对本申请进行进一步的说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例1

按以下配方制备环保复合颗粒1（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，47.5%

聚乙烯，47.5%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂各1.25%

具体制备过程如下：

1.选取1000-1500目的碳酸钙粉体或将碳酸钙粉碎至1000-1500目，将上述配方中的组分干燥至含水量小于2%。

2.将碳酸钙粉体投入搅拌机中加温在100~110℃左右，搅拌5~8分钟。

2.将先将偶联剂加入到碳酸钙粉中，再将增溶剂，爽滑剂，抗静电剂分别加入碳酸钙粉中，充分搅拌，设定温度为100~110℃，搅拌5分钟左右。

3.加入聚乙烯混合，混合搅拌5分钟。

4.真空捏合后开动造粒机造粒，出料口拉条切粒，再次烘干约30分钟，冷却后，得到环保复合颗粒1，经封装，储存，待使用。

环保复合颗粒1可进一步加工为片材（卷料），用于吸塑机做吸塑盒、化妆品盒等偏向于较薄的内包装盒托盘类。

实施例2

按以下配方制备环保复合颗粒2（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，80%

聚乙烯，15%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂各1.25%

其制备步骤同实施例1，得到环保复合颗粒2。

环保复合颗粒2，注塑加工成塑料容器，一次性用品，塑胶玩具类，连接螺丝等。

实施例3

按以下配方制备环保复合颗粒3（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，15%

聚乙烯，80%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂各1.25%

其制备步骤同实施例1，得到环保复合颗粒3。

环保复合颗粒3，可替代PVC做较高档一点的颜色较亮丽色泽鲜艳的印刷级外包装盒、化妆品盒。

实施例4

按以下配方制备环保复合颗粒4（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

钛白粉，50%

聚乙烯，45%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂、阻燃剂各1%

其制备步骤同实施例1，制备中钛白粉粉体的目数为3000目，得到环保复合颗粒4。

此环保复合颗粒4，可用于注塑加工成颜色特白的酒店用品，例如梳子，电话机外壳等。

按以下配方制备环保复合颗粒5（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，47.5%

聚乙烯，47.5%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂、阻燃剂各1%

其制备步骤同实施例1，得到环保复合颗粒5。

采用三层共挤5辊压延机压延，将环保复合颗粒4作为表层粒子和环保复合颗粒5作为中层粒子送至挤压机，将粒子融化成熔融状态，经模头流出后，用压延辊压成需要的厚度，使用镜面辊筒，再进行电晕处理、静电消除、在线厚度非接触式测量等工序，处理完成后收卷，得到三层（表层-中层-表层）共挤石头纸。

实施例5

按以下配方制备环保复合颗粒6（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，55%

聚乙烯，21%

聚丙烯，20%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂、分散剂、增亮剂、抗氧化剂、阻燃剂各0.5%

待碳酸钙粉与助剂混合均匀后加入聚乙烯和聚丙烯，其它制备步骤基本同实施例1，得到环保复合颗粒6。

环保复合颗粒6，可用于加工为片材（卷料）替代PVC，包装盒吸塑级（可印刷、喷油），偏向于较厚的包装吸塑外盒托盘。

实施例6

按以下配方制备环保复合颗粒7（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

碳酸钙，49%

聚乙烯，38%

EVA  ，8%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂、分散剂各1%

待碳酸钙粉与助剂混合均匀后加入聚乙烯和EVA，其它制备步骤基本同实施例1，得到环保复合颗粒7。

环保复合颗粒7，可替代95度软质PVC在注塑机加工各类玩具，如：蜘蛛侠。

实施例7

按以下配方制备环保复合颗粒8（各组分以该复合颗粒重量百分比计）：

滑石粉，40%

聚乙烯，25%

聚丙烯，25%

POE  ，5%

偶联剂、抗静电剂、增溶剂、爽滑剂、分散剂各1%

滑石粉的目数为1250目。待滑石粉与助剂混合均匀后加入聚乙烯、聚丙烯和POE，其它制备步骤基本同实施例1，得到环保复合颗粒8。

环保复合颗粒8。可替代PVC片材类，制作各类硬质卡片，如酒店房卡，社保医保等卡片。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种环保复合颗粒，其特征在于，所述环保复合颗粒的组成包括树脂、无机粉体和助剂。

2.根据权利要求1所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述树脂包括聚乙烯和/或聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述无机粉体选自碳酸钙、钛白粉、滑石粉、高岭土、蛭石粉、珍珠岩、云母粉、石英粉和扩散剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述助剂包括偶联剂、抗静电剂、增溶剂或爽滑剂。

5.根据权利要求4所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述助剂包括分散剂、阻燃剂、抗氧化剂和增亮剂中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述树脂的重量百分比为15-80%，所述无机粉体的重量百分比为15-80%，所述助剂的重量百分比为2-5%。

7.根据权利要求6所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述环保复合颗粒的组成还包括有机料，所述有机料选自乙烯-辛烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种。

8.根据权利要求7所述的环保复合颗粒，其特征在于，所述有机料的重量百分比小于或等于10%。

9.根据权利要求1所述的环保复合颗粒的制备方法，其包括：将树脂、无机粉体和助剂干燥后，于加热条件下进行混合搅拌；充分混合后经真空捏合造粒，得到环保复合颗粒。

10.根据权利要求9所述的环保复合颗粒的制备方法，其特征在于：将树脂、无机粉体、有机料和助剂干燥后，于加热条件下进行混合搅拌。

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