CN106279994A - 固体环保型螺杆清洗剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体环保型螺杆清洗剂，其包括基体树脂、碳酸钙母粒、润滑剂和偶联剂，该润滑剂为酰胺类化合物和脂肪酸及其金属盐类中的至少一种，该偶联剂为改性硅烷偶联剂和铝钛复合偶联剂中的至少一种。该清洗剂中采用碳酸钙母粒代替无机粉体，并结合具有特定分子结构的润滑剂和偶联剂，可以改善生产环境，减少粉体对环境和人体的危害，能够用于清洗多种塑料品种，且制备工艺简单，易于控制所使用的设备均为通用的塑料改性设备，对设备要求不高，投资不高，可应用于注塑机、挤出机等塑料产品的加工设备中。

Description

固体环保型螺杆清洗剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种螺杆清洗剂，尤其涉及一种固体环保型螺杆清洗剂及其制备方法，属于复合高分子材料及其加工技术领域。
背景技术
在塑料领域中，最常用的加工设备是注塑机和挤出机，当更换塑料品种或塑料制品颜色时，由于加工设备中会含有上一批次的残留物，为了除去这些残留物，需要对加工设备进行清洗。常用的清洗方法是将大量的原料加入料筒中加热，并将料筒中的残留物不断地排出，直到将上一批次的残留物排出或排出物颜色不再变化为止。这种清洗方法会浪费大量的原材料，耗时也长，清洗不够彻底，需每隔一段时间将螺杆拆下来打磨。
针对上述技术问题，目前现有技术已公开有一些用于螺杆的清洗方法。现有技术中有以基体树脂和无机粉体为原料制备出了一种双螺杆清洗剂，但是该清洗剂使用了大量的无机粉体或改性无机粉体，均会对生产环境造成影响，也会危害员工的身体健康；此外还有以基体树脂、玻璃纤维、增韧剂等制备的固体螺杆清洗剂，但此类清洗剂中含有大量的玻璃纤维，在使用过程中会对设备产生较大的磨损，降低设备的使用寿命。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种固体环保型螺杆清洗剂及其制备方法，该清洗剂对设备磨损低、清洗效率高、生产过程无污染，且制备工艺简单，使用方便。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种固体环保型螺杆清洗剂，包括按重量份计的40～85份基体树脂和15～60份碳酸钙母粒，且该基体树脂和碳酸钙母粒的重量份总和为100份；还包括0.1～5.0份的润滑剂和0.1～5.0份的偶联剂，该润滑剂为酰胺类化合物和脂肪酸及其金属盐类中的至少一种，该偶联剂为改性硅烷偶联剂和铝钛复合偶联剂中的至少一种。
其进一步的技术方案是：
所述固体环保型螺杆清洗剂，包括按重量份计的50～80份基体树脂和20～50份碳酸钙母粒，且该基体树脂和碳酸钙母粒的重量份总和为100份；还包括1.0～2.0份的润滑剂和1.0～3.0份的偶联剂，所述酰胺类化合物为乙撑双硬脂酰胺，所述脂肪酸及其金属盐类为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙，所述改性硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
所述基体树脂为聚丙烯树脂、ABS树脂和聚苯乙烯树脂中的至少一种。
所述碳酸钙母粒中碳酸钙的含量占碳酸钙母粒总质量的70～80％，且该碳酸钙母粒的树脂与基体树脂一致。
本发明还公开了一种上述的固体环保型螺杆清洗剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：
(1)按固体环保型螺杆清洗剂各组分的配比重量份称取基体树脂、碳酸钙母粒、润滑剂和偶联剂，得到各组分原料；
(2)将称取好的各组分原料加入到混合机中进行充分混合5～20min，得到预混物；
(3)将所得预混物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为160～210℃，二、三、四、五、六、七、八和九区温度均分别为180～230℃，机头温度为190～240℃；且主机的转速为250～450rpm。
其进一步的技术方案是：
步骤(3)中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为180～200℃，二、三、四、五、六、七、八和九区温度均分别为190～220℃，机头温度为200～230℃；且主机的转速为300～400rpm。
所述双螺杆挤出机为平行双螺杆挤出机，且其长径比为32～52:1，优选平行双螺杆挤出机的长径比为40～48:1。
本发明的有益技术效果是：该清洗剂中采用碳酸钙母粒代替无机粉体，并结合具有特定分子结构的润滑剂和偶联剂，可以改善生产环境，减少粉体对环境和人体的危害，能够用于清洗多种塑料品种，且制备工艺简单，易于控制所使用的设备均为通用的塑料改性设备，对设备要求不高，投资不高，可应用于注塑机、挤出机等塑料产品的加工设备中。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比实施例来进一步说明本发明，以下具体实施例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。
所使用的各组分原料的选择：
聚丙烯树脂(PP)：牌号M2600R，选自中国石化上海石油化工股份有限公司。
ABS树脂：牌号8434，选自中国石化上海高桥石油化工有限公司。
聚苯乙烯树脂(PS)：牌号PS666D，选自燕山石化公司。
