CN1270969A

CN1270969A - 高填充无机物塑料制品材料和制作工艺及制作设备

Info

Publication number: CN1270969A
Application number: CN 99112862
Authority: CN
Inventors: 段锡黎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-25

Abstract

高填充无机物塑料制品材料和制作工艺及制作设备,按重量百分比聚丙烯20—40%、聚乙烯10—30%、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉30—60%,外加添加剂混合,用双螺杆挤出机与拉片机之间配有拉片机头的设备进行混炼,并直接拉制成板材。这样减少了因高无机物引起的粹性及易碎性,更加接近于聚丙烯的性能,简化了制作板材材料的工艺和制作设备、降低了能耗和费用。

Description

高填充无机物塑料制品材料和制作工艺及制作设备

本发明涉及一种主要是以常用的聚丙烯、聚乙烯为基料，并适当高地填充无机物而构成的塑料制品材料，和制作这种板材材料的工艺方法，以及制作这种板材材料的设备。

已有的塑料制品材料多采用聚丙烯或聚乙烯，在聚丙烯、聚乙烯加有少量的添加剂。添加剂有抗老化剂、降解剂、分散剂、润滑剂、偶联剂等。无机物碳酸钙也作为添加剂，少量地加入聚丙烯、聚乙烯中，一般不超过百分之五。也有一种塑料钙板材料，是由占90％以上作为基材的碳酸钙与作为粘按剂的聚丙烯、聚乙烯混合而成的。即使有些碳酸钙只占62-65％，但又增加了其他物质如木粉等，使得非粘接成份还是占80％以上。粘接剂是以硬性的聚丙烯为主、柔性的聚乙烯为辅，聚乙烯只占5-10％。所以，与塑料的性能相差的比较远，在制作成制品时变形拉伸性能比较差。木粉等原料的摩擦系数比较大，对于原料的混炼和成形都不利，特别是使得制品表面不光滑。由于这种比例的原材料的混炼比较费事，所以其制作板材材料的方法都是先将配比的原料混炼造粒，再将粒料热融拉制成板材材料。

本发明的目的是提供一种成本较低、便于制品成形的高填充无机物塑料制品的材料；提供一种制作这种高填充无机物塑料板材材料的工艺方法。

本发明的高填充无机物塑料制品的材料，为聚丙烯、聚乙烯和无机填料混合物，其特征在于：按重量百分比聚丙烯占20-40％、聚乙烯占11-30％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉占30-60％，外加有适量的添加剂，如降解剂等。这样聚丙烯、聚乙烯作为基础材料，主要还保持着聚丙烯、聚乙烯的塑料性能，特别是聚丙烯与聚乙烯成份比相当，利用聚乙烯量的增加来改变高无机填料的粹性及制品的易破碎性。本发明的最好是按重量百分比聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉占40-55％配比，还可以按重量百分比聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙占20-40％、滑石粉占10-30％的配比。这样更有利聚丙烯、聚乙烯溶融性，以及与无机填料的有效混合，保证了材料很好的塑性，混炼及成形过程具有较好的润滑性，形成高无机填料的制品具有不粹性及制品的不易破碎性。

本发明的填料主要是选用了碳酸钙和滑石粉及类似的填料。碳酸钙是本发明最常用的无机粉状填料。从填料的角度，碳酸钙可分为轻质、重质、胶质碳酸钙，多采用轻质碳酸钙。碳酸钙为无臭无味的白色粉未，在酸性溶液中或加热至850℃就分解为氧化钙和二氧化碳。在我国碳酸钙资源极为丰富，在一般填料中属于廉价填料。碳酸钙无毒，白度大，无活性，所以在所塑料混炼成型时的高温不能使其发生热分解及变色。本发明中所使用的碳酸钙粉优选择在800-1200目。

本发明中，滑石粉作为塑料填料，可提高制品的硬度，耐火性，抗酸碱性，电绝缘性，尺寸稳定性，耐蠕变性。特别是本发明材料中加有滑石粉，增加了原料在混炼过程和材料制作制品过程的机械润滑性，可减少对机械及模具的磨损，减少了能耗、提高了效率。我国滑石粉矿藏资源丰富，价格低廉，适当地更多地填加与塑料制成品中可大幅度地降低其制成品的成本。滑石粉是纯白，银白，粉红或淡黄的细粉，不溶于水，化学性质又活泼，性柔软有滑腻感、无臭、无毒、可用于与食品接触的制品。

