CN104098841A - 超轻功能母料、基于该母料的塑料制品及旋转成型制备该塑料制品的方法 - Google Patents

超轻功能母料、基于该母料的塑料制品及旋转成型制备该塑料制品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超轻功能母料，其配比如下：树脂：20～70份；填料：10～50份；粘度调节助剂：5～20份；功能助剂：5～50份；加工热稳定剂：0.1～1份；加工润滑剂：0.1～2份；其中：树脂为PP、ABS或PA，填料为空心玻璃微珠或酚醛微珠；本发明还公开了由40-60份基体塑料和20-30份超轻功能母料制得的塑料制品；本发明还公开了一种将基体塑料和功能母料加热至熔融/半熔融状态后旋转成型制备该功能塑料的方法。本发明将基体塑料和功能母料加热到一定温度后进行旋转成型，基体材料在离心力的作用下向外层运动，从而实现了功能助剂的选择性分布，可以减少功能助剂的用量并提高制品性能。

Description

超轻功能母料、基于该母料的塑料制品及旋转成型制备该塑料制品的方法
技术领域
本发明属于有机高分子材料领域，涉及一种超轻功能母料、基于该母料的塑料制品及旋转成型制备该塑料制品的方法。
背景技术
化学合成的树脂受自身性能的限制，其强度、稳定性、可加工性、功能性多不能满足使用要求，不能直接用于生产塑料制品，目前普遍采用添加填料或功能助剂的方式以提升其性能。常规的注塑成型技术所得塑料制品中各种添加助剂均匀分散在基体内，为了获得具有某种功能的塑料制品(如阻燃、抗静电、导电、耐磨、耐候、导热、发光或耐腐蚀性能)，必须向基体中加入大量的功能助剂，但通常情况下，我们只需要该塑料制品的某一部位(如表层或者芯部)具有特殊功能，这就造成了功能助剂的极大浪费。
母料是指在塑料加工成型过程中，将大量助剂、填料和少量载体树脂混炼所制得的粒料，母料中助剂、填料的含量往往比实际塑料制品中高数倍至十几倍。母料是当今世界塑料助剂应用的最主要形式之一，它具有工艺简单，使用方便，便于实现生产自动化，提高劳动生产率，又避免环境污染的优点，但是若加入母料过多，不仅引起成本上升，而且导致加工难度上升，材料性能下降。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超轻功能母料、基于该母料的塑料制品及旋转成型制备该塑料制品的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
超轻功能母料，按质量计有以下组分组成：
其中：所述树脂为PP、ABS或PA，所述填料为空心玻璃微珠或酚醛微珠。
作为本发明超轻功能母料的优选，所述的粘度调节助剂为乙撑双硬脂酰胺或热熔丙烯酸酯聚合物。
作为本发明超轻功能母料的优选，所述的功能助剂为阻燃剂、抗静电剂、导电剂、耐磨剂、耐候剂、导热剂、发光剂、耐腐蚀剂、抗菌剂中的一种或几种。
作为本发明超轻功能母料的优选，所述的加工热稳定剂为抗氧剂1010或抗氧剂168，所述的加工润滑剂为氧化聚乙烯蜡、蜡酯或多元醇蜡。
本发明基于权利所述超轻功能母料的塑料制品，按质量计由以下组分组成：
基体塑料      40-60份；
超轻功能母料  40-60份；
其中，基体塑料为PE、ABS。
旋转成型制备所述塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
d)、高速旋转模具型腔，超轻功能母料在离心力的作用下向塑料制品表层移动；
e)、冷却固化得产品。
作为本发明旋转成型制备塑料制品方法的优选，步骤c)加热时控制加热温度为160℃-230℃。
作为本发明旋转成型制备塑料制品方法的优选，步骤d)旋转时控制旋转速度为5-200r/min。
作为本发明旋转成型制备的方法的进一步优选，步骤e)冷却固化时采用保压方式冷却固化。
本发明首先对母料进行了改进，向其中加入热稳定剂、润滑剂、功能助剂、粘度调节助剂和空心玻璃微珠或酚醛微珠填料，经过改进后的母料具有密度小，热稳定性好，表面润滑性好，粘度低的优点，适用于旋转成型制备特种塑料。
本发明制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法具有以下优点：
1、本发明所选择的基体塑料和功能母料的种类和配比适宜，两者的理化相容性好，粘附性能低，熔点温差适当；
2、本发明将基体塑料和功能母料加热到一定温度后对位于模具内的混合料进行旋转，由于此时基体塑料处于熔融状态，功能母料处于半熔融状态，功能母料的密度较小，且基体塑料与功能材料的粘附力较小，因此基体材料在离心力的作用下向外层运动，从而实现了功能助剂的选择性分布。最终绝大多数功能助剂分布在制品的内表面，可以减少功能助剂的用量并提高制品性能，从而实现节约助剂、降低成本、提升材料或制品性能的目的。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品方法示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述，下述实施例中所有份数均为质量份。
下述实施例将公开一种超轻功能母料，所述超轻功能母料组分及配比如下：
其中：所述树脂为PP、ABS或PA，所述填料为空心玻璃微珠或酚醛微珠。
特别的，所述的粘度调节助剂为乙撑双硬脂酰胺或热熔丙烯酸酯聚合物。
特别的，所述的功能助剂为阻燃剂、抗静电剂、导电剂、耐磨剂、耐候剂、导热剂、发光剂、耐腐蚀剂、抗菌剂中的一种或几种。
特别的，所述的加工热稳定剂为抗氧剂1010或抗氧剂168，所述的加工润滑剂为氧化聚乙烯蜡、蜡酯或多元醇蜡。
以下实施例还将公开基于所述超轻功能母料的塑料制品，按质量计由以下组分组成：基体塑料：40-60份；超轻功能母料：40-60份；其中，基体塑料为PE或ABS。
实施例1：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂40份、空心玻璃微珠30份、石墨24份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；本实施例制备该超轻功能母料的制法如下：将PP树脂、空心玻璃微珠、石墨、抗氧剂和多元醇蜡经高速混合机混合均匀，进行熔融、共混、挤出、牵条、水冷、切粒、烘干，即得超轻耐磨母料；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体塑料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻耐磨塑料制品。
实施例2：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂50份、空心玻璃微珠30份、石墨14份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；
