一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料及其制备方法。本发明的中性笔笔头固定圈专用料为94～99.8﹪聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.1～2.5﹪成核剂、0.1～1﹪抗氧化剂的共混物。制备方法是首先将各物质按比例混合成混合料，将混合料通过双螺杆挤出机挤出，再经冷水牵伸、造粒而成。本发明方法采用价格低廉的有机无机复配成核剂改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，使材料具有较高的结晶度和结晶温度及优良的尺寸稳定性，同时减弱了聚对苯二甲酸丁二醇酯经高温处理后的应力松弛。以该专用料制得的笔头固定圈在经50℃高温处理后对笔头仍具有较高的握裹力，能保证中性笔的使用寿命。
【专利说明】一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料【技术领域】，涉及一种中性笔笔头固定圈专用料及其制备方法，特别是一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]中性笔是目前国内外比较流行的一种书写工具，其笔芯构造主要由笔芯杆、封闭硅油、墨水、固定圈、笔头组成，其中固定圈用于连接笔管及笔头并起固定笔芯的作用。笔头固定圈对笔头的握裹力是评价笔头固定圈性能的重要指标之一，常用的用于制造笔头固定圈的材料有pp、HDPE等，以现有的材料制造的笔头固定圈中其中有很大一部分无法满足在高温处理后仍保持对笔头具有高握裹力的要求，容易使笔头与笔管分离，笔墨流出，影响中性笔的使用。
[0003] 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，它是对苯二甲酸与I，4-丁二醇的缩聚产物，具有良好的加工性能、优良的机械性能、低吸湿性、良好的耐腐蚀性等性能。优异的综合性能使其作为理想的笔头固定圈材料具有很好的发展前景。但是作为工程塑料来说，它也存在抗缺口冲击性差、高温高负载下易变形等缺陷，会使笔头固定圈对笔头的握裹力下降，这也使PBT在作为笔头固定圈材料应用中受到了一定的限制。
[0004]本专利通过在聚对苯二甲酸丁二醇酯中加入有机无机复配的成核剂可以促进聚对苯二甲酸丁二醇酯的异相成核，提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶温度和结晶度，减弱聚对苯二甲酸丁二醇酯经高温处理后的应力松弛，从而改善聚对苯二甲酸丁二醇酯笔头固定圈的尺寸稳定性及保持固定圈对笔头的握裹力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有材料性能的不足，提供一种中性笔笔头固定圈专用料，以该材料制得的笔头固定圈在经50°C高温处理后对笔头仍具有较高的握裹力，该材料可作为制备具有高握裹力中性笔笔头固定圈的专用料。
[0006]本发明的中性笔笔头固定圈专用料为共混物，该共混物包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、成核剂、抗氧化剂；各原料在中性笔笔头固定圈专用料中的重量百分含量为:聚对苯二甲酸丁二醇酯89~99.8 %、成核剂0.1~10 %、抗氧化剂0.1~I % ;
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯为未经过改性的原料，熔融指数为20~60g/10min。
[0007]所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20~20:1构成，其中无机成分为二氧化钛、凹凸棒土、蒙脱土、云母、氧化硅、碳酸钙、苯甲酸铝、特丁基苯甲酸铝中的一种或多种，有机成分为聚乙烯基环己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
[0008]所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种制备上述中性笔笔头固定圈专用料的方法。[0010]制备该中性笔笔头固定圈专用料的方法具体是:
步骤(1).将聚对苯二甲酸丁二醇酯、成核剂、抗氧化剂，按照比例混合成混合料；
制备100重量份的中性笔笔头固定圈专用料，所用的各物质的量为:95~99份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.1~2.5份的有机无机复配成核剂、0.1~1份的抗氧化剂。
[0011]步骤(2).将混合料通过双螺杆挤出机挤出，再经冷水牵伸、造粒，得到中性笔笔头固定圈专用料；
所述的双螺杆挤出机的加工温度为:加料段235~255°C、塑化段240~260°C、均化段240~275°C，机头温度235~255°C，螺杆转速为80~220rpm。
[0012]冷水牵伸的水浴温度为10~40°C，牵伸倍率为2~6倍。
[0013]本发明采用价格低廉的有机无机复配成核剂改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，用该改性材料制造的笔头固定圈在50°C高温处理后对笔头仍然具有高的握裹力。本发明中成核剂可以提高聚合物的结晶度和结晶温度，改善固定圈的尺寸稳定性，减弱材料发生应力松弛的程度，保持材料经高温处理后的握裹力。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析(所用的聚对苯二甲酸丁二醇酯为未经过改性的原料，熔融指数为20~60g/10min)。
[0015]实施例1.步骤(1).将99g聚对苯二甲酸丁二醇酯、Ig抗氧化剂1010，混合成100g混合料；步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，机头温度245°C，螺杆转速为200rpm ;接着经20°C水浴冷水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后造粒机切割成粒颗粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
[0016]实施例1制备得到的中性笔笔头固定圈专用料握裹力为30N，50°C处理后握裹力没有。
[0017]实施例2.步骤(1).将99g聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.4g 二氧化钛-聚乙烯基环己烷复配成核剂(二氧化钛:聚乙烯基环己烧=1:1)、0.6g抗氧化剂1010,混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，机头温度245°C，螺杆转速为200rpm ;接着经20°C水浴冷水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后造粒机切割成粒颗粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
[0018]实施例2制备得到的中性笔笔头固定圈专用料握裹力为30N，50°C处理后握裹力为 30N。
