耐滑擦性的滾塑制品及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐滑擦性的滾塑制品及其制備方法，屬于滾塑材料【技術(shù)領(lǐng)域】。包括線型低密度聚乙烯基底，在基底上增加一層耐滑擦層，耐滑擦層由線型低密度聚乙烯、無機(jī)耐磨劑、高分子增強(qiáng)劑和助劑組成。通過無機(jī)超細(xì)耐磨劑處理、耐滑擦層的滾塑組合物的制備和耐滑擦性的滾塑制品的制備三步完成。本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品，內(nèi)外表面光滑，層間結(jié)合良好，無翹曲、變形、氣泡、凹陷，制品刮磨損耗體積減少50%以上，耐滑擦性的滾塑制品的制備方法簡單、安全，效果明顯。
【專利說明】耐滑擦性的滾塑制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于滾塑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種耐滑擦性的滾塑制品及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]滾塑成型的大型游樂設(shè)施既克服了過去鋼鐵水泥形式對(duì)兒童易產(chǎn)生磕碰傷害，又克服了涂刷油漆產(chǎn)生的因有害物質(zhì)遷移對(duì)兒童造成的污染，是家長放心、兒童喜愛的健身方式，同時(shí)，開發(fā)了兒童智力，增加了兒童交往能力，對(duì)兒童的成長具有極大的益處。但是由于滾塑成型的塑料原料通常是線形低密度聚乙烯，相對(duì)質(zhì)地較軟耐滑擦性較差，特別是在有砂礫、塵土附著在表面時(shí)，對(duì)滾塑制品的表面?zhèn)Ω?，影響色彩，塑料制品表面一旦被破壞，將改變破損部位的摩擦系數(shù)，加速磨損使其破壞，還可能導(dǎo)致性能變差,過早的老化、脆裂。目前大多數(shù)滾塑廠家采用樹脂加入顏料滾塑成型，制品在耐滑擦方面還沒有作更多的工作。
[0003]滾塑現(xiàn)有的技術(shù)是廠家采用滾塑專用樹脂直接滾塑成型，或者根據(jù)使用要求直接將色粉添加到樹脂中生產(chǎn)，通常的滾塑玩具配方是在研磨后的滾塑聚乙烯中添加5~10份色粉。
[0004]聚乙烯耐磨方面的研究，更多的在于高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯方面，這是由其基本性能決定的。其本身密度較高、質(zhì)地較硬，耐磨性相對(duì)較高。如汪小偉等研究了納米UHMWPW/A1203復(fù)合材料在不同溫度下的磨擦磨損性能,發(fā)現(xiàn)添加5%的Al2O3材料耐磨性能較好。
[0005]清華大學(xué)賀鵬、趙安赤等研究了納米二氧化硅改性高密度聚乙烯耐磨性(塑料，2001年I期30卷)，發(fā)現(xiàn)SiO2添加量為2%時(shí)體系的性能最好，特別是體系的干磨擦性能最好可以提高3倍多，但存在SiO2添加量較少不易均勻分散的缺點(diǎn)。
[0006]2011年，安寶山在工程塑料應(yīng)用中發(fā)表采用PA6與小粒徑玻璃微珠改性制成滾塑聚乙烯滾塑專用料加15%的PA6可以提高復(fù)合材料的力學(xué)及熱性能，加入15%的經(jīng)偶聯(lián)劑處理的玻璃微珠可以改善力學(xué)及熱學(xué)性能，并且可以保持流動(dòng)性、密度降低不明顯，并可以降低成本，可用于高耐溫及高剛性方面。但玻璃微珠光潔、硬度大，對(duì)研磨機(jī)有較大損傷。
[0007]低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯，密度低、質(zhì)地軟，耐磨性相對(duì)較低。但是線型密度聚乙烯和低密度聚乙烯在滾塑加工中具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，使得人們不得不認(rèn)真考慮它的使用方法，以發(fā)揮其最大效用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是提供一種耐滑擦性的滾塑制品，有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的滾塑制品表面耐滑擦性低問題，實(shí)現(xiàn)表面耐滑擦性高，使用壽命長的滾塑制品，且生產(chǎn)過程無粉塵，不損害工人的健康。
[0009]本發(fā)明同時(shí)提供了工藝簡單、方便實(shí)施的制備方法。
