CN105153548A - 一种耐高温着色母料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温着色母料,属于塑料添加剂技术领域,该色母料包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30~50份,分散剂10~20份,纳米蒙脱土10~18份,颜料3~8份,抗菌剂2~5份,光稳定剂2~5份,氧化铈0.2~1份,增强改性剂2~8份。本发明还公开了其制备方法,包括混料、挤出、造粒、包装步骤,与现有技术中的耐高温着色母料相比,具有耐高温和加工性能好,使用后制品的使用寿命长,应用范围广的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种着色母料,尤其涉及一种耐高温着色母料及其制备方法,属于塑料添加剂技术领域。
背景技术
聚丙烯管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比,具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点,广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。
现有技术中的聚丙烯水管一般为PPR水管,分为热水管和冷水管,热水管要求耐高温性能好,至少90℃,耐氧化性好,以延长使用年限,避免经常更换;冷水管要求耐低温性能好,极限温度下不会破裂。现有技术中的冷水管和热水管很难兼具既耐高温又耐低温,其实际使用中也因为部分人不能区分冷热水管的使用条件而将其混淆,热水管可用于冷水管,而冷水管却不能用于热水管,使用上的混淆会造成资源不能最优地配置,甚至威胁到人们的安全。
国家知识产权局于2014年9月24日公开了一件公开号为CN104059300A,名称为“一种PPR耐温水管”,该专利公开的水管原料中包括以下重量份的原材料:载体树脂60~80份,LLDPE10~30份,丁基橡胶1~6份,PPR管专用着色母料3~8份。色母料由以下重量份的原料组成:载体树脂40~60份,颜料35~55份,聚乙二醇2000.5~5份,抗氧剂0.1~3份,紫外线吸收剂UVP-3270.1~1份,抗菌剂0.1~3份,所述的颜料为白色、黑色和黄色颜料的混合物,其比例为5:2:1。该专利在实际使用过程中,制品的加工性能不够好,耐高温效果不好。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中,耐高温母料在使用时,加工性能不够好,耐高温效果不好的问题,提出一种耐高温着色母料及其制备方法,主要用作聚丙烯热水管的加工助剂,提高制品的加工性能和耐高温、耐候的性能。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30~50份,分散剂10~20份,纳米蒙脱土10~18份,颜料3~8份,抗菌剂2~5份,光稳定剂2~5份,氧化铈0.2~1份,增强改性剂2~8份。
纳米蒙脱土和无规共聚聚丙烯混合使用,可提高聚丙烯材料的强度,耐热性、模量、气体阻隔性、耐磨性、阻燃性等,尤其是耐热性和阻隔性可大幅度提高。
所述分散剂为聚有机硅氧烷,聚有机硅氧烷做润湿、分散剂,与现有技术中采用的聚乙烯蜡等物质做分散剂相比,聚有机硅氧烷具有以下特点:起泡性低,抗泡性强,使用中不起泡;优良的热稳定性,分解温度大于300℃,室温、中低温下挥发量极小;在变温范围内,温度升高和降低对粘度变化小,加工稳定性好;对颜料具有润湿和分散的双重功能。
所述纳米蒙脱土的≤60nm。
所述的抗菌剂为顺丁烯二酸酐共聚物、聚乙酸乙烯酯、银离子抗菌剂、蓖麻油中的至少一种。
所述光稳定剂为二氧化钛、氧化锌、水杨酸酯、二苯甲酮中的至少一种。
所述增强改性剂为纳米硅。
本发明的另一个目的是提供所述耐高温着色母料的制备方法,包括以下步骤:
A.混料
将按重量份称取的无规共聚聚丙烯和分散剂加入高速混料机中,预混料3~5min后,加入按重量份称取的纳米蒙脱土、颜料、抗菌剂、光稳定剂、氧化铈和增强改性剂,继续混合15~30min后出料;
B.挤出
将步骤A混好的料转移至双螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为:85~95℃,100~110℃,125~135℃,130~140℃,125~135℃,挤出机模头温度为128~132℃;
C.造粒、包装