[0019]实施例3.步骤(1).将99.25g聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.15g 二氧化钛-聚乙烯基环己烷复配成核剂(二氧化钛:聚乙烯基环己烧=1:1)、0.6g抗氧化剂1010,混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，机头温度245°C，螺杆转速为200rpm ;接着经20°C水浴冷水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后造粒机切割成粒颗粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
[0020]实施例3制备得到的中性笔笔头固定圈专用料握裹力为30N，50°C处理后握裹力为 28N。
[0021]实施例4.步骤(1).将99.35g聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.05g 二氧化钛-聚乙烯基环己烷复配成核剂(二氧化钛:聚乙烯基环己烧=1:1)、0.6g抗氧化剂1010,混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，机头温度245°C，螺杆转速为200rpm ;接着经20°C水浴冷水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后造粒机切割成粒颗粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
[0022]实施例4制备得到的中性笔笔头固定圈专用料握裹力为30N，50°C处理后握裹力为 19N。
[0023]实施例5.步骤(1).将99.3g聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.1g 二氧化钛-聚乙烯基环己烷复配成核剂 (二氧化钛:聚乙烯基环己烧=1:1)、0.6g抗氧化剂1010,混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段245°C、塑化段250°C、均化段255°C，机头温度245°C，螺杆转速为200rpm ;接着经20°C水浴冷水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后造粒机切割成粒颗粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
[0024]实施例5制备得到的中性笔笔头固定圈专用料握裹力为30N，50°C处理后握裹力为 25N。
[0025]如表1所示，将实施例1~5做对比，加入有机无机复配成核剂后制备得到的中性笔笔头固定圈专用料在50°C高温处理后仍然具有较高的握裹力。说明成核剂可以提高聚合物的结晶度和结晶温度，改善固定圈的尺寸稳定性，减弱材料发生应力松弛的程度，保持材料经高温处理后的握裹力。
[0026]表1实施例1~5制备`得到的中性笔笔头固定圈专用料性能参数表
【权利要求】
1.一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料，为共混物，其特征在于该共混物包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、成核剂、抗氧化剂；各原料在中性笔笔头固定圈专用料中的重量百分含量为:聚对苯二甲酸丁二醇酯89~99.8 %、成核剂0.1~10 %、抗氧化剂0.1~I %。
2.如权利要求1所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料，其特征在于所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯为未经过改性的原料，熔融指数为20~60g/10min。
3.如权利要求1所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料，其特征在于所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20~20:1构成，其中无机成分为二氧化钛、凹凸棒土、蒙脱土、云母、氧化硅、碳酸钙、苯甲酸铝、特丁基苯甲酸铝中的一种或多种，有机成分为聚乙烯基环己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料，其特征在于所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种。
5.制备如权利要求1所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤(1).将聚对苯二甲酸丁二醇酯、成核剂、抗氧化剂，按照比例混合成混合料； 制备100重量份的中性笔笔头固定圈专用料，所用的各物质的量为:95~99份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、0.1~2.5份的有机无机复配成核剂、0.1~1份的抗氧化剂； 步骤(2).将混合料通过双螺杆挤出机挤出，再经冷水牵伸、造粒，得到中性笔笔头固定圈专用料。
6.如权利要求5所述的 一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的制备方法，其特征在于所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯为未经过改性的原料，熔融指数为20~60g/10min。
7.如权利要求5所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的制备方法，其特征在于所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20~20:1构成，其中无机成分为二氧化钛、凹凸棒土、蒙脱土、云母、氧化硅、碳酸钙、苯甲酸铝、特丁基苯甲酸铝中的一种或多种，有机成分为聚乙烯基环己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
8.如权利要求5所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的制备方法，其特征在于所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种。
9.如权利要求5所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的制备方法，其特征在于所述的双螺杆挤出机的加工温度为:加料段235~255°C、塑化段240~260°C、均化段240~275°C，机头温度235~255°C，螺杆转速为80~220rpm。
10.如权利要求5所述的一种具有高握裹力中性笔笔头固定圈专用料的制备方法，其特征在于冷水牵伸的水浴温度为10~40°c，牵伸倍率为2~6倍。
【文档编号】C08K3/36GK103483783SQ201310411534
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】沈国璋, 程亚军, 沈杰, 付俊 申请人:宁波锦地工程塑料有限公司, 中国科学院宁波材料技术与工程研究所