在其他同等条件下，无机物碳酸钙或滑石粉或碳酸钙和滑石粉填充量选择在20％-60％之间，最好是40-55％。主要是考虑到制成品的用途和使用习惯，在降低某些于理化指标，即能够达到使用要求的同时，来降低产品生产成本和降低不可再生资源使用量。如在原料中添加20％的滑石粉或碳酸钙或碳酸钙和滑石粉，并适量调入有关的助剂，得出的制成品其拉伸性、抗冲击性，直角撕袭强度等项指标都大大高于一般塑料制成品的实际用途要求，可以用于制作拉伸性、抗冲击性，直角撕袭强度要求高低制品。在原料中添加40％的无机物，并适量调整有关的助剂，做出的制成品其拉促性、冲击强度，直角撕袭强度等项指标，都能与制成品的实际应用条件相适应，并且还可在其它指标上有所提高，如：耐温性、抗收缩性、刚性和硬度等，并且制成品的原料成本下降幅度较大，与同类产品相比，有一定的竞争力。在此基础上再使无机物的添加量提高到50-55％时，其理化指标将有明显的下降，但仍可使制成品即保持了原有的使用价值又达到了大幅度降低成本和节约资源的最终目的。可以用于制作如餐盒、盘、冰淇淋盒等，在使用中无需有过高的力学性能要求，其制成品原材料成本较低，与同类产品相比具有竞争力。当然填充量越大成本就越减少，但产品的使用价值就越小，对于一次性用于盛装热的物质的杯、碗、盘、盒，可以选择高达60％碳酸钙或滑石粉或碳酸钙和滑石粉填充量，利用具有的高耐温性来保证其一次使用的理化指标，无机物的添加量才可达到可实用的目的。而聚丙烯和聚乙烯的总量则随着无机物的增加而相应减少，聚丙烯在20-40％范围内相应减少的比率较大，聚乙烯在15-30％范围内相应减少的比率较小。

本发明的工艺是，将按重量百分比的聚丙烯20-40％、聚乙烯11-30％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉30-60％，外加有适量的添加剂用双螺杆挤出机进行混炼，混炼出的材料直接通过片材机头并拉制成板材。最好是按重量百分比聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙占20-40％、滑石粉占10-30％的配比混合。这样不仅能够达到制出的材料匀质稳定，而且节省了造粒的费用，不用二次加热融化，减少了能耗、降低了制作成本。

实现本发明的工艺并制作高填充无机物塑料的本发明设备，是由双螺杆挤出机与拉片机连通，双螺杆挤出机与拉片机之间配有拉片机头。双螺杆挤出机的双螺杆为分段不同螺距构成的双螺杆并在各螺距段设有相应的螺纹块。本发明的设备结构简化，减小了设备的体积，使高填充无机物塑料材料混炼的均匀，形成的板材和制成品质量稳定，节省了制作能耗和成本。

本发明与已有的技术相比，具有高达近一半的无机填充物，大大降低了因此形成材料的成本；由于所含的聚乙烯比例较高，相应地减少了因高无机物引起的粹性及易破碎性，而且使得原材料的混炼和板材制成制品更加接近于聚丙烯的性能；加入的无机物碳酸钙或滑石粉或碳酸钙和滑石粉填充量及优选的比例范围，更便于原料的混炼，特别是加入的滑石粉更有利于减少混炼和成形的机械磨损，提高制品表面的光洁度；简化了制作板材材料的工艺步骤，减少了制作设备的数量、减少设备操作占用的空间，降低了加工的能耗和加工费用。

下面结合附图的实例进一步说明本发明。

实施例1、将按重量百分比的聚丙烯20％、聚乙烯20％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉60％，配制原料并外加有适量的添加剂。将原料直接加入到双螺杆挤出机、拉片机连通设备的进料斗，进行混炼。原料在双螺杆各螺距段被混合加热、密炼、捏合、挤压，将原料混炼成均匀的高填充无机物塑料材料。经挤压的材料，通过双螺杆挤出机与拉片机之间配有的拉片机头挤出，直接通过片材机头并由拉片辅机拉制成板材。原材料只经过一次的加热，就直接混炼拉制成高填充无机物塑料的板材。这种板材适合制作用于盛装热水、热饭、热菜的杯、碗、盘等，也可以真空热成形制作一次性的快餐盒。

实施例2、将按重量百分比的聚丙烯40％、聚乙烯20％、无机填料碳酸钙40％，配制原料并外加有适量的光降解剂。将原料直接加入到双螺杆挤出机的进料斗，进行混炼。双螺杆挤出机的双螺杆分为四段不同螺距的螺纹段，原料在双螺杆各螺纹段，分别被混合加热、密炼、捏合、挤压，将原料混炼成均匀的高填充碳酸钙的塑料材料。双螺杆挤出机与拉片机连通，并在双螺杆挤出机的出口设置拉片机头。混炼好的材料经挤压，通过双螺杆挤出机出口的的拉片机头挤出，直接由拉片辅机拉制成高填充碳酸钙的塑料板材。原材料只经过一次的加热，就直接混炼拉制成高填充碳酸钙塑料的板材。板材基本保持了与聚丙烯相近的物理性能，适合于热成形及真空热成形制作包装制品。

