一种高目数粉体填充母料及其制备方法与流程

本发明涉及挤出改性材料生产领域，具体涉及一种高目数粉体填充母料及其这种填充母料的制备方法。
背景技术：
：改性造粒存在着混料过程中的粉尘飞扬，严重影响环境并对操作工人造成潜在的职业病危害，随着国家环境治理力度的加大和生产环评的要求提高，粉体直接在改性造粒中应用受到挑战。特别对于需要加入粉体进行注塑生产企业来说，直接采用原料加粉体加工存在一个如何维持性能及分散均匀的巨大挑战。基于上述因素，填充母料一个运而生。在目前生产母料技术中，以低档母料，即低目数母料生产为主要产品，这就存在了母料仅仅起到降低后继生产成本的目的，带来的是对终端产品性能的巨大伤害。虽然市场有调整性能的增韧填充母料生产，但这种生产是依靠更换具有一定增韧功能的载体进行的，没有得到技术的改进与发展。通过采用高细度（高目数）粉体生产填充母料，带来的由于高目数粉体容易团聚，造成分散不均匀问题困惑颇多，同时，由于蓬松的结构，生产过程中架桥现象难以避免。技术实现要素：为解决目前生产母料技术中存在的问题，本发明提供了一种高目数粉体填充母料及其制备方法，使高目数粉体在母料中占有绝对比例的含量，具有优异的分散性能和防架桥作用本发明是通过以下技术方案实现的：一种高目数粉体填充母料包括以下组分，各组分的重量分为：聚乙烯7-15份、触变剂3-6份、碳酸钙75-80份、偶联剂1-2份、分散剂0.3-0.6份、流变剂0.15-0.3份。作为优选，所述碳酸钙选自大于等于2700目重质碳酸钙。作为优选，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯（lldpe），更优选为密度为915-925kg/m3，熔体指数小于等于4g/10min的粉状lldpe。作为优选，所述流变剂为ebs或taf。乙撑双硬脂酰胺（ebs）分子结构中，两端为非极性长链烷基，中间是极性双酰胺基，这种对称中位极性结构，赋予ebs优良的润湿和渗透能力。对各类颜料和填充剂粉体有显着的润湿和分散作用。ebs分子中的极性基和非极性基的良好匹配和较高分子量，使它既不溶于醇类，又不溶于油类。这种均衡性质使它在大多数树脂中具有适中的相容性，并呈现出优良的内部和外部润滑效果，使用ebs作为流变剂，可提高拉伸强度，并且能增加制品表面光泽。改性乙撑双硬脂酰胺（taf）乙撑双硬脂酰胺即具有润滑特性,又改进复合材料的加工流动性,提高复合材料的表面光洁度。所述的偶联剂由具有结构式（i）的化合物与具有结构式（ii）的化合物任意比混合组成，结构如下所示：（i），（ii），其中，结构式（i）中n=14-20的整数，m=3-5的整数，r选自si、b、al、ti中的一种，r1选自甲基、乙基、丙基中的一种，r2选自结构式为、中的一种，r3选自烷烃基；结构式（ii）中x1、x2、x3分别独立选自大于2的自然数。该偶联剂具有多点极性活性基团，可以实现对粉体的多点偶联，偶联效率更高，从而降低粉体发生团聚的几率；较长非极性链段的使用，使得偶联剂与聚合物的缠绕能力进一步加强，具有交联能力的基团和具有增韧功能的或的加入，使得偶联后粉体具有增加材料力学性能的能力。作为优选，偶联剂中结构式（i）与结构式（ii）的重量比为1：1。作为优选，所述触变剂选自茂金属聚乙烯，密度为910-922kg/m3，熔体指数小于等于3g/10min。作为优选，所述分散剂选自聚醚型超分散剂、聚酯型超分散剂或接枝聚乙烯蜡型超分散剂。所述的高目数粉体填充母料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：步骤一：粉体预处理：将粉体放入常温无重力混合机中，添加偶联剂，搅拌时间5min。步骤二：粉体处理：将步骤一预处理粉体放入加温到100-120℃的无重力混合机中搅拌，待料温达到110℃时，将分散剂、流变剂倒入，继续混合5min出料冷却备用。步骤三：将处理后粉体、聚乙烯、触变剂分别倒入不同的失重喂料器中。