将挤出的丝条经冷却水池冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm;造粒后冷却至常温包装即可。
上述步骤B中,所述双螺杆挤出机的转速为200~220r/min,电机转速为20~30r/min。
本发明的有益效果:
1)与现有技术中的耐高温母料相比,本发明通过纳米蒙脱土和无规共聚聚丙烯的选用和特定的配比组合,从根本上提高了母料的耐高温性能,使得成品水管可用于热水和冷水,扩大了应用范围;使制得的母料在使用过程中,加工性能好,耐高温性好,不析出,用户使用的安全性更高。
2)本发明的分散剂优选聚有机硅氧烷,相比常用的低分子量的聚乙烯蜡,其耐温性高,不会在加工过程成析出,出现气泡的问题,且具有润湿和分散的双重效果。
3)本发明中还添加有抗菌剂,防止水管内细菌滋生造成堵管的问题,并且由于部分水管暴露在空气中,经阳光照射后,容易发脆而影响使用寿命,本发明还添加了光稳定剂,提高水管的使用寿命;本发明中的氧化铈用作紫外线吸收剂,能进一步提高制品的使用寿命;通过三种助剂的添加,协同增效,降低了用户的使用和更换成本。
具体实施方式
实施例1
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30份,分散剂10份,纳米蒙脱土10份,颜料3份,抗菌剂2份,光稳定剂2份,氧化铈0.2份,增强改性剂2份。
实施例2
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯50份,分散剂20份,纳米蒙脱土18份,颜料8份,抗菌剂5份,光稳定剂5份,氧化铈1份,增强改性剂8份。
实施例3
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30份,分散剂12份,纳米蒙脱土15份,颜料4份,抗菌剂3份,光稳定剂3份,氧化铈0.5份,增强改性剂5份。
实施例4
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯40份,分散剂18份,纳米蒙脱土16份,颜料6份,抗菌剂4份,光稳定剂4份,氧化铈0.8份,增强改性剂7份。
实施例5
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯40份,分散剂18份,纳米蒙脱土16份,颜料6份,抗菌剂4份,光稳定剂5份,氧化铈0.5份,增强改性剂8份。
本实施例中,分散剂为聚有机硅氧烷。
实施例6
本实施例在实施例5的基础上,纳米蒙脱土选择粒径为50nm的纳米蒙脱土原料,粒径选择使用的仪器为JL—1177型激光粒径分布测试仪。
实施例7
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯35份,分散剂10份,纳米蒙脱土15份,颜料4份,抗菌剂3份,光稳定剂3份,氧化铈0.5份,增强改性剂5份。
本实施例中本实施例中,纳米蒙脱土的粒径为60nm;抗菌剂为顺丁烯二酸酐共聚物;光稳定剂为二氧化钛。
实施例8
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30份,分散剂10份,纳米蒙脱土18份,颜料8份,抗菌剂5份,光稳定剂3份,氧化铈0.2份,增强改性剂5份。
本实施例中,抗菌剂为银离子抗菌剂和聚乙酸乙烯酯的混合物,混合比例无要求;光稳定剂为二水杨酸酯和二苯甲酮的混合物。
实施例9
一种耐高温着色母料包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯50份,分散剂20份,纳米蒙脱土12份,颜料5份,抗菌剂3份,光稳定剂3份,氧化铈0.4份,增强改性剂3份。
本实施例中,纳米蒙脱土的粒径为40nm;抗菌剂为铜离子抗菌剂;光稳定剂为二氧化钛、水杨酸酯的混合物;增强改性剂为纳米硅。
实施例10
本实施例与实施例9的区别在于:纳米蒙脱土的粒径为60nm;抗菌剂为蓖麻油;光稳定剂为氧化锌。
本实施例所述的耐高温着色母粒的制备方法如下:
A.混料
将按重量份称取的无规共聚聚丙烯和分散剂加入高速混料机中,预混料3min后,加入按重量份称取的纳米蒙脱土、颜料、抗菌剂、光稳定剂、氧化铈和增强改性剂,继续混合30min后出料;
B.挤出
将步骤A混好的料转移至双螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为:85℃,100℃,125℃,140℃135℃,挤出机模头温度为132℃;
C.造粒、包装