碳酸钙母粒：自制。对比例1中碳酸钙母粒的树脂为ABS树脂，且碳酸钙含量为70wt.％；对比例2中碳酸钙母粒的树脂为PP树脂，且碳酸钙含量为70wt.％；具体例1中碳酸钙母粒的树脂为PP树脂，且碳酸钙含量为75wt.％；具体例2中碳酸钙母粒的树脂为PS树脂，且碳酸钙含量为80wt.％；具体例3中碳酸钙母粒的树脂为ABS树脂，且碳酸钙含量为70wt.％；具体例4中碳酸钙母粒的树脂为ABS树脂，且碳酸钙含量为80wt.％；具体例5中碳酸钙母粒的树脂为ABS树脂和PS树脂，二者质量比为2:1，且碳酸钙含量为70wt.％；具体例6中碳酸钙母粒的树脂为PS树脂，且碳酸钙含量为80wt.％。
碳酸钙：对比例3中使用碳酸钙粉体，选用市售常见牌号即可。
乙撑双硬脂酰胺(EBS)选自济南佳林化工有限公司；硬脂酸选自山东金达双鹏集团有限公司；硬脂酸锌选自金信化工(深圳)有限公司；硬脂酸钙选自杭州茂莱化工有限公司；
氨基硅烷偶联剂：具体实施例1选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷；具体实施例2选用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；具体实施例3选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，且二者质量比为1:2；具体实施例4选用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧二乙氧基硅烷；具体实施例5选用苯氨基甲基三甲氧基硅烷；具体实施例6选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，且质量比为3:2。
铝钛复合偶联剂，牌号HY-133，杭州杰西卡化工有限公司。
对比例1
(1)将90份的ABS树脂与10份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量70％)，加入到高速混合机中，充分混合5分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：210℃，二区温度：230℃，三区温度：230℃，四区温度：230℃，五区温度：230℃，六区温度：230℃，七区温度：230℃，八区温度：230℃，九区温度：230℃，机头温度220℃；主机转速：450rpm。
对比例2
(1)将90份的PP树脂与10份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量70％)，加入到高速混合机中，充分混合20分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：160℃，二区温度：180℃，三区温度：180℃，四区温度：180℃，五区温度：180℃，六区温度：180℃，七区温度：180℃，八区温度：180℃，九区温度：180℃，机头温度200℃；主机转速：250rpm。
对比例3
(1)将42份的PP树脂、50份的PS树脂与8份的碳酸钙粉体，加入到高速混合机中，充分混合20分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：160℃，二区温度：180℃，三区温度：180℃，四区温度：180℃，五区温度：180℃，六区温度：180℃，七区温度：180℃，八区温度：180℃，九区温度：180℃，机头温度200℃；主机转速：250rpm。
实施例1
(1)将15份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量75％)、85份的PP树脂、0.1份的EBS、0.1份的氨基硅烷偶联剂加入到高速混合机中，充分混合5分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：160℃，二区温度：180℃，三区温度：180℃，四区温度：180℃，五区温度：180℃，六区温度：180℃，七区温度：180℃，八区温度：180℃，九区温度：180℃，机头温度200℃；主机转速：250rpm。
实施例2
(1)将60份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量80％)、40份的PS树脂、5份的硬脂酸、5份的铝钛复合偶联剂加入到高速混合机中，充分混合20分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：210℃，二区温度：230℃，三区温度：230℃，四区温度：230℃，五区温度：230℃，六区温度：230℃，七区温度：230℃，八区温度：230℃，九区温度：230℃，机头温度240℃；主机转速：450rpm。
实施例3
(1)将20份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量70％)、80份的ABS树脂、2份的硬脂酸锌、1份的铝钛复合偶联剂、2份的氨基硅烷偶联剂加入到高速混合机中，充分混合15分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：200℃，二区温度：220℃，三区温度：220℃，四区温度：220℃，五区温度：220℃，六区温度：220℃，七区温度：220℃，八区温度：220℃，九区温度：220℃，机头温度230℃；主机转速：400rpm。
实施例4
