專利名稱：一種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人類社會(huì)的發(fā)展，塑料已經(jīng)成為人類生活和生產(chǎn)中必不可少的材料；而塑料的加工則是使塑料為人類所利用的重要環(huán)節(jié)。塑料加工需要對(duì)塑料進(jìn)行熔融，進(jìn)而成型制品；在這ー過(guò)程中必定伴隨塑料熔體與加工機(jī)械、塑料熔體自身的摩擦。為減小這種摩擦，便于塑料加工，潤(rùn)滑劑成為了必不可少的塑料加工助劑。常用的塑料潤(rùn)滑劑有各種蠟類、脂肪酸類、金屬皂類、脂肪族酰胺類等， 其中各種蠟類用途最為廣泛。蠟類潤(rùn)滑劑多數(shù)來(lái)自石油，如石蠟、液體石蠟、微晶蠟、聚こ烯蠟、聚丙烯蠟等。隨著石油資源的逐漸緊張，蠟類潤(rùn)滑劑的價(jià)格持續(xù)上漲，導(dǎo)致塑料加工成本日益上升。塑料加工中除潤(rùn)滑劑外，還需要增塑劑、熱穩(wěn)定劑、增溶剤、增韌劑、增強(qiáng)劑、填料等各種助劑。傳統(tǒng)塑料加工配方中各種助劑往往只起到単一的作用，為實(shí)現(xiàn)塑料制品優(yōu)異的綜合性能，塑料的配方需包含多種組分，導(dǎo)致其復(fù)雜程度増加，會(huì)產(chǎn)生成本増加、エ藝不易控制、性能穩(wěn)定性降低等問(wèn)題。為降低成本或提升強(qiáng)度剛性等性能，無(wú)機(jī)粉體在塑料加工被大量應(yīng)用，但大量添加無(wú)機(jī)粉體對(duì)塑料加工性能的影響非常明顯，對(duì)潤(rùn)滑劑的依賴很大。球形或近似球形的無(wú)機(jī)粉體具有一定的潤(rùn)滑性能，對(duì)加工性能有一定幫助，但對(duì)塑料的力學(xué)性能影響較大。在塑料中同時(shí)添加不同種類的無(wú)機(jī)粉體，以平衡加工性能和力學(xué)性能的研究開(kāi)展較多。但通過(guò)改性直接用粉體作為潤(rùn)滑劑還鮮有報(bào)道。公開(kāi)號(hào)為CN 1302822 A的文獻(xiàn)報(bào)道了一種聚こ烯蠟的接枝改性エ藝，其使用馬來(lái)酸酐對(duì)聚こ烯蠟進(jìn)行接枝改性，為順利加工擠出，其主要通過(guò)將エ藝溫度控制在90°C以下，從而降低熔體流動(dòng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)接枝改性的聚こ烯蠟功能多祥化，可提供潤(rùn)滑、脫模、增強(qiáng)等功能。但其存在聚こ烯蠟接枝的引發(fā)劑，接枝単體的種類和用量不合理；エ藝溫度范圍太窄，實(shí)際生產(chǎn)難以控制；エ藝溫度低，反應(yīng)不充分，接枝效果不明顯等缺陷。公開(kāi)號(hào)為CN 20203087 U的文獻(xiàn)報(bào)道了ー種包覆式聚こ烯蠟粉體，其將粉體分散于聚こ烯蠟中，用噴霧法制成包覆式粉體，應(yīng)用于涂料或油墨中。其主要目的是通過(guò)包覆，平衡聚こ烯蠟和粉體的密度，使其更穩(wěn)定的分散，不至于在涂料或油墨中上浮或下沉。其對(duì)聚こ烯蠟未進(jìn)行改性處理，對(duì)無(wú)機(jī)粉體未進(jìn)行優(yōu)選，兩者復(fù)合后功能単一，沒(méi)有對(duì)聚こ烯蠟和粉體復(fù)合后在塑料中的適應(yīng)性進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。通過(guò)用其他物質(zhì)替代或改進(jìn)性能來(lái)減少以石油為原料的蠟的使用量，増加增強(qiáng)其功能；在產(chǎn)品性能不受影響的前提下簡(jiǎn)化塑料加工的配方，減少各種助劑的用量；優(yōu)化無(wú)機(jī)粉體添加量大的塑料配方的加工性和力學(xué)性能，充分挖掘無(wú)機(jī)粉體的多種功能等問(wèn)題是塑料加エ中重要的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制造方法。該塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤(rùn)滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效。具體的，本發(fā)明采用以下產(chǎn)品技術(shù)方案ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征是具有30 80%質(zhì)量比的接枝改性高分子蠟外殼，內(nèi)部包覆20 70%質(zhì)量比的球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體內(nèi)核。為使復(fù)合潤(rùn)滑劑具有潤(rùn)滑性以外的增容、偶聯(lián)、表面活性等優(yōu)異的綜合性能，進(jìn)ー步的產(chǎn)品技術(shù)方案是所述的接枝改性高分子蠟外殼為接枝改性聚こ烯蠟、接枝改性聚丙烯蠟、接枝改性こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種。接枝改性引入了極性基團(tuán)，增加了高分子蠟的表面張力。為保證復(fù)合潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性相比普通高分子蠟不過(guò)多損失，進(jìn)ー步的產(chǎn)品技術(shù)方 案是所述的球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體內(nèi)核是球形或近似球形的滑石粉、玻璃微珠、硫酸鋇、石墨、ニ硫化鑰、硫化鈣、ニ氧化硅、氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、閃透石、蛇紋石中的ー種或多種。