将挤出的丝条经冷却水池冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm;造粒后冷却至常温包装即可。
上述步骤B中,所述双螺杆挤出机的转速为220r/min,电机转速为20r/min。
实施11
一种耐高温着色母料,包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯45份,分散剂18份,纳米蒙脱土12份,颜料4份,抗菌剂3份,光稳定剂3份,氧化铈0.5份,增强改性剂3份。
本实施例中,纳米蒙脱土的粒径为40nm;抗菌剂为铜离子抗菌剂;光稳定剂为水杨酸酯;增强改性剂为纳米硅。
本实施例所述的耐高温着色母料的制备方法如下:
A.混料
将按重量份称取的无规共聚聚丙烯和分散剂加入高速混料机中,预混料5min后,加入按重量份称取的纳米蒙脱土、颜料、抗菌剂、光稳定剂、氧化铈和增强改性剂,继续混合15min后出料;
B.挤出
将步骤A混好的料转移至双螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为:95℃,110℃,135℃,130℃,125℃,挤出机模头温度为128℃;
C.造粒、包装
将挤出的丝条经冷却水池冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm;造粒后冷却至常温包装即可。
上述步骤B中,所述双螺杆挤出机的转速为250r/min,电机转速为30r/min。
实施例12
本实施例与实施例11的区别为,所述耐高温着色母料的制备方法如下:
将按重量份称取的无规共聚聚丙烯和分散剂加入高速混料机中,预混料4min后,加入按重量份称取的纳米蒙脱土、颜料、抗菌剂、光稳定剂和增强改性剂,继续混合20min后出料;
B.挤出
将步骤A混好的料转移至双螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为:90℃,105℃,132℃,136℃,128℃,挤出机模头温度为130℃;
C.造粒、包装
将挤出的丝条经冷却水池冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm;造粒后冷却至常温包装即可。
上述步骤B中,所述双螺杆挤出机的转速为250r/min,电机转速为24r/min。
Claims (8)
1.一种耐高温着色母料,其特征在于:包括以下按重量份计的原料:无规共聚聚丙烯30~50份,分散剂10~20份,纳米蒙脱土10~18份,颜料3~8份,抗菌剂2~5份,光稳定剂2~5份,氧化铈0.2~1份,增强改性剂2~8份。
2.如权利要求1所述的耐高温着色母料,其特征在于:所述分散剂为聚有机硅氧烷。
3.如权利要求1所述的耐高温着色母料,其特征在于:所述纳米蒙脱土的≤60nm。
4.如权利要求1所述的耐高温着色母料,其特征在于:所述的抗菌剂为顺丁烯二酸酐共聚物、聚乙酸乙烯酯、银离子抗菌剂、蓖麻油中的至少一种。
5.如权利要求1所述的耐高温着色母料,其特征在于:所述光稳定剂为二氧化钛、氧化锌、水杨酸酯、二苯甲酮中的至少一种。
6.如权利要求1所述的耐高温着色母料,其特征在于:所述增强改性剂为纳米硅。
7.如权利要求1所述的耐高温着色母料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
A.混料
将按重量份称取的无规共聚聚丙烯和分散剂加入高速混料机中,预混料3~5min后,加入按重量份称取的纳米蒙脱土、颜料、抗菌剂、光稳定剂和增强改性剂,继续混合15~30min后出料;
B.挤出
将步骤A混好的料转移至双螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为:85~95℃,100~110℃,125~135℃,130~140℃,125~135℃,挤出机模头温度为128~132℃;
C.造粒、包装
将挤出的丝条经冷却水池冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm;造粒后冷却至常温包装即可。
8.如权利要求7所述的耐高温着色母料的制备方法,其特征在于:所述双螺杆挤出机的转速为200~220r/min,电机转速为20~30r/min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151216 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |