CN108250709A - 一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法 - Google Patents

一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，涉及热固性模塑料技术领域，包括以下步骤：(1)配料，(2)混炼，(3)造粒。本发明以固态不饱和聚酯树脂作为主料、以高岭土作为填料、以C5加氢石油树脂和氯化聚乙烯橡胶作为成型助剂，并以润滑剂、脱模剂、交联剂、引发剂、颜料、阻聚剂作为功能助剂制得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料，所制不饱和聚酯模塑料自身具有润滑性，在应用于电器产品的运动部件时能显著减小磨损量，从而延长使用寿命。

Description

一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法
技术领域：
本发明涉及热固性模塑料技术领域，具体涉及一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法。
背景技术：
不饱和聚酯模塑料作为一种热固性材料，因具有优异的耐候性、机械性、电气绝缘性、易加工成型等特点而广泛应用于家电控制器件、电连接器、断路器、开关等电器绝缘结构部件及机械电气性能要求较高的场合。传统的不饱和聚酯模塑料选用液体的不饱和聚酯树脂、低收缩剂并添加必要的其它组分制成，在应用于电器产品的运动部件时，由于普通不饱和聚酯模塑料不具有自润滑性，容易磨损，从而缩短产品的使用寿命。
为了减小磨损，可通过添加润滑剂的方式来赋予普通不饱和聚酯模塑料自润滑性能。专利CN101265357公开了一种自润滑耐磨团状模塑料，所用润滑剂为胶体石墨粉，所制不饱和聚酯模塑料具有较好的自润滑性以及力学性能，但仍存在以下不足：首先，由于采用的是液体的不饱和聚酯树脂，配方中必须添加低收缩添加剂以降低液体不饱和聚酯树脂的固化收缩率，而生产过程中低收缩添加剂是溶解在苯乙烯单体中一起添加到液体不饱和聚酯树脂中，又由于苯乙烯易挥发的特性，使不饱和聚酯模塑料在生产过程中存在物料储存时间短以及污染加工环境的缺陷；其次，使用胶体石墨粉作为润滑剂，由于石墨本身呈黑灰色，因此所制不饱和聚酯模塑料也未黑灰色，颜色不能根据需要随意调整；再者，石墨加入量少时所制不饱和聚酯模塑料自润滑效果欠佳，石墨加入量大时自润滑效果虽然显著提升，但由于石墨易导电，使所制不饱和聚酯模塑料的电气性能大幅度降低；此外，这种不饱和聚酯模塑料存在加工成型适用范围窄的弊端，一般只适合模压或传递成型。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺重复性好、环保性强且产品自润滑效果好、磨损量低的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，包括以下步骤：
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
固态不饱和聚酯树脂35-45份、高岭土10-15份、C5加氢石油树脂5-10份、氯化聚乙烯橡胶5-10份、润滑剂1-5份、脱模剂1-5份、交联剂1-5份、引发剂0.5-2份、颜料0.5-2份、阻聚剂0.05-0.2份；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
所述固态不饱和聚酯树脂选自邻苯型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂、间二甲苯不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂中的一种。
所述润滑剂选自聚四氟乙烯粉、聚酰胺粉中的一种。
所述脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝中的一种。
所述交联剂选自三聚氰酸三烯丙酯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯中的一种。
所述引发剂选自过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化丁烯酸叔丁酯、过氧化二异丙苯中的一种。
所述阻聚剂选自对苯二酚、叔丁基对苯二酚、对苯醌中的一种。
所述高岭土经插层改性处理，其具体改性方法为：先利用20-25℃水将水处理级多聚谷氨酸制成饱和溶液，再加入煅烧高岭土粉末，并加热至回流状态保温搅拌1-5h，所得混合物自然冷却至50℃以下时离心分离，去上层清液，剩余物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得多聚谷氨酸/高岭土插层复合物粉末。
所述水处理级多聚谷氨酸、煅烧高岭土粉末的质量比为30-50:5-10。
多聚谷氨酸进入高岭土层间，高岭土层间距由插入前的1nm扩大至插入后的1.23nm，插层率95％以上；多聚谷氨酸在高岭土层间以平行于高岭土片层的方式呈单层排列，其所含羧基与高岭土的内表面羟基形成氢键，其所含氨基与高岭土硅氧层的氧原子形成氢键，以改善高岭土作为填料的填充性能。
所述润滑剂由硅酸镁铝、氢化蓖麻油和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚制成，其具体制备方法为：将硅酸镁铝加热至115-125℃保温搅拌，再加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和氢化蓖麻油，继续在115-125℃保温搅拌，直至所得膏体黏度不再变化，并以5-10℃/min的降温速度冷却至零下10-5℃，然后在零下10-5℃下保温静置2h，所得固体于自然环境中恢复至室温，最后经超微粉碎机制成微粉，即得润滑剂。
所述硅酸镁铝、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、氢化蓖麻油的质量比为1-5:0.1-1:0.1-1。
硅酸镁铝经氢化蓖麻油和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚处理后制得润滑剂，所制润滑剂呈白色粉末状，并具有优于聚四氟乙烯粉、聚酰胺粉的润滑效果。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以固态不饱和聚酯树脂作为主料、以高岭土作为填料、以C5加氢石油树脂和氯化聚乙烯橡胶作为成型助剂，并以润滑剂、脱模剂、交联剂、引发剂、颜料、阻聚剂作为功能助剂制得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料，所制不饱和聚酯模塑料自身具有润滑性，在应用于电器产品的运动部件时能显著减小磨损量，从而延长使用寿命；
(2)本发明通过对高岭土的插层改性处理，不仅有效提高高岭土作为填料的填充性能，而且显著改善填料高岭土与聚酯树脂的共混相容性，促进高岭土在聚酯树脂中的均匀分散，从而增强其填充性能；
(3)本发明所制润滑剂呈白色粉末状，不仅相对于聚四氟乙烯粉、聚酰胺粉具有较强的润滑效果，而且克服了采用石墨或二硫化钼作为润滑剂存在的产品颜色单一的缺陷，通过所制润滑剂与颜料的配合使用，可以根据需要将产品制成不同的颜色；
(4)本发明通过以固态不饱和聚酯树脂作为主料，使配方中不再需要添加低收缩添加剂，从而避免了采用液体不饱和聚酯树脂作为主料还需添加低收缩添加剂从而使不饱和聚酯模塑料在生产过程中物料储存时间短且对加工环境造成危害的问题。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点95℃的邻苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
实施例2
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
实施例3
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点95℃的邻苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
润滑剂的制备：将3kg硅酸镁铝加热至115-125℃保温搅拌，再加入0.5kg三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和0.3kg氢化蓖麻油，继续在115-125℃保温搅拌，直至所得膏体黏度不再变化，并以5-10℃/min的降温速度冷却至零下10-5℃，然后在零下10-5℃下保温静置2h，所得固体于自然环境中恢复至室温，最后经超微粉碎机制成微粉，即得润滑剂。
实施例4
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
润滑剂的制备：将5kg硅酸镁铝加热至115-125℃保温搅拌，再加入1kg三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和0.5kg氢化蓖麻油，继续在115-125℃保温搅拌，直至所得膏体黏度不再变化，并以5-10℃/min的降温速度冷却至零下10-5℃，然后在零下10-5℃下保温静置2h，所得固体于自然环境中恢复至室温，最后经超微粉碎机制成微粉，即得润滑剂。
实施例5
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
高岭土的改性处理：先利用20-25℃水将30kg水处理级多聚谷氨酸制成饱和溶液，再加入5kg煅烧高岭土粉末，并加热至回流状态保温搅拌4h，所得混合物自然冷却至50℃以下时离心分离，去上层清液，剩余物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得多聚谷氨酸/高岭土插层复合物粉末。
实施例6
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
高岭土的改性处理：先利用20-25℃水将50kg水处理级多聚谷氨酸制成饱和溶液，再加入10kg煅烧高岭土粉末，并加热至回流状态保温搅拌4h，所得混合物自然冷却至50℃以下时离心分离，去上层清液，剩余物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得多聚谷氨酸/高岭土插层复合物粉末。
实施例7
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂40kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
高岭土的改性处理：先利用20-25℃水将50kg水处理级多聚谷氨酸制成饱和溶液，再加入10kg煅烧高岭土粉末，并加热至回流状态保温搅拌4h，所得混合物自然冷却至50℃以下时离心分离，去上层清液，剩余物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得多聚谷氨酸/高岭土插层复合物粉末。
润滑剂的制备：将5kg硅酸镁铝加热至115-125℃保温搅拌，再加入1kg三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和0.5kg氢化蓖麻油，继续在115-125℃保温搅拌，直至所得膏体黏度不再变化，并以5-10℃/min的降温速度冷却至零下10-5℃，然后在零下10-5℃下保温静置2h，所得固体于自然环境中恢复至室温，最后经超微粉碎机制成微粉，即得润滑剂。
对照例1
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂45kg、高岭土10kg、C5加氢石油树脂5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
对照例2
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂45kg、高岭土10kg、氯化聚乙烯橡胶5kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
对照例3
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
软化点90℃的间苯型不饱和聚酯树脂50kg、高岭土10kg、润滑剂聚四氟乙烯粉5kg、脱模剂硬脂酸锌3kg、交联剂二乙烯基苯3kg、引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯2kg、颜料铁红0.5kg、阻聚剂对苯二酚0.05kg；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
实施例8
分别利用实施例1-7、对照例1-3加工制备同规格的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料，并测定所制不饱和聚酯模塑料的磨损量和机械电气性能，测定结果如表1所示。同时以专利CN 102504123A实施例1所制自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料作为对照例4。
模塑收缩率测试方法参照JB/T 3958.2；
磨损量测试方法参照GB/T 3960；
无缺口冲击强度测试方法参照GB/T 1043；
缺口冲击强度测试方法参照GB/T 1043；
电气强度测试方法参照GB/T 1408；
负荷热变形温度测试方法参照GB/T 1634.1。
表1本发明所制不饱和聚酯模塑料的磨损量和机械电气性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：按如下配比称取各组分，并经高速混合机混合均匀，即得物料；
固态不饱和聚酯树脂35-45份、高岭土10-15份、C5加氢石油树脂5-10份、氯化聚乙烯橡胶5-10份、润滑剂1-5份、脱模剂1-5份、交联剂1-5份、引发剂0.5-2份、颜料0.5-2份、阻聚剂0.05-0.2份；
(2)混炼：将混合好的物料通过螺旋输送器定量送入双螺杆混炼机中混炼，混炼温度控制在120-130℃；
(3)造粒：将混炼好的物料送入螺杆挤出造粒机中挤出造粒，造粒温度控制在100-110℃，并经自然冷却、筛分、包装即得自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料。
2.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述固态不饱和聚酯树脂选自邻苯型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂、间二甲苯不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述润滑剂选自聚四氟乙烯粉、聚酰胺粉中的一种。
4.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝中的一种。
5.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述交联剂选自三聚氰酸三烯丙酯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化丁烯酸叔丁酯、过氧化二异丙苯中的一种。
7.根据权利要求1所述的自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法，其特征在于：所述阻聚剂选自对苯二酚、叔丁基对苯二酚、对苯醌中的一种。
CN201810023575.3A 2018-01-10 2018-01-10 一种自润滑耐磨型不饱和聚酯模塑料的加工方法 Pending CN108250709A (zh)

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