CN113912944B - 一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料成型加工技术领域，具体公开了一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法，包括如下重量份计的各组分：基体树脂70‑100份、活性白土5‑20份、改性玄武岩纤维5‑20份、偶联剂1‑15份、含氟共聚物1‑10份、抗氧化剂0.1‑1份。本方案制得的清洗剂清洗效率高、且清洗产生的成本低，而且还能实现节能环保，清洗过程产生的废品可回收利用，且制备工艺简单，使用方法简便。

Description

一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料成型加工技术领域，具体是一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法。

背景技术

随着塑料成型加工技术逐渐成熟，塑料制品在各种领域的应用越来越广泛。但塑料制品的颜色种类繁多，在切换颜色进行洗料时，易产生大量的废品，特别是涉及到多层共挤模具换色洗料时，其流道长、结构复杂、清洗难度更大。

针对上述问题，目前通常的解决方法有以下三种：

一是用透明的原料先进行预清洗，清洗到一定程度后再使用原计划生产制品的原料进行清洗，直至清洗达到合格为止，这种方式虽然产生的废品可以回收再利用，但废品过多造成回收成本较大。

二是将加工设备进行拆卸清理，这种方式虽然产生较少的废品，但需耗费大量的时间与人力成本，且频繁对加工设备进行拆装会缩短设备的使用寿命。

三是通过新型的清洗剂进行清洗，如中国专利公开号为CN102618401B的发明专利一种双螺杆高效环保造粒颗粒清洗剂及其生产方法，公开了该清洗剂由10-30份基体树脂、60-80份无机粉体、0-10润滑剂、0-10份偶联剂制成，该清洗剂具有高效、环保、无毒等优点，但该清洗剂中因无机粉体含量过高，导致清洗过程中产生的废品不可回收再利用。此外，中国专利公开号为CN103450644A的发明专利公开了一种可回收使用的环保螺杆清洗剂，该清洗剂由30-85％原料树脂、5-60％溴化环氧树脂、10-60％玻璃纤维、0-10％抗氧剂制成，该清洗剂效果好、可回收再利用，但其原料树脂仅为聚对苯二甲酸丁二醇酯、ABS、尼龙66或PA66，这种清洗剂只能用于小宗的工程塑料，却不能应用于聚丙烯、聚乙烯等大宗塑料制品的换色洗料。

发明内容

本发明意在提供一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法，以解决现有技术中换色洗料时存在的清洗效率低或者清洗后产生的废品不能回收利用的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种用于塑料加工设备的清洗剂及其制备方法，包括如下重量份计的各组分：基体树脂70-100份、活性白土5-20份、纤维5-20份、偶联剂1-15份、含氟共聚物1-10份、抗氧化剂0.1-1份，其中纤维长度小于8mm，纤维直径6-12μm。

相比于现有技术的有益效果：

采用本方案时，在基体树脂中加入活性白土和纤维，并利用偶联剂使得活性白土和纤维能够在基体树脂中分散均匀，分散在基体树脂中的纤维形成网状结构，而活性白土均匀填充在网状结构的网格间隙中，既增大了清洗剂与残留颜料的接触面积，又增强了整个网状结构的强度；在清洗颜料的过程中，纤维的网状结构不断将设备上残留的颜料刮落，而网格间隙中的活性白土，因活性白土其自身不但具备较大的比表面积和吸附能力还具有一定的研磨性，使得活性白土既对残余颜料进行吸附，也同时在随网状结构的移动中将残余在设备上的颜料刮落，本方案进而通过活性白土和纤维的配合在基体树脂作为载体下实现了对残留颜料的多重作用，进而快速实现残余颜料的去除，采用本方案清洗残余颜料的效率相比现有用纯的树脂作为清洗剂相比，本方案清洗效率加快了至少一倍，同时清洗剂的用量也减少了一半以上，清洗效率更高，同时本方案中的清洗剂中除基体树脂以外的其他组分相对较少，清洗产生的废品依然是可以再回收利用的，进而实现了环保，除此之外，本方案相比现有技术中清洗剂中加入大量无机粉体相比，本方案除基体树脂外的组分含量少故而成本也更低。

此外，在实际使用中，颜料残留的设备表面的粗糙度并不完全相同，对于相对粗糙的表面，相当于在设备表面存在凹坑，当颜料进入到凹坑中后，仅仅依靠纤维的刮擦是不能实现颜料的快速洗净的，而本方案通过活性白土的粉料性质以及具有的吸附性质，其能够快速将凹坑中的颜料带出，进而使得本方案不仅清洗效率高而且清洗地也能更加彻底。