(1)将50份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量80％)、50份的ABS树脂、1份的硬脂酸钙、1份的铝钛复合偶联剂加入到高速混合机中，充分混合10分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：180℃，二区温度：190℃，三区温度：190℃，四区温度：190℃，五区温度：190℃，六区温度：190℃，七区温度：190℃，八区温度：190℃，九区温度：190℃，机头温度200℃；主机转速：300rpm。
实施例5
(1)将30份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量70％)、20份的PS树脂、50份的ABS树脂、1份的EBS、1份的氨基硅烷偶联剂加入到高速混合机中，充分混合10分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：180℃，二区温度：200℃，三区温度：200℃，四区温度：200℃，五区温度：200℃，六区温度：200℃，七区温度：200℃，八区温度：200℃，九区温度：200℃，机头温度210℃；主机转速：350rpm。
实施例6
(1)将40份的碳酸钙母粒(碳酸钙含量80％)、60份的PS树脂、0.5份的硬脂酸锌、1份的硬脂酸钙、2份的铝钛复合偶联剂加入到高速混合机中，充分混合15分钟，得到预混物；
(2)将得到的预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度：180℃，二区温度：210℃，三区温度：210℃，四区温度：210℃，五区温度：210℃，六区温度：210℃，七区温度：210℃，八区温度：210℃，九区温度：210℃，机头温度220℃；主机转速：400rpm。
表1实施例和对比例各组分用量一览表(单位：重量份)
将上述各对比例和实施例制得的螺杆清洗剂按照如下方法进行螺杆的清洗：在100T注塑机中使用2kg有色产品制样，制样结束后，向注塑机中分别加入上述清洗剂，不断熔胶挤出，直到挤出物不含有杂色为止，记录清洗剂的用量和耗时。
表2对比例和实施例各项性能指标
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种固体环保型螺杆清洗剂，其特征在于：包括按重量份计的40～85份基体树脂和15～60份碳酸钙母粒，且该基体树脂和碳酸钙母粒的重量份总和为100份；还包括0.1～5.0份的润滑剂和0.1～5.0份的偶联剂，该润滑剂为酰胺类化合物和脂肪酸及其金属盐类中的至少一种，该偶联剂为改性硅烷偶联剂和铝钛复合偶联剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的固体环保型螺杆清洗剂，其特征在于：包括按重量份计的50～80份基体树脂和20～50份碳酸钙母粒，且该基体树脂和碳酸钙母粒的重量份总和为100份；还包括1.0～2.0份的润滑剂和1.0～3.0份的偶联剂，所述酰胺类化合物为乙撑双硬脂酰胺，所述脂肪酸及其金属盐类为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙，所述改性硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的固体环保型螺杆清洗剂，其特征在于：所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲氧二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的固体环保型螺杆清洗剂，其特征在于：所述基体树脂为聚丙烯树脂、ABS树脂和聚苯乙烯树脂中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的固体环保型螺杆清洗剂，其特征在于：所述碳酸钙母粒中碳酸钙的含量占碳酸钙母粒总质量的70～80％，且该碳酸钙母粒的树脂与基体树脂一致。
6.一种权利要求1至5中任一权利要求所述的固体环保型螺杆清洗剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)按固体环保型螺杆清洗剂各组分的配比重量份称取基体树脂、碳酸钙母粒、润滑剂和偶联剂，得到各组分原料；
(2)将称取好的各组分原料加入到混合机中进行充分混合5～20min，得到预混物；
(3)将所得预混物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出和拉条造粒，得到固体环保型螺杆清洗剂，其中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为160～210℃，二、三、四、五、六、七、八和九区温度均分别为180～230℃，机头温度为190～240℃；且主机的转速为250～450rpm。
7.根据权利要求6所述的固体环保型螺杆清洗剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为180～200℃，二、三、四、五、六、七、八和九区温度均分别为190～220℃，机头温度为200～230℃；且主机的转速为300～400rpm。
8.根据权利要求7所述的固体环保型螺杆清洗剂的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机为平行双螺杆挤出机，且其长径比为32～52:1。
9.根据权利要求8所述的固体环保型螺杆清洗剂的制备方法，其特征在于：所述平行双螺杆挤出机的长径比为40～48:1。
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