[0010]本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品，包括線型低密度聚乙烯基底，在基底上增加一層耐滑擦層，耐滑擦層由線型低密度聚乙烯、無機(jī)耐磨劑、高分子增強(qiáng)劑和助劑組成。
[0011]本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品包含以下原料及成分:
[0012]線型低密度聚乙烯 25-70份
[0013]無機(jī)耐磨劑5-35份
[0014]高分子增強(qiáng)劑5-20份
[0015]助劑:
[0016]
相容劑5-20份
分散劑0.5-2份
潤滑劑1.0-3份
偶聯(lián)劑0.5-2份
抗氧劑1.0-2份
抗紫外劑1.0 -2份。
[0017]本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品優(yōu)選配方如下:
[0018]線型低密度聚乙烯 30-60份
[0019]無機(jī)耐磨劑15-30份
[0020]高分子增強(qiáng)劑10-15份
[0021]助劑:
[0022]
相容劑10-20份
分散劑1.0-2.0份
潤滑劑1.0-2.0份
偶聯(lián)劑1.0-2.0份
抗氧劑1.0-2.0份
抗紫外劑1.0-2.0份。
[0023]其中，本發(fā)明所述的線型低密度聚乙烯密度為0.936-0.939g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為4-7g/10min。線型低密度聚乙烯一般為乙烯與丁烯、己烯的共聚物或茂金屬催化劑線型低密度聚乙烯，。
[0024]所述的無機(jī)耐磨劑包括滑石粉、玻璃微球、氫氧化鋁、二氧化硅，優(yōu)選滑石粉和二氧化硅，滑石粉與二氧化硅組成重量比為1:1-5:1。加入到聚合物中可以明顯地提高其硬度、剛性，經(jīng)表面處理可以明顯的改善共混物的力學(xué)性能?；劢M成以二氧化硅為主呈層狀結(jié)構(gòu)，受外力作用時(shí)可以發(fā)生層狀滑移，具有適當(dāng)?shù)臐櫥?，加入后可以減少對(duì)機(jī)械及磨具的磨損，并且可以降低潤滑劑的添加量。二氧化硅具有較大的立體空間結(jié)構(gòu)，松密度不到
0.1克每立方米，比表面積幾十到幾百平方米每克，吸附能力很強(qiáng)，且表面帶有較多的極性基團(tuán)，常被用于耐磨制品中，如在橡膠輪胎中僅次于碳黑。但二氧化硅粉塵的危害是長期吸入易引起矽肺，使用時(shí)必須小心，加強(qiáng)防護(hù)。[0025]所述的增強(qiáng)組分采用尼龍成分，優(yōu)選尼龍6。塑料硬度的提高，可以明顯地提高耐磨性。由其分子結(jié)構(gòu)上看，分子鏈較鋼硬、且含極性基團(tuán)。本發(fā)明中尼龍類似鋼筋的作用，通過采用相容劑可以使尼龍成分均勻的分布在聚乙烯機(jī)體中發(fā)揮增強(qiáng)作用。尼龍本身的摩擦系數(shù)低，尼龍組分分布于表面時(shí)亦可降低制品的摩擦系數(shù)。尼龍分子含有極性基團(tuán)，與無極耐磨劑具有極好的粘附作用，在尼龍基體中可以添加高含量的改性劑，并制得復(fù)合材料。
[0026]所述的無機(jī)耐磨劑與高分子增強(qiáng)劑配比為1:1-3:1。
[0027]所述的相容劑為低密度聚乙烯或線型低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。相容劑用來改善機(jī)體樹脂與添加組分的表面結(jié)合性能，作用是降低界面的張力，增加界面層的厚度，減小分散粒子的直徑，阻止分散相的凝聚、穩(wěn)定已形成的相形態(tài)結(jié)構(gòu)。相容劑能夠改善填料與機(jī)體的相互作用，提高結(jié)合力。由于相容劑分子鏈上接入極性基團(tuán)，其于含有大量極性基團(tuán)的尼龍相容性較好，形成雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)。相容劑的作用如同一張大網(wǎng)。既結(jié)合固定無機(jī)物又固定有機(jī)物，還要包含聚乙烯，形成了一種性能特殊的混合物。
[0028]所述的分散劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅，優(yōu)選硬脂酸鈣。作用是將無機(jī)填料均勻的分散于樹脂基體中防止結(jié)團(tuán)。
[0029]所述的潤滑劑為芥酸酰胺或油酸酰胺，優(yōu)選油酸酰胺。潤滑劑的作用是分散在表面上降低制品的表面摩擦系數(shù),改善耐磨性。