实施例8、将聚丙烯20公斤、聚乙烯30公斤、无机填料滑石粉50公斤，并外加有适量的添加剂偶联剂1.5％、淀粉基生物降解剂1％配制成原料。将原料直接加入到双螺杆挤出机设备的进料斗，进入双螺杆挤出机进行混炼。双螺杆挤出机的双螺杆分成四段，形成不同的螺距，构成不同的混炼结构。双螺杆挤出机的出口配有拉片机头，并配合设置拉片辅机，形成了由配有拉片机头的双螺杆挤出机与拉片机构成制作高填充无机物塑料的设备。原料通过料斗进入双螺杆挤出机，在双螺杆各螺距段被混合加热、密炼、捏合、挤压，将原料混炼成均匀的高填充滑石粉塑料材料。经挤压的材料，通过双螺杆挤出机出口的拉片机头挤出，并由拉片辅机拉制成板材。原材料只经过一次的加热，就直接混炼拉制成高填充滑石粉塑料的板材。这种板材适合制作热成形的包装制品，也适合制作热成形的一次性快餐盒。

实施例4、将聚丙烯40公斤、聚乙烯30公斤、无机填料碳酸钙30公斤，并外加有适量的添加剂偶联剂1.5％、分散润滑剂2％配制成原料。将原料直接加入到制作高填充无机物塑料设备的双螺杆挤出机进料斗，进入双螺杆挤出机内的双螺杆进行混炼。双螺杆挤出机的双螺杆分成四段，形成混合加热宽螺距段、密炼的窄螺距段、捏合的中螺距段、挤压的螺距段，构成不同的混炼结构。双螺杆挤出机的出口配有拉片机头，并配合设置拉片辅机，形成了由配有拉片机头的双螺杆挤出机与拉片机构成制作高填充无机物塑料的设备。原料通过料斗进入双螺杆挤出机，在双螺杆各螺距段被混合加热、密炼、捏合、挤压，将原料混炼成均匀的高填充碳酸钙塑料材料。经挤压的材料，通过双螺杆挤出机出口的拉片机头挤出，并由拉片辅机拉制成板材。原材料只经过一次的加热，就直接混炼拉制成高填充碳酸钙塑料的板材。这种板材适合制作真空热成形的塑料制品，也适合热吹制的塑料制品

实施例5、将聚丙烯20公斤、聚乙烯25公斤、碳酸钙30公斤、滑石粉25公斤，并外加有适量的添加剂偶联剂1.5％，加入高速搅拌机中精心预混合，配制成原料。将混合的原料直接加入到制作高填充无机物塑料设备的双螺杆挤出机进料斗，进入双螺杆挤出机内的双螺杆进行混炼。双螺杆挤出机的双螺杆分成四段，形成混合加热宽螺距段、密炼的窄螺距段、捏合的中螺距段、挤压的螺距段，构成不同的混炼结构。双螺杆挤出机的出口配有拉片机头，并配合设置拉片辅机，形成了由配有拉片机头的双螺杆挤出机与拉片机构成制作高填充无机物塑料的设备。原料通过料斗进入双螺杆挤出机，在双螺杆各螺距段被混合加热、密炼、捏合、挤压，将原料混炼成均匀的高填充碳酸钙塑料材料。经挤压的材料，通过双螺杆挤出机出口的拉片机头挤出，并由拉片辅机拉制成板材。原材料只经过一次的加热，就直接混炼拉制成高填充碳酸钙塑料的板材。这种板材适合制作热成形的塑料制品，也适合制作热压成形各种容器。

Claims

1、一种高填充无机物塑料制品的材料，为聚丙烯、聚乙烯和无机填料混合物，外加有添加剂，其特征在于：按重量百分比为聚丙烯占20-40％、聚乙烯占10-30％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉占30-60％。

2、如权利要求1所说的高填充无机物塑料制品的材料，其特征在于：按重量百分比为聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉占40-55％。

3、如权利要求1所说的高填充无机物塑料制品的材料，其特征在于：按重量百分比为聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙占20-40％、滑石粉占10-30％。

4、生产高填充无机物塑料制品材料的工艺，其特征在于：是将按重量百分比的聚丙烯20-40％、聚乙烯11-30％、无机填料碳酸钙或滑石粉或者碳酸钙和滑石粉30-60％，外加有适量的添加剂混合，用双螺杆挤出机进行混炼，混炼出的材料直接通过片材机头并拉制成板材。

5、如权利要求4所说的高填充无机物塑料制品材料的工艺，其特征在于：按重量百分比聚丙烯占25-35％、聚乙烯占17-28％、无机填料碳酸钙占20-40％、滑石粉占10-30％混合。

6、制作高填充无机物塑料的设备，是有双螺杆挤出机，其特征在于：双螺杆挤出机与拉片机连通，双螺杆挤出机与拉片机之间配有拉片机头。

7、如权利要求6所说的制作高填充无机物塑料的设备，其特征在于：双螺杆挤出机的双螺杆为分段不同螺距构成的双螺杆，并在各螺距段设有相应的螺纹块。