CN103992561A - 一种聚烯烃母料制备管件的方法 - Google Patents

一种聚烯烃母料制备管件的方法 Download PDF

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Abstract

一种聚烯烃母料制备管件的方法，制备包括如下步骤：A、配制母料：母料包含如下重量比例的组份：聚烯烃40%-70%；抗氧剂0.5%-1%；空心玻璃微珠5%-15%；有机增容剂2%-10%；纳米碳酸钙5%-20%；润滑剂1%-5%；聚烯烃弹性体3%-10%；B、高速混料：得一次混料；C、低速混料：得二次混料；D、造粒机造粒：得造粒母料；E、注塑管件：将得到的造粒母料与聚烯烃（不同的色母料）按比例混合，进行注塑，得到注塑管件。

Description

一种聚烯烃母料制备管件的方法
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃共混物，主要用于管件制造，属于聚烯烃材料应用技术领域。 
背景技术
聚丙烯，聚乙烯作为一种通用塑料。通过物理或化学方法，在树脂中添加或者共混有机或者无机助剂，主要目的是降低材料成本，提升产品的性能，改善成型加工工艺。国内很多的研究者，只是简单机械的将碳酸钙或者滑石粉等加入聚合物中，由于添加助剂的单一，并未能较全面的提升产品的综合性能。 
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种减少空心玻璃微珠破碎，有效解决材料脆性断裂问题，便捷制备低成本，轻量化，并且低收缩率，低翘曲管件的一种聚烯烃母料制备管件的方法。 
本发明一种聚烯烃母料制备管件的方法，其技术方案是：其特征在于制备包括如下步骤： 
A、配制母料：母料包含如下重量比例的组份：
聚烯烃40%-70%；
抗氧剂0.5%-1%；
空心玻璃微珠5%-15%；
有机增容剂2%-10%；
纳米碳酸钙5%-20%；
润滑剂1%-5%；
聚烯烃弹性体3%-10%；
B、高速混料：采用混合机升温至40-60℃，将抗氧剂、有机增容剂、纳米碳酸钙、润滑剂、聚烯烃弹性体加入混合机，进行高速混合均匀，转速1500转/分以上，时间10分钟，得一次混料；
C、低速混料：将混合机速度降低，加入空心玻璃微珠，进行低速混合均匀，转速为500转/分以下，时间不超过3分钟，得二次混料；
D、造粒机造粒：利用平行双螺杆挤出造粒机进行造粒，得造粒母料；
E、注塑管件：将得到的造粒母料与聚烯烃（不同的色母料）按比例混合，进行注塑，得到注塑管件。
本发明一种聚烯烃母料制备管件的方法，所述的聚烯烃为不同流动性的均聚丙烯或者嵌段共聚丙烯或者聚乙烯，通过熔融指数测定仪在230℃，2.16kg砝码，测得其熔融指数为3-12g/10min。所述的均聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。所述纳米碳酸钙是经过偶联剂活化，具有极强的分散性和活性，其中偶联剂为结构中含双键的硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。所述空心玻璃微珠为市售经偶联剂活化高性能空心玻璃微珠，其抗压强度40MPa，平均粒径在45μm，漂浮率大于92%，其材质为硼硅酸盐，填充真密度在0.2g/cm3-0.5g/cm3。所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丁烯弹性体。所述的抗氧剂为 [β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（抗氧剂264）或者β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）的一种或者几种复合物。所述的润滑剂为硬脂酸、单甘脂、氧化聚乙烯中的一种或者几种复合物。所述的有机增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯树脂或者甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯树脂。 
本发明的优点在于：加入纳米碳酸钙，即起到骨架作用，使材料力学性能增强，又降低了产品成本；空心玻璃微珠的加入，起到减重的效果，降低产品的密度，从而降低每体积产品的成本；加入聚烯烃弹性体，进一步增强材料的韧性，避免由于无机填料的增加而使材料变脆影响。纳米碳酸钙和聚烯烃弹性体的添加，都有利于保护空心玻璃微球，避免其过度破碎，提高材料的整体性能，解决聚烯烃制品低温脆性和成本昂贵的缺点。马来酸酐接枝聚丙烯增容剂加入，使得纳米碳酸钙和空心玻璃微球能够充分分散在材料中，减少团聚现象，从而影响产品的力学性能。本发明的聚烯烃复合母料，成本低，流动性好，加工性强，性能优越。 
具体实施方式
以下为将上述管件注塑实施例子，对本发明进行进一步说明。 
实施例一，注塑3/4寸90°弯头： 
A、配制母料：母料包含如下重量比的组份：
聚丙烯50%；
抗氧剂1076：0.6%；
空心玻璃微珠15%；
马来酸酐接枝聚丙烯树脂6%；
纳米碳酸钙  20%；
硬脂酸、单甘脂1.4%；
乙烯-辛烯弹性体7%；
B、高速混料：采用混合机升温至40-60℃，将抗氧剂1076、马来酸酐接枝聚丙烯树脂、纳米碳酸钙 、硬脂酸、单甘脂、乙烯-辛烯弹性体按比例加入混合机，转速为1700r/min，时间为10min，高速混合均匀，得一次混料；
C、低速混料：降低混合机速度，在一次混料中加入空心玻璃微珠，进行低速混合，转速为400r/min，时间为3min，得二次混料；
D、造粒机造粒：将利用平行双螺杆挤出造粒机进行造粒，得到造粒母料；
E、注塑管件：将造粒母料与聚丙烯（颜色母料）按100:4比例进行共混，并进行注塑。注塑工艺：注塑温度由喷嘴温度到料筒加热区温度在185℃-205℃，以确保材料完全塑化；熔胶速度，压力：80rpm，125bar；注射和保压速度，压力和时间：速度45%，压力55bar，时间6s；冷却时间：35s；
F、性能检测：主要为液压和密度测试：在2.5MPa，保压一小时，无渗漏无开裂，产品合格。其产品密度为0.93g/cm3，而纯聚丙烯树脂密度为0.91g/cm3，相比较由于加入较多无机填充，产品性能上也能够达到国家标准，此功能母料成本和性能优势明显，方便得到不同颜色管件，满足生产要求。   
实施例二，注塑32内衬：
A、配制母料：母料包含如下重量比的组份：
聚丙烯55%；
抗氧剂1010  ：0.6%；
空心玻璃微珠15%；
马来酸酐接枝聚丙烯树脂2%；
纳米碳酸钙18%；
硬脂酸、单甘脂1.4%；
乙烯-辛烯弹性体8%；
B、高速混料：采用混合机升温至40-60℃，将抗氧剂1010、马来酸酐接枝聚丙烯树脂、纳米碳酸钙、硬脂酸、单甘脂、乙烯-辛烯弹性体按比例加入混合机，搅拌速度在1700转/分，混合10分钟左右，高速混合均匀，得一次混料；
C、低速混料：降低混合机速度，在一次混料中加入空心玻璃微珠，进行低速混合，搅拌速度在300转/分，混合3分钟左右，得二次混料；
D、造粒机造粒：将利用平行双螺杆挤出造粒机进行造粒，得到造粒母料；
E、注塑管件：将造粒母料与聚丙烯（颜色母料）按100:4比例进行共混，并进行注塑。注塑工艺：注塑温度由喷嘴温度到料筒加热区温度在185℃-205℃，以确保材料完全塑化；熔胶速度，压力：85rpm，135bar；注射和保压速度，压力和时间：速度50%，压力45bar，时间6s；产品冷却时间：30s；
F、性能检测：主要为液压和密度测试：在2.5MPa，保压一小时，无渗漏无开裂，产品合格。其产品密度为0.89g/cm3。而纯聚丙烯树脂密度为0.91g/cm3，相比较由于加入较多无机填充，产品性能上也能够达到国家标准，此功能母料成本和性能优势明显。
实施例三，注塑63三通： 
A、配制母料：母料包含如下重量比的组份：
聚丙烯70%；
抗氧剂1010：0.6%；
空心玻璃微珠8%；
甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯树脂2%；
纳米碳酸钙14%；
硬脂酸、单甘脂1.4%；
乙烯-辛烯弹性体4%；
 B、高速混料：采用混合机升温至40-60℃，将抗氧剂1010、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯树脂、纳米碳酸钙、硬脂酸、单甘脂、乙烯-辛烯弹性体按比例加入混合机，搅拌速度在1600转/分，混合10分钟，高速混合均匀，得一次混料；
C、低速混料：降低混合机速度，在一次混料中加入空心玻璃微珠，进行低速混合，搅拌速度为300转/分，混合3分钟，得二次混料；
D、造粒机造粒：将利用平行双螺杆挤出造粒机进行造粒，得到造粒母料；
E、注塑管件：将造粒母料与聚丙烯（颜色母料）按100:4比例进行共混，并进行注塑。注塑工艺：注塑温度由喷嘴温度到料筒加热区温度在185℃-205℃，以确保材料完全塑化；熔胶速度，压力：85rpm，135bar；注射和保压速度，压力和时间：速度50%，压力45bar，时间8s；产品冷却时间：40s；
F、性能检测：主要为液压和密度测试：在2.5MPa，保压一小时，无渗漏无开裂，产品合格。其产品密度为0.92g/cm3。而纯聚丙烯树脂密度为0.91g/cm3，相比较由于加入较多无机填充，产品性能上也能够达到国家标准，此功能母料成本和性能优势明显。