[0030]所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸脂偶聯(lián)劑，優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑三甲基硅烷KH-560。偶聯(lián)劑是增強(qiáng)填料與樹脂基體的結(jié)合力，提高力學(xué)性能。
[0031]所述的抗氧劑為抗氧劑1010或168，抗紫外劑為抗紫外劑788?？寡鮿?、抗紫外劑是保護(hù)滾塑制品加工過程的穩(wěn)定及使用壽命。
[0032]耐滑擦性的滾塑制品的制備方法如下:`[0033](I)無機(jī)超細(xì)耐磨劑處理
[0034]將滑石粉在真空條件下，70_90°C烘干，稱量后加入高速混合機(jī)中，加入偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑，以600-1200轉(zhuǎn)速/分鐘混合，時(shí)間8-12分鐘，再加入二氧化硅粉體，混合5-10分鐘，出料，備用；
[0035](2)耐滑擦層的滾塑組合物的制備
[0036]將線型低密度聚乙烯、抗氧劑、抗紫外劑、相容劑、無機(jī)超細(xì)耐磨劑、尼龍加入轉(zhuǎn)速為600-2000轉(zhuǎn)/分混合機(jī)中混合，混合時(shí)間5-10分鐘，擠出造粒，耐滑擦層的滾塑組合物粒子長度為1.0-2.0mm。其后將其磨成35-45目的粉備用；擠出機(jī)的溫度范圍160_260°C，螺桿轉(zhuǎn)速100-300轉(zhuǎn)/分鐘；
[0037](3)耐滑擦性的滾塑制品的制備
[0038]將耐滑擦層的滾塑組合物與線型低密度聚乙烯混合后，按一定比例加入到成型模具中，加熱成型，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間冷卻，制得耐滑擦性的滾塑制品，滾塑溫度260-290°C、滾塑時(shí)間為 25-35min。
[0039]本發(fā)明在滾塑加工過程中，因離心力的作用密度較大的專用料顆粒在加工中逐漸移向靠近模具的位置，因此形成制品的外層是耐滑擦層、內(nèi)層為通用的滾塑聚乙烯樹脂。耐滑擦層是一層既硬又滑、耐滑擦性能優(yōu)良的復(fù)合物，覆蓋在滾塑聚乙烯樹脂上，如同給滾塑制品裹上一件防護(hù)層。從而改善滾塑制品的表面耐滑擦性，提高滾塑制品的使用壽命。
[0040]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:[0041]本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品，內(nèi)外表面光滑，層間結(jié)合良好，無翹曲、變形、氣泡、凹陷，制品刮磨損耗體積減少50%以上。
[0042]本發(fā)明耐滑擦性的滾塑制品的其制備方法簡單、安全，效果明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0043]圖1為耐滑擦性的滾塑制品。
[0044]I為線型低密度聚乙烯基底；2為耐滑擦層。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0046]試驗(yàn)所用原料:
[0047]基礎(chǔ)樹脂
[0048]線型低密度聚乙烯1:LLDPE1，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為4.7g/10min，密度0.935g/
3
cm ο
[0049]線型低密度聚乙烯2:LLDPE2,熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為6.6g/10min,密度0.938g/
3
cm ο
[0050]偶聯(lián)劑:三甲基硅烷KH-560。
[0051]接枝高密度聚乙烯(hdpe-g-mah):熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為2.6g/10min，接枝率1.0%,密度 0.946g/cm3。
[0052]接枝線型低密度聚乙烯(lldpe-g-mah):熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為1.6g/10min,接枝率1.2%,密度 0.926g/cm3。