步骤四：启动造粒机，造粒机设定温度为140-180℃，主机转速450-550rad/min，调整喂料转速与主机转速相匹配，同时启动失重喂料系统，调整失重喂料系统各组分用量与配方比例一致，并调整失重秤喂料量与主机、喂料系统匹配。步骤五：启动挤压系统，用以保证排出物料内气体并将物料压实进入造粒机。步骤六：物料在造粒机中经输送、熔融、混合、均化后挤出。步骤七：经水下或水环切粒、甩干、振动分级后进入均化仓，包装后为成品。作为优选，制备母料用造粒机为安装有挤压系统的一字形积木式同向三螺杆造粒机或积木式平行同向双螺杆造粒机；喂料螺杆为异向啮合异向锥形双螺杆或同向啮合同向锥形双螺杆或弹簧双螺杆。作为优选方案的进一步优化，制备母料用造粒机为安装有倾斜布置挤压系统的一字形积木式同向三螺杆造粒机；喂料螺杆为异向啮合异向锥形双螺杆。挤压系统通过电机带动的旋转挤压杆将通过喂料系统进入下料罩内的物料进行压实，排出被裹入物料内的气体，避免了物料在下料罩内架桥现象的产生，倾斜布置的挤压系统更有利于气体的排出和观察下料情况；一字形积木式同向三螺杆造粒机具有相对于双螺杆造粒机更明显的增加物料交换次数能力，更有利于物料的混合与粉体分散；异向啮合异向锥形双螺杆喂料，一方面具有更强的稳定输送物料能力，另一方面具有压延能力，更好排出裹入蓬松物料内气体，从而保证物料稳定通过喂料系统输送至造粒机。本发明的高目数粉体填充母料中高目数粉体由于在母料中占有绝对比例的含量、优异的分散性能、较大的母料应用使用量、帮助并改善终端产品包装膜性能的性能。应用在包装袋、购物袋等膜类产品中，是相关注塑类产品的理想填充母料。同时也为同类材料农地膜、其它包装材料、挤出、注塑类填充材料生产提供帮助。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的填充母粒具有加工高填充、分散性好；母料加工过程无架桥现象产生等特点。附图说明图1为无重力混合机设备示意图；图2为挤出机设备示意图；图1中：1-粉体加入口、2-无重力混合机、3-上料管、4-上料电机、5-粉体加入口、6-无重力混合机、7-上料电机、8-上料管、9-放料口、10-放料口、11-导热油、12-助剂加入口、13-助剂加入口；图2中：21-1号失重喂料系统、22-2号失重喂料系统、23-3号失重喂料系统、24-喂料系统、25-挤压装置、26-挤出机、27-下料罩、28-进料口。具体实施方式下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋容置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。实施例中所用重量均已重量份表示，实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。实施例中所用偶联剂由具有结构式（i）的化合物与具有结构式（ii）的化合物混合组成，结构如下所示：（i）和（ii），其中，结构式（ⅰ）：结构式（ⅱ）重量比=1：1，n为15，m为3，r为si，r1为甲基，r2结构为，r3为乙基，x1=x2=x3=3。实施例中分散剂中聚酯型超分散剂为以-c-nh-为桥基、以胺为锚固基团的聚酯超分散剂；聚醚型超分散剂为以二乙基乙醇胺锚固剂，以四氢呋喃为溶剂化链的聚醚超分散剂，聚乙烯蜡型超分散剂为端基聚异丁烯聚乙烯蜡超分散剂，流变剂选择ebs。实施例中碳酸钙选择为3000目重质碳酸钙”实施例中聚乙烯为lldpe，密度为920kg/m3，熔体指数等于2g/10min的粉状lldpe，触变剂为茂金属聚乙烯，密度为921.6kg/m3，熔体指数等于0.93g/10min。无重力混合机设备示意图如图1所示，挤出机选择为安装有倾斜布置挤压系统的一字形积木式三螺杆挤出机，喂料螺杆选择异向啮合异向锥形双螺杆，示意图如2所示。实施例1：一种高目数粉体填充母料1，按照重量份数计，包括如下组分：聚乙烯14份、触变剂6份、碳酸钙80份、偶联剂1.6份、聚酯型超分散剂0.5份、流变剂0.25份。