Claims (9)

1.一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于制备包括如下步骤：
A、配制母料：母料包含如下重量比例的组份：
聚烯烃40%-70%；
抗氧剂0.5%-1%；
空心玻璃微珠5%-15%；
有机增容剂2%-10%；
纳米碳酸钙5%-20%；
润滑剂1%-5%；
聚烯烃弹性体3%-10%；
B、高速混料：采用混合机升温至40-60℃，将抗氧剂、有机增容剂、纳米碳酸钙、润滑剂、聚烯烃弹性体加入混合机，进行高速混合均匀，转速1500转/分以上，时间10分钟，得一次混料；
C、低速混料：将混合机速度降低，加入空心玻璃微珠，进行低速混合均匀，转速为500转/分以下，时间不超过3分钟，得二次混料；
D、造粒机造粒：利用平行双螺杆挤出造粒机进行造粒，得造粒母料；
E、注塑管件：将得到的造粒母料与聚烯烃按比例混合，进行注塑，得到注塑管件。
2.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述的聚烯烃为不同流动性的均聚丙烯或者嵌段共聚丙烯或者聚乙烯，通过熔融指数测定仪在230℃，2.16kg砝码，测得其熔融指数为3-12g/10min。
3.如权利要求2所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述的均聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。
4.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述纳米碳酸钙是经过偶联剂活化，具有极强的分散性和活性，其中偶联剂为结构中含双键的硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。
5.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述空心玻璃微珠为市售经偶联剂活化高性能空心玻璃微珠，其抗压强度40MPa，平均粒径在45μm，漂浮率大于92%，其材质为硼硅酸盐，填充真密度在0.2g/cm3-0.5g/cm3。
6.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丁烯弹性体。
7.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述的抗氧剂为 [β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或者β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯的一种或者几种复合物。
8.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特种在于所述的润滑剂为硬脂酸、单甘脂、氧化聚乙烯中的一种或者几种复合物。
9.如权利要求1所述的一种聚烯烃母料制备管件的方法，其特征在于所述的有机增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯树脂或者甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯树脂。
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