CN116285062A

CN116285062A - 一种人造草丝用的消光功能母粒及其制备方法

Info

Publication number: CN116285062A
Application number: CN202310250413.4A
Authority: CN
Inventors: 王清文; 刘凯; 施伟章; 梁朝江
Original assignee: Fujian Xufeng New Material Technology Co ltd
Current assignee: Fujian Xufeng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2023-03-15
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2023-06-23

Abstract

本发明公开了一种人造草丝用的消光功能母粒及其制备方法。以重量百分数计，制备原料含有20%‑50%的基体树脂、45%‑75%改性消光剂、1%‑3%润滑剂和2%‑4%粘合剂，改性消光剂为具有核壳结构的聚苯乙烯‑无机消光剂复合粒子。可使熔融后的材料达到较好的整体性，并保持良好的流动性，不易出现掉渣或者粘性过大粘附于拉丝设备的模口的现象，从而有助于提高生产的连续性、高效性和产量，还减少了熔体破裂的情况出现。

Description

一种人造草丝用的消光功能母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料用母粒领域，尤其涉及一种人造草丝用的消光功能母粒及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人造草坪的使用量不断增大。其中，人造草丝是人造草坪最核心的材料，为了仿真天然草的颜色，需要保持天然润雅的草丝本色，而不能凸显塑料的光亮和不自然，因此需要消除草丝的镜面反射光，为此，草丝的消光哑光成为人造草坪的主色调需求。

但是目前的草丝消光，很多是采用碳酸钙或者滑石粉等矿物质填充方式制作消光母粒，在拉丝生产过程中添加消光母粒，结果因为矿物质析出形成模口积碳，很容易导致拉丝断丝，中断连续生产，从而产生巨大生产浪费和生产效率的降低。并且这种填充矿物质的消光效果也不甚理想。

中国专利CN109880195B公开了塑料用消光母粒及其制备方法，及塑料制品，其中塑料用消光母粒，以重量百分数计，制备原料包括10-30％的载体、1-5％的润滑剂、20-50％的无机消光剂和20-50％的有机消光剂。所述无机消光剂为具有多孔结构的消光剂和具有条状结构的消光剂的混合物，所述有机消光剂为全硫化粉末橡胶和/或全交联粉末树脂。该发明中通过两种形状的无机消光剂和有机消光剂的相互配合，提高了消光母粒的消光性能。但是，该发明中的无机消光剂在载体(即塑料基体)中的难以分散均匀，会造成消光母粒机械性能的降低，进而影响引入消光母粒制成塑料的机械性能。

中国专利申请CN114591554A公开了一种塑料用消光母粒及其制备方法，所述塑料用消光母粒包括以下原料：基体树脂、复合消光剂、润滑剂和增容剂；所述复合消光剂为表面接枝有消光超支化聚合物的无机消光剂(二氧化钛)，其中，消光超支化聚合物因含有大量的吡啶环和苯并三唑的吸光结构，极大地减少了母粒的反射光，提高了母粒的消光性能；再次，该消光超支化聚合物接枝在二氧化钛表面，促进了二氧化钛在母粒基料中均匀分散，同时该接枝的消光超支化聚合物可以与母粒基料之间发生聚合物分子链的作用，降低二氧化钛在消光母粒基体料中的迁移，促进复合消光剂对消光母粒消光性能的增强作用和机械性能增强作用。但是二氧化钛的成本较高且复合消光剂的制备方法复杂，接枝率不高，在人造草丝上的应用极少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人造草丝用的消光功能母粒。

为实现上述目的，本发明提供一种人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，以重量百分数计，制备原料含有20％-50％的基体树脂、45％-75％改性消光剂、1％-3％润滑剂和2％-4％粘合剂，所述改性消光剂为具有核壳结构的聚苯乙烯-无机消光剂复合粒子。

进一步，所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯和尼龙6的任意一种。

进一步，所述改性消光剂的制备方法为，

(1)室温下，将3-(甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯超声分散在乙醇溶液中，然后加入无机消光剂粉末，超声分散30-45min；

(2)将苯乙烯单体、聚乙烯基吡络烷酮、偶氮异二丁腈加入到上述所得到的溶液中，70℃水浴加热反应24小时，搅拌转速为300r/min-500r/min；

优选的，所述3-(甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯、乙醇溶液、无机消光剂：苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量比为1-2g∶1000mL∶100-200g；100-200g∶1g∶4-8g∶100-200g；