（1）将碳酸钙通过安装在无重力混合机2上的粉体加入口1加入到所述无重力混合机2内，启动所述无重力混合机2内搅拌器搅拌，所述无重力混合机2常温运行；偶联剂通过安装在所述无重力混合机2上的助剂加入口12加入到所述无重力混合机2内，搅拌时间5min。（2）将所述步骤（1）预混合后粉体通过安装在所述无重力混合机2底部的放料口9放料，通过与所述放料口相连的上料管3，所述上料管另一端与安装在无重力混合机6上的粉体加入口5相连接，所述上料管3顶端安装有上料电机4；所述预混合粉体经所述放料口9放料进入所述上料管3，在所述上料电机4驱动下，经所述粉体加入口5，进入所述无重力混合机6内；所述无重力混合机6被导热油11提前加加温100℃，在所述预混合粉体在所述无重力混合机6内混合，待所述粉体温度温达到110℃时，将分散剂、流变剂通过所述助剂加入口13加入，继续混合5min后经由安装在所述无重力混合机6底部的放料口10放出，所述放料口10与上料管8一端相连接，所述上料管8顶端安装有上料电机7，混合完成的粉体经所述放料口10放出进入所述上料管8，在所述上料电机7驱动下放出，冷却备用。（3）将所述步骤（2）处理完成的粉体、聚乙烯、触变剂分别放入安装在三螺杆挤出机26上方的2号失重秤系统22、3号失重秤系统23和1号失重秤系统21。所述2号失重秤系统22、3号失重秤系统23、1号失重秤系统21均与喂料系统24相连。启动所述三螺杆挤出机26，所述三螺杆挤出机26料筒温度设定为140-180℃”，启动安装在所述三螺杆挤出机26上的喂料系统24，启动所述1号失重秤系统21，所述2号失重秤系统22，所述3号失重秤系统23，所述1号失重秤系统21，所述2号失重秤系统22，所述3号失重秤系统23内物料均匀流入所述喂料系统24内，所述物料在所述喂料系统24内向前运动经与所述喂料系统24相连接的下料罩27，通过在所述三螺杆挤出机26上开设的与所述下料罩27相连接的下料口28进入所述三螺杆挤出机26；调整所述三螺杆挤出机26主机转速700rad/min，调整所述喂料系统24的喂料转速与所述三螺杆挤出机26主机转速相匹配，同时调整所述1号失重秤系统21，所述2号失重秤系统22，所述3号失重秤系统23使所述1号失重秤系统21，所述2号失重秤系统22，所述3号失重秤系统23速度与配方比例相一致，并调整所述1号失重秤系统21，所述2号失重秤系统22，所述3号失重秤系统23速度与所述三螺杆挤出机26主机转速主机、所述喂料系统24的喂料转速相匹配。启动安装在所述三螺杆挤出机26上方的挤压装置25，使所述挤压装置25在所述下料罩27内做旋转运动，将经所述喂料系统24进入所述下料罩27的物料进行混合、压实排气，避免物料在开设在所述三螺杆挤出机26上的所述下料口28处架桥或在所述三螺杆挤出机26加料段因物料中裹有的大量空气而打滑。经所述三螺杆挤出机26挤出，水下切粒、干燥后包装为高目数粉体填充母料1的成品。生产的填充母料颗粒饱满、均匀，经50%填充lldpe吹膜使用，粉体分散均匀。实施例2：一种高目数粉体填充母料2，按照重量份数计，包括如下组分：聚乙烯11份、触变剂5份、2700目碳酸钙78份、偶联剂1份、聚醚型超分散剂0.6份、流变剂0.3份。制备方法按照实施例1的制备步骤得到一种高目数粉体填充母料2的成品。生产的填充母料颗粒饱满、均匀，经30%填充母料与7共聚pp混合注塑样条和普通母料30%（2700目碳酸钙）填充共聚pp混合注塑性能比较：拉伸强度（mpa）冲击强度（j/m）断裂伸长率（%）普通母料30%填充共聚pp19132350生产的母料30%填充共聚pp21247460实施例3：一种高目数粉体填充母料3，按照重量份数计，包括如下组分：聚乙烯7份、触变剂3份、3500目碳酸钙75份、偶联剂2份、聚乙烯蜡型超分散剂0.3份、流变剂0.15份。制备方法按照实施例1的制备步骤得到一种高目数粉体填充母料3的成品。将成品3母料按照40%与pp混合进行无纺布生产，生产过程无断线、局部颈缩现象产生。本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。当前第1页12