[0053]接枝低密度聚乙烯(ldpe-g-mah):熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為1.lg/10min,接枝率
1.1%，密度 0.916g/cm3。
[0054]尼龍6:密度 1.15g/cm3，熔點(diǎn):210_229°C，標(biāo)準(zhǔn)粘度 2.6。
[0055]油酸酰胺:熔點(diǎn)72_77°C，碘值:80-88 (gl/100g)。
[0056]耐滑擦性的滾塑組合物1:
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種耐滑擦性的滾塑制品，包括線型低密度聚乙烯基底，其特征在于，在基底上增加一層耐滑擦層，耐滑擦層由線型低密度聚乙烯、無機(jī)耐磨劑、高分子增強(qiáng)劑和助劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，耐滑擦層的組合物原料由以下成分組成: 線型低密度聚乙烯 25-70 無機(jī)耐磨劑5-35 高分子增強(qiáng)劑5-20 助劑:相容劑5-20抗氧劑1.0-2分散劑0.5-2潤滑劑 1.0-3抗紫外劑1.0-2偶聯(lián)劑0.5-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，線型低密度聚乙烯密度為0.936-0.939g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為4_7g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，無機(jī)耐磨劑為滑石粉、玻璃微球、氫氧化鋁和二氧化硅中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，無機(jī)耐磨劑為滑石粉和二氧化硅，滑石粉與二氧化硅組成重量比為1:1-5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，高分子增強(qiáng)劑采用尼龍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐滑擦性的滾塑制品，無機(jī)耐磨劑與高分子增強(qiáng)劑的質(zhì)量配比為1:1-3:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐滑擦性的滾塑制品，其特征在于，相容劑為低密度聚乙烯或線型低密度聚乙烯接枝馬來酸酐；分散劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅；潤滑劑為芥酸酰胺或油酸酰胺；抗氧劑為抗氧劑1010或168 ;抗紫外劑為抗紫外788 ;偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸脂偶聯(lián)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐滑擦性的滾塑制品的制備方法，其特征在于，如下步驟: (1)無機(jī)超細(xì)耐磨劑處理 將滑石粉在真空條件下，70-90°C烘干，稱量后加入高速混合機(jī)中，加入偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑，以600-1200轉(zhuǎn)速/分鐘混合，時(shí)間8-12分鐘，再加入二氧化硅粉體，混合5_10分鐘，出料，備用； (2)耐滑擦層的滾塑組合物的制備 將線型低密度聚乙烯、抗氧劑、抗紫外劑、相容劑、無機(jī)超細(xì)耐磨劑、尼龍加入轉(zhuǎn)速為600-2000轉(zhuǎn)/分混合機(jī)中混合，混合時(shí)間5-10分鐘，其后擠出造粒；擠出機(jī)的溫度范圍160-260 0C，螺桿轉(zhuǎn)速100-300轉(zhuǎn)。將粒子磨成35-45目的粉備用。(3)耐滑擦性的滾塑制品的制備 將耐滑擦組合物與20-30目的線型低密度聚乙烯粉粒按比例混合后，加入到成型模具中，加熱成型，冷卻，制得耐滑擦性的滾塑制品，滾塑溫度260-290°C、滾塑時(shí)間為25_35min0`
【文檔編號(hào)】B29C41/04GK103772798SQ201210402990
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月20日
【發(fā)明者】張廣明, 劉少成, 裴小靜, 張超, 徐素蘭 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司