(3)反应完后，所得样品用水和醇多次洗至表面无可溶性杂质，抽滤后真空干燥制得聚苯乙烯-无机消光剂复合粒子。

进一步，所述无机消光剂为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土、硅藻土的一种或几种。

进一步，所述润滑剂为硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、复合脂肪酸盐混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯中的至少两种。

进一步，所述粘合剂为硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖中的至少一种。

本发明还提供一种所述人造草丝用的消光功能母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基体树脂、三分之二体积的改性消光剂、粘合剂、润滑剂初步混合，混合均匀得到主喂混合物料1，同时将三分之一体积的改性消光剂作为侧喂混合物料2，将主喂混合物1从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时将侧喂混合物料2从侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后拉条造粒后得到人造草丝用的消光功能母粒

本发明通过加入具有核壳结构的改性消光剂，内核的无机消光剂可以提高母粒基料的消光性能和机械性能，同时外壳的聚苯乙烯与基体树脂具有良好的相容性，促进无机消光剂在母粒基料中均匀分散；通过基体树脂、润滑剂一起配合，有助于功能消光母粒材料具有较好的混合均匀性，同时，加入粘合剂还有助于增加基体树脂和改性消光剂之间粘连效果，从而提高形成消光功能母粒材料内部的组分之间的联合效果，可使熔融后的材料达到较好的整体性，并保持良好的流动性，不易出现掉渣或者粘性过大粘附于拉丝设备的模口的现象，从而有助于提高生产的连续性、高效性和产量，还减少了熔体破裂的情况出现。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本发明提供一种人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，以重量百分数计，制备原料含有20％-50％的基体树脂、45％-75％改性消光剂、1％-3％润滑剂和2％-4％粘合剂，所述改性消光剂为具有核壳结构的聚苯乙烯-无机消光剂复合粒子。

进一步，所述改性消光剂的制备方法为，

将基体树脂、三分之二体积的改性消光剂、粘合剂、润滑剂初步混合，混合均匀得到主喂混合物料1，同时将三分之一体积的改性消光剂作为侧喂混合物料2，将主喂混合物1从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时将侧混合物料2从侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后拉条造粒后得到人造草丝用的消光功能母粒

实施例1：消光功能母粒的制备

以重量分数计，称取20％的聚乙烯、75％的改性消光剂、1％的润滑剂、4％的粘合剂，经高速混合，再以双螺杆挤出机熔融混炼、挤出造粒得消光功能母粒。

其中，改性消光剂为核壳结构的聚苯乙烯-二氧化硅复合材料，二氧化硅的粒径为2-8微米，制备中TMSMA、乙醇溶液、无机消光剂的用量具体为：2g∶1000mL∶150g；超声分散40min；苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量具体为：150g∶1g∶6g∶150g。

润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌按质量比1∶1形成的混合物，粘合剂为硬脂酸乙二醇双酯。

实施例2：消光功能母粒的制备

以重量分数计，称取30％的聚丙烯、65％的改性消光剂、2％的润滑剂、3％的粘合剂，经高速混合，再以双螺杆挤出机熔融混炼、挤出造粒得消光母粒。

其中，改性消光剂为核壳结构的聚苯乙烯-滑石粉复合材料，滑石粉的粒径为2-8微米，制备中TMSMA、乙醇溶液、无机消光剂的用量具体为：1g∶1000mL∶100g；超声分散45min；苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量具体为：100g∶1g∶4g∶100g。

润滑剂为硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺按质量比1∶1形成的混合物，粘合剂为普鲁兰多糖。

实施例3：消光功能母粒的制备

以重量分数计，称取40％的尼龙6、55％的改性消光剂、2.5％的润滑剂、2.5％的粘合剂，经高速混合，再以双螺杆挤出机熔融混炼、挤出造粒得消光母粒。

其中，改性消光剂为核壳结构的聚苯乙烯-碳酸钙复合材料，碳酸钙的粒径为2-8微米，制备中TMSMA、乙醇溶液、无机消光剂的用量具体为：1.5g∶1000mL∶200g；超声分散30min；苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量具体为：200g∶1g∶8g∶200g。