在清洗颜料过程中，因通过刮擦的方式对残余的颜料进行了清洗，当残余颜料被清洗后，清洗剂将直接接触设备表面，进而造成清洗剂对设备的刮擦，本方案为了减少刮擦对设备的影响，在清洗剂中加入了含氟共聚物，利用含氟共聚物具有的较低表面能，在颜料清洗过程中含氟共聚物渗出到熔融的清洗剂表面，进而在塑料加工设备的表面形成一个隔离层，形成对设备表面的保护作用，以降低清洗过程对设备带来的磨损。

进一步，所述基体树脂，80-90份、活性白土10-15份、纤维10-15份、偶联剂5-10份、含氟共聚物2-5份、抗氧化剂0.3-0.5份。

有益效果：采用本方案时，通过控制活性白土、纤维、偶联剂和含氟共聚物的量，使得本方案的清洗剂在保证清洗效果的同时，尽可能提高基体树脂的占比，以避免因除基体树脂以外的其他组分含量过大而影响清洗过程产生的废品的回收利用情况。

进一步，所述活性白土粒径为500-1000目。

进一步，所述基体树脂为聚丙烯或聚乙烯。

有益效果：本方案的基体树脂采用聚丙烯或聚乙烯，进而方便本方案在大宗塑料制品中进行换色洗料。

进一步，所述纤维为改性玄武岩纤维。

有益效果：与现有技术中常用的玻璃纤维相比，改性玄武岩纤维强度高、表面粗糙度高、负载性能优，可以与活性白土协同将塑料加工设备难清理的杂质通过刮擦形式清除。

进一步，所述纤维为二氧化硅改性玄武岩纤维，纤维长度为1-5mm。

有益效果：经过二氧化硅改性的玄武岩纤维，增大了纤维表面粗糙度，进而有利于提高纤维形成的网状结构与残余颜料的接触面积，以使得残余颜料能够更快被刮擦掉，同时也因为纤维表面粗糙度的增大，更多的纤维能够触及设备表面相对粗糙的凹坑部位，能够协助活性白土的移动，并与活性白土共同作用将凹坑部位的颜料去除，进一步提高清洗效果和清洗效率；除此之外改性后的纤维强度更高，使得网状结构强度更强，刮擦效果更好。

进一步，所述偶联剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯。

有益效果：马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯可以极大地改善活性白土、纤维与基体树脂的亲和性以及活性白土、纤维的分散性，并便于清洗剂通过熔融挤出工艺制得。

进一步，所述含氟共聚物为乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种。

有益效果：含氟共聚物由于具有较低的表面能，在清洗过程中可以熔体中渗出到熔体表面，在塑料加工模具的表面形成一个隔离层，从而起到将粘附在模具表面的杂质或颜料从塑料加工模具表面剥离的作用。

进一步，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。

有益效果：抗氧剂可以保持基体树脂的优良性能延长使用寿命，防止基体树脂在加工时以及使用时热氧降解。

一种用于塑料加工设备的清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将活性白土烘干处理；S2、按上述配方将基体树脂、活性白土、纤维、偶联剂、含氟共聚物、抗氧剂进行充分混合；S3、将完成步骤S2的混合物置于挤出机中进行熔融挤出造粒，得到清洗剂。

有益效果：采用本方法制备的清洗剂，整个制备过程简单，清洗剂的制备成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

一种用于塑料加工设备的清洗剂，其原料包括如下重量份计的各组分：基体树脂70-100份、粒径为500-1000目的活性白土5-20份、二氧化硅改性玄武岩纤维5-20份、偶联剂1-15份、含氟共聚物1-10份、抗氧化剂0.1-1份，其中二氧化硅改性玄武岩纤维的纤维长度为1-5mm，纤维直径为6-12μm，断裂强度大于等于0.73(N/tex)，弹性模量大于等于94Gpa，偶联剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯，含氟共聚物为乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种，抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。

为验证本发明，进行如下具体的试验，试验中基体树脂采用聚丙烯，活性白土粒径为800目，二氧化硅改性玄武岩纤维具体技术指标为纤维长度为3mm、纤维直径为9μm、断裂强度为0.73(N/tex)、弹性模量为94Gpa，偶联剂采用马来酸酐接枝聚丙烯(也即PP-G-MAH)，含氟共聚物采用乙烯-四氟乙烯共聚物，抗氧化剂采用抗氧化剂1010。本试验根据上述配方具体细化为八个不同的配方并形成八个实施例，八个实施例均将采用下述制备方法制备，区别仅在于原料及其配比不同，详见下表1：

表1实施例1-8原料配比表

用于塑料加工设备的清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将活性白土置于80-110℃进行烘干处理30min。