本实施例制备该超轻功能母料的制法与实施例1相同；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体材料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻耐磨塑料制品。
实施例3：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂45份、空心玻璃微珠20份、导电炭黑29份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；
本实施例制备该超轻功能母料的制法与实施例1相同；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体材料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻导电塑料制品。
实施例4：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂54份、空心玻璃微珠20份、导电炭黑20份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；
本实施例制备该超轻功能母料的制法与实施例1相同；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体材料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻导电塑料制品。
实施例5：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂64份、空心玻璃微珠20份、耐候助剂10份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；
本实施例制备该超轻功能母料的制法与实施例1相同；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体材料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻耐候塑料制品。
实施例6：
本发明旋转成型制备基于超轻功能母料的塑料制品的方法，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
本实施例所选超轻功能母料原材料及配比为：PP树脂68份、BaSO420份、耐候助剂6份、EBS5份、抗氧剂0.5份、多元醇蜡0.5份；
本实施例制备该超轻功能母料的制法与实施例1相同；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
本实施例所选基体材料为PE，所选PE与功能母料的质量比为1:1；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
本实施例加热温度为165℃；
d)、高速旋转模具型腔；
本实施例中控制旋转转速为50r/min；
e)、保压冷却固化得超轻耐候塑料制品。
图1为本发明塑料旋转成型制备塑料制品方法示意图，图中1为基体材料，2为功能母料，3为旋转轴，4为旋转机构，如图1所示，在为施加旋转时，功能母料和在基体材料均匀分散，而施加旋转后密度较大的基体材料在离心力的作用下移动到外部，而密度较小的功能母料留在内部，从而实现了功能助剂的选择性分布。
取实施例1-6所制得的产品进行测试，结果如表1-3所示：
表1实施例1、2产品性能测试
测试项目 标准 实施例1 实施例2
拉伸强度(MPa) ISO527-2 16 14
断裂伸长率(％) ISO527-2 170 220
缺口冲击强度(KJ/m2) ISO180 17 19
摩擦系数 ISO8295 0.11 0.15
熔体流动速率(g/10min) ISO1133 7 10
表2实施例3、4产品性能测试
表3实施例5、6产品性能测试
测试项目 标准 实施例5 实施例6
拉伸强度(MPa) ISO527-2 18 16
断裂伸长率(％) ISO527-2 200 270
缺口冲击强度(KJ/m2) ISO180 15 19
熔体流动速率(g/10min) ISO1133 13 18
氙灯老化(h) GB7174 600 400
从上表1-3可以看出，本发明的塑料制品在满足各种功能需求的同时，也较好的保持了树脂本体原有的性能，能够满足相应的使用要求。
需要说明的是，上述实施例中，步骤b)所选择基体材料与功能母料质量比为：0.8-1.25，步骤d)旋转速度为5-200r/min，步骤c)加热温度为160℃-230℃时均可以获得满足要求的塑料制品。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.超轻功能母料，其特征在于，所述功能母料按质量计有以下组分组成：
其中：所述树脂为PP、ABS或PA，所述填料为空心玻璃微珠或酚醛微珠。
2.根据权利要求1所述超轻功能母料，其特征在于：所述的粘度调节助剂为乙撑双硬脂酰胺或热熔丙烯酸酯聚合物。
3.根据权利要求1所述超轻功能母料，其特征在于：所述的功能助剂为阻燃剂、抗静电剂、导电剂、耐磨剂、耐候剂、导热剂、发光剂、耐腐蚀剂、抗菌剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述超轻功能母料，其特征在于：所述的加工热稳定剂为抗氧剂1010或抗氧剂168，所述的加工润滑剂为氧化聚乙烯蜡、蜡酯或多元醇蜡。
5.基于权利要求1-4任意一项所述超轻功能母料的塑料制品，其特征在于，所述塑料制品按质量计由以下组分组成：
基体塑料      40-60份；
超轻功能母料  40-60份；
其中，基体塑料为PE或ABS。
6.旋转成型制备如权利要求5所述塑料制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)、按配比选择超轻功能母料原材料并制备超轻功能母料；
b)、按照所述配比选择基体塑料和超轻功能母料；
c)、将步骤b)所选原材料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得基体塑料处于熔融状态，超轻功能母料处于半熔融状态；
d)、高速旋转模具型腔，超轻功能母料在离心力的作用下向塑料制品表层移动；
e)、冷却固化得产品。
7.根据权利要求6所述旋转成型制备塑料制品的方法，其特征在于：步骤c)加热时控制加热温度为160℃-230℃。
8.根据权利要求6所述旋转成型制备塑料制品的方法，其特征在于：步骤d)旋转时控制旋转速度为5-200r/min。
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