润滑剂为硅酮、聚偏氟乙烯按质量比1∶1形成的混合物，粘合剂为普鲁兰多糖。

实施例4：消光功能母粒的制备

以重量分数计，称取50％的聚乙烯、45％的改性消光剂、3％的润滑剂、2％的粘合剂，经高速混合，再以双螺杆挤出机熔融混炼、挤出造粒得消光母粒。

其中，改性消光剂为核壳结构的聚苯乙烯-硅藻土复合材料，硅藻土的粒径为2-8微米，制备中TMSMA、乙醇溶液、无机消光剂的用量具体为：2g∶1000mL∶180g；超声分散35min；苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量具体为：180g∶1g∶8g∶180g。

润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯按质量比1∶1∶1形成的混合物，粘合剂为硬脂酸乙二醇双酯。

对比例1

与实施例1类似，只是将改性消光剂改为未改性的无机消光剂，即未改性的二氧化硅。

对比例2

与实施例1类似，不加润滑剂。

对比例3

与实施例1类似，不加粘合剂。

对比例4

与实施例1类似，只是将聚乙烯的添加量改为75％，无机消光母粒的添加量改为20％。

将实施例1、实施例4、对比例1～4的各消光功能母粒皆以重量分数为20％的比例加入80％的聚乙烯塑料粒子中，将实施例2的消光功能母粒以重量分数为20％的比例加入80％的聚丙烯塑料粒子中，将实施例3的消光功能母粒以重量分数为20％的比例加入80％的尼龙6塑料粒子中，分别混合后经注塑机注塑成为样板，利用光泽度测试仪测试各样板的光泽度，其中熔体流动速率采用ISO 1133测试标准，光泽度采用IS0 2883测试标准，同时混合后经挤出机拉丝为人造草丝，观察拉丝过程中，模口上试验样品的堆积情况和熔体破裂现象，记录并分析，其结果如表1所示。

表1

从表1可知，与对比例1～3相比，实施例1～4的消光功能母粒制成的塑料样板进行光泽度测试时，光泽度值更小，消光效果较好。这主要是由于对比例1无机消光剂没有进行改性，其在塑料加工过程中往往被包在塑料内部，不会富集于塑料制品表面，从而使消光效果大打折扣。对比例2没有添加润滑剂，消光效果差、在模口的堆积现象严重和熔体破裂现象严重。对比例3没有添加粘合剂，基体树脂和改性消光剂之间粘连效果差，消光效果、在模口的堆积现象和熔体破裂现象严重，当减少改性消光剂的用量时，比如对比例4中的改性消光剂添加量为20％，消光效果差。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，以重量百分数计，制备原料含有20%-50%的基体树脂、45%-75%改性消光剂、1%-3%润滑剂和2%-4%粘合剂，所述改性消光剂为具有核壳结构的聚苯乙烯-无机消光剂复合粒子。

2.如权利要求1所述人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯和尼龙6的任意一种。

3.如权利要求1所述人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，所述改性消光剂的制备方法为，

（1）室温下，将3-（甲氧基硅烷）丙基甲基丙烯酸酯超声分散在乙醇溶液中，然后加入无机消光剂粉末，超声分散30-45min；

（2）将苯乙烯单体、聚乙烯基吡络烷酮、偶氮异二丁腈加入到上述所得到的溶液中，70℃水浴加热反应24小时，搅拌转速为300r/min-500r/min；

优选的，所述3-（甲氧基硅烷）丙基甲基丙烯酸酯、乙醇溶液、无机消光剂：苯乙烯单体、PVP、AIBN、无机消光剂的用量比为1-2g:1000mL:100-200g；100-200g：1g：4-8g：100-200g；

（3）反应完后，所得样品用水和醇多次洗至表面无可溶性杂质，抽滤后真空干燥制得聚苯乙烯-无机消光剂复合粒子。

4.如权利要求3所述人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，所述无机消光剂为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土、硅藻土的一种或几种。

5.如权利要求1所述人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸与N,N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、复合脂肪酸盐混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯中的至少两种。

6.如权利要求1所述人造草丝用的消光功能母粒，其特征在于，所述粘合剂为硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖中的至少一种。

7.一种权利要求1-6任一所述人造草丝用的消光功能母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基体树脂、三分之二体积的改性消光剂、粘合剂、润滑剂初步混合，混合均匀得到主喂混合物料1，同时将三分之一体积的改性消光剂作为侧喂混合物料2，将主喂混合物1从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时将侧喂混合物料2从侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后拉条造粒后得到人造草丝用的消光功能母粒。