S2、按上述配方将基体树脂、活性白土、改性玄武岩纤维、偶联剂、含氟共聚物、抗氧剂在高速混合机进行充分混合，得到预混物。

S3、将上述预混物置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，得到清洗剂，其中双螺杆挤出机的工艺参数为：机筒温度190℃，连接体温度200℃，模头温度220℃，螺杆转速400rpm。

为与现有技术形成对比而设计了对比例1，对比例1采用透明的纯聚丙烯树脂作为清洗剂进行换色洗料。

将上述实施例1-8制备的清洗剂以及对比例1的清洗剂均按照如下步骤进行三层共挤设备外层的换色洗料：

步骤一、将三层共挤设备外层挤出机倒入天蓝色聚丙烯原料进行挤出管材，至管材外层颜色均匀后，将三层共挤设备外层螺杆中的原料挤空，螺杆直径为75mm，螺杆长径比为25:1。

步骤二、将清洗剂倒入三层挤出设备外层挤出机进行换色洗料，直至挤出管材外层颜色由天蓝色洗至无色点，螺杆转速70rpm，管材规格为dn20*en2.8，同时记录过程所用清洗剂的重量以及洗料所用时间。

经上述换色洗料步骤得到各实施例清洗剂和对比例1的换色洗料效果如表2。

表2各实施例清洗剂和对比例1的换色洗料效果表

由以上实施例和对比例的情况可知，实施例3、实施例4、实施例7和实施例8的换色洗料时间在12-15min，清洗剂用量在23kg-29kg，从清洗的角度来说，实施例3、4、7和8均有突出的清洗效果，相比作为现有技术的对比例1，在用时上缩短了40多分钟的时间，是原来清洗效率的4-5倍，而产生的清洗剂用量却仅为对比例1的20％多，故而说明本实施例制备的清洗剂清洗效率高，且清洗剂中含有的非基体树脂的成分也相对较少，使用完成的废品还能再回收利用，有利于降低成本和实现节能环保，且清洗剂的制备过程简单，制备成本低，使用方法也简单。

从上述表1和表2的实施例1、2和实施例3、4进行比较可知，实施例1、2中活性白土的含量相对较低，其清洗效率相对降低了约一半，但使用的清洗剂却几乎达到了实施例3、4的2倍，说明了活性白土对本发明的清洗剂的清洗效果的重要性。

从上述表1和表2的实施例5、6和实施例3、4进行比较可知，实施例5、6中偶联剂的占比较少，使得实施例5、6的清洗剂的清洗时间延长了接近一倍，清洗剂用量也多用了约1倍的量，可见偶联剂对于本发明的清洗剂的清洗效果的重要性。

实施例3和4之所以能够达到如此效果，是在于在基体树脂中加入活性白土和二氧化硅改性玄武岩纤维，并利用偶联剂使得活性白土和纤维能够在基体树脂中分散均匀，分散在基体树脂中的纤维形成网状结构，而活性白土均匀填充在网状结构的网格间隙中，既增大了清洗剂与残留颜料的接触面积，又增强了整个网状结构的强度；在清洗颜料的过程中，纤维的网状结构不断将设备上残留的颜料刮落，而网格间隙中的活性白土，因活性白土其自身不但具备较大的比表面积和吸附能力还具有一定的研磨性，使得活性白土既对残余颜料进行吸附，也同时在随网状结构的移动中将残余在设备上的颜料刮落，本方案进而通过活性白土和纤维的配合在基体树脂作为载体下实现了对残留颜料的多重作用，进而快速实现残余颜料的去除；此外，因活性白土的粉料性质以及具有的吸附性质，加之二氧化硅改性玄武岩纤维的配合作用使得粗糙度较差的设备表面上的颜料也能被快速带出，进而促使本实施例3和实施例4清洗速度更快且清洗更加彻底。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种用于塑料加工设备的清洗剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：基体树脂80-90份、活性白土10-15份、纤维10-15份、偶联剂5-10份 、含氟共聚物2-5份、抗氧化剂0.3-0.5份，其中活性白土粒径为100-2000目，纤维直径6-12μm，纤维为二氧化硅改性玄武岩纤维，纤维长度为1-5mm；偶联剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯。

2.根据权利要求1所述的用于塑料加工设备的清洗剂，其特征在于，所述活性白土粒径为500-1000目。

3.根据权利要求1所述的用于塑料加工设备的清洗剂，其特征在于，所述基体树脂为聚丙烯或聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的用于塑料加工设备的清洗剂，其特征在于，所述含氟共聚物为乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的用于塑料加工设备的清洗剂，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于塑料加工设备的清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将活性白土烘干处理；

S2、按上述配方将基体树脂、活性白土、纤维、偶联剂、含氟共聚物、抗氧剂进行充分混合；

S3、将完成步骤S2的混合物置于挤出机中进行熔融挤出造粒，得到清洗剂。