球形或近似球形的無(wú)機(jī)粉體分布于塑料大分子間，可増加分子間距，降低位阻，有利于提高塑料熔體流動(dòng)性。為使復(fù)合潤(rùn)滑劑易分散，適應(yīng)不同種類塑料的加工，球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體大小為300 1200目。本發(fā)明采用以下制造技術(shù)方案一種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制造方法，其特征是采用如下エ藝步驟a)將高分子蠟與接枝単體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機(jī)擠出造粒;b)使用包覆設(shè)備在接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體。為實(shí)現(xiàn)高分子蠟的接枝改性，進(jìn)ー步的制造技術(shù)方案是所述的接枝改性エ藝步驟中各組分的質(zhì)量比為高分子蠟50 98%，接枝單體I 15%，引發(fā)劑O. I I. 5%，金屬皂O 35%。為降低擠出造粒的難度，提升高分子蠟接枝率，更進(jìn)一歩的制造技術(shù)方案是所述的接枝改性エ藝步驟中高分子蠟為聚こ烯蠟、聚丙烯蠟、こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種，其中聚こ烯蠟為聚こ烯裂解制得；接枝単體為復(fù)配的馬來(lái)酸酐和丙烯酸或復(fù)配的α -甲基丙烯酸和丙烯酸；引發(fā)劑為復(fù)配的過(guò)氧化ニ異丙苯和過(guò)氧化苯甲酰；金屬皂為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的ー種或多種。不同種類蠟的熔體流動(dòng)性不同，混合使用可對(duì)擠出造粒的熔體流動(dòng)性進(jìn)行調(diào)控；復(fù)配的兩種接枝単體可發(fā)生交替共聚，使接枝鏈長(zhǎng)增加；半衰期長(zhǎng)和短的引發(fā)劑復(fù)配，可平衡整個(gè)擠出過(guò)程引發(fā)劑濃度；使接枝反應(yīng)更充分，較高熔點(diǎn)的金屬皂的加入可調(diào)控?cái)D出熔體的流動(dòng)性。通過(guò)配方的優(yōu)化，高分子蠟的擠出溫度范圍得以擴(kuò)大，為使接枝反應(yīng)更充分，以上制造技術(shù)方案中接枝改性エ藝步驟中螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)式雙螺桿擠出機(jī)，エ藝溫度為9(T150°C，其中機(jī)頭可選擇較低溫度使造粒更順利。為實(shí)現(xiàn)接枝改性高分子蠟外殼對(duì)球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體內(nèi)核的良好包覆，進(jìn)ー步的制造技術(shù)方案是所述的包覆粉體エ藝步驟中包覆設(shè)備為連續(xù)式粉體包覆改性機(jī)，改性機(jī)轉(zhuǎn)速1500 3000r/min，改性溫度80 120°C。連續(xù)式粉體包覆改性機(jī)擁有包覆率高、速度快、連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使用其作為包覆設(shè)備，能有效提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制造方法有以下明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)高分子蠟進(jìn)行接枝改性，使其擁有極性，在保持潤(rùn)滑特性的同時(shí)還能取得增容作用，有利于塑料中不同組分的相容性提高，改善力學(xué)性能，適用的塑料品種也得以增加；通過(guò)不同種類高分子蠟的混合，如聚こ烯蠟和聚丙烯蠟的混合，可以適用于更多種類的塑料加工，同時(shí)使其加工溫度范圍得以擴(kuò)大，降低了接枝時(shí)的擠出造粒難度；加入金屬皂這種同時(shí)具有內(nèi)外潤(rùn)滑性、熱穩(wěn)定作用、表面活性的物質(zhì)，使高分子蠟的潤(rùn)滑性進(jìn)ー步加強(qiáng)的同時(shí)也具備了金屬皂的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)金屬皂較高的熔點(diǎn)也有利于高分子蠟反應(yīng)擠出造粒。通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)粉體的優(yōu)選，使用本身具有潤(rùn)滑性能的球形或近似球形的無(wú)機(jī)粉體，使無(wú)機(jī)粉體取代了一部分高分子蠟，降低整體成本；通過(guò)接枝改性高分子蠟對(duì)無(wú)機(jī)粉體的包覆，形成了類型偶聯(lián)劑處理的效果，加入塑料中對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生有利影響，特別是在高無(wú) 機(jī)粉體添加量的塑料配方中，由于不同粉體的協(xié)同作用，性能能得到很大改善；使用連續(xù)包覆技術(shù)，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑實(shí)現(xiàn)了通過(guò)用其他物質(zhì)替代或改進(jìn)性能來(lái)減少以石油為原料的蠟的使用量，増加增強(qiáng)其功能；在產(chǎn)品性能不受影響的前提下簡(jiǎn)化塑料加工的配方，減少各種助劑的用量；優(yōu)化無(wú)機(jī)粉體添加量大的塑料配方的加工性和力學(xué)性能，充分挖掘無(wú)機(jī)粉體的多種功能等重要突破。本發(fā)明ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤(rùn)滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效；有利于簡(jiǎn)化改性塑料配方和エ藝，提高塑料加工性能，降低成本。以下通過(guò)具體的實(shí)施例再對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于此。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例實(shí)施例I本實(shí)施中潤(rùn)滑粉體的組成成分如下內(nèi)核球形硫酸鋇，質(zhì)量比40 % ；外殼接枝改性高分子蠟，質(zhì)量比60%。外殼的接枝改性的配方如表I :表I
權(quán)利要求
1.ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征是具有30 80%質(zhì)量比的接枝改性高分子蠟外売，內(nèi)部包覆20 70%質(zhì)量比的球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體內(nèi)核。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征是所述的接枝改性高分子蠟外殼為接枝改性聚こ烯蠟、接枝改性聚丙烯蠟、接枝改性こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征是所述的球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體內(nèi)核是球形或近似球形的滑石粉、玻璃微珠、硫酸鋇、石墨、ニ硫化鑰、硫化鈣、ニ氧化硅、氧化鋁、高嶺土、蒙脫土、閃透石、蛇紋石中的ー種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征是所述的球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體大小為300 1200目。
5.一種權(quán)利要求I所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑的制造方法，其特征是采用如下エ藝步驟 a)將高分子蠟與接枝単體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機(jī)擠出造粒，成為接枝改性高分子蠟； b)使用包覆設(shè)備在步驟a)生成的接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中各組分的質(zhì)量比為高分子蠟48. 5% 98. 9%，接枝單體I 15%，引發(fā)劑O. I I. 5%,金屬皂O 35%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中高分子蠟為聚こ烯蠟、聚丙烯蠟、こ烯-こ酸こ烯酯共聚物蠟中的ー種或多種；接枝單體為復(fù)配的馬來(lái)酸酐和丙烯酸或復(fù)配的α-甲基丙烯酸和丙烯酸；引發(fā)劑為過(guò)氧化ニ異丙苯和過(guò)氧化苯甲酰；金屬皂為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的ー種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟a)中螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)式雙螺桿擠出機(jī)，改性的エ藝溫度為9(T150°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑的制造方法，其特征是所述的エ藝步驟b)中使用的包覆設(shè)備為連續(xù)式粉體包覆改性機(jī)，改性機(jī)轉(zhuǎn)速1500 3000r/min，改性溫度.80 120°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于塑料助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種塑料復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制造方法。包括球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體的內(nèi)核，及于外層包覆的接枝改性高分子蠟外殼。采用如下工藝步驟a)接枝改性將高分子蠟與接枝單體、引發(fā)劑及金屬皂混合均勻后使用螺桿擠出機(jī)改性造粒；b)包覆粉體使用包覆設(shè)備在接枝改性高分子蠟中包入球形或近似球形具潤(rùn)滑性的無(wú)機(jī)粉體。通過(guò)原料的優(yōu)選和改進(jìn)，以及工藝的優(yōu)化將各組分合理的復(fù)合，形成的復(fù)合潤(rùn)滑劑在塑料加工中擁有良好的全溫度范圍內(nèi)外潤(rùn)滑特性，兼顧熱穩(wěn)定、增容等功效；有利于簡(jiǎn)化改性塑料配方和工藝，提高塑料加工性能，降低成本。
文檔編號(hào)C08K3/30GK102690440SQ20121018558
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者曾小健, 陳慶 申請(qǐng)人:成都新柯力化工科技有限公司