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硫酸钡和钛白粉组合物在塑料管材中的应用

摘要

本发明涉及硫酸钡和钛白粉组合物在塑料管材中的应用,该组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8;其中钛白粉的中位粒径D

著录项

  • 公开/公告号CN106467615A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-03-01

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 徐英豪;

    申请/专利号CN201610684809.X

  • 发明设计人 徐英豪;

    申请日2016-08-18

  • 分类号C08K3/30;C08K7/18;C08L101/00;C08L1/18;C08K13/04;C08K5/05;C08K5/10;

  • 代理机构北京市中联创和知识产权代理有限公司;

  • 代理人张松林

  • 地址 471500 河南省洛阳市栾川县城关镇育才路116号院2单元502室

  • 入库时间 2023-06-19 01:41:15

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-09-08

    专利权的转移 IPC(主分类):C08K 3/30 专利号:ZL201610684809X 登记生效日:20230823 变更事项:专利权人 变更前权利人:西藏亚吐克工贸有限公司 变更后权利人:中钛集团焦作市裕盛钛业有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:851400 西藏自治区拉萨市堆龙德庆区世邦欧郡小区17栋3单元601号 变更后权利人:454000 河南省焦作市西部产业集聚区经五路西纬三路南

    专利申请权、专利权的转移

  • 2018-01-19

    授权

    授权

  • 2017-12-01

    专利申请权的转移 IPC(主分类):C08K3/30 登记生效日:20171113 变更前: 变更后: 申请日:20160818

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-03-29

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08K3/30 申请日:20160818

    实质审查的生效

  • 2017-03-01

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属涉及硫酸钡和钛白粉组合物在塑料管材中的应用。

背景技术

塑料管材是一种日常生活中广泛应用的产品,具有许多金属管材无法比拟的优点:质轻价廉、安装操作简单、耐腐蚀、阻燃性好,在许多领域已经逐步替代金属管材。

近年来,随着人民生活水平的提高以及社会的发展,消费者对于塑料管材的需求越来越高,对其各项指标的要求也越来越高,这就促使塑料管材的生产商从原料、生产工艺等各方面考虑,来提升塑料管材的性能。

发明专利CN 103756232 A公开了一种建筑排水管道用聚乙烯消音符合材料及其制备方法,由下列重量份数的各种原材料组成:聚乙烯30-50份,过氧化物引发剂0.01-0.02份,乙烯基不饱和硅烷0.5-1份,硫酸钡50-60份,分散剂1-3份,钛白粉3-5份,氧化剂0.2-0.5份,炭黑1-3份。而在该发明中,采用的硫酸钡由纳米级硫酸钡和普通硫酸钡构成,其中普通硫酸钡由于粒径、吸油量等指标一般,且其分散稳定性较差,易沉淀,在塑料加工过程中,其分散性一般,不利于提高塑料的性能,制得塑料管材的机械性能一般。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,在现有塑料管材的生产工艺技术基础上,将硫酸钡和钛白粉组合物应用于塑料中,制得的塑料管材具有产品性能优良等特点。

为了实现本发明的目的,本发明的技术方案如下:

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,该组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8。

在于该组合物中,钛白粉的中位粒径D50≤5μm,硫酸钡的中位粒径D50≤10μm,钛白粉与硫酸钡之间中位粒径差值的绝对值不大于8μm。

进一步的,钛白粉的中位粒径在0.15~0.3μm之间,硫酸钡的中位粒径在0.2~0.32μm之间,钛白粉与硫酸钡之间中位粒径差值的绝对值不大于0.12μm。

在该组合物中,钛白粉和硫酸钡之间的堆积密度差值的绝对值介于0.35~0.55g/cm3之间。

钛白粉和硫酸钡之间吸油量差值的绝对值不大于10g/100g。

在上述组合物中,硫酸钡与钛白粉之间的质量比为1:1~1:9。

作为优选,硫酸钡与钛白粉之间的质量比为10:33。

上述组合物由硫酸钡和钛白粉组成,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:12~15。

进一步的,超微细硫酸钡的中位粒径在0.02~0.03μm之间,超细硫酸钡中位粒径与超微细硫酸钡中位粒径的比值不小于9。

上述硫酸钡和钛白粉组合物的粒度分布(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8。

上述硫酸钡的白度≥98%,钛白粉的白度≥95%。

上述钛白粉的粒子形貌为球形,其球化率≥90%。

上述钛白粉可为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉中的一种。

作为优选,钛白粉为金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:2.5~4.5。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入少量表面活性剂,继续捏合10-20min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,从而制得硫酸钡和钛白粉组合物。

作为优选,表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚,脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。

一种塑料,其组成为,如上所述的任一项的硫酸钡和钛白粉组合物,硝化棉,树脂液,甲醇,甲苯,丙醇,丁酯,石蜡。

进一步的,将上述塑料加工成塑料管材,其中各组分以重量份数计为,硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份。

本发明的有益效果为,提供一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,该组合物性质稳定,在塑料生产过程中分散性好,提高最终塑料管材的耐老化性及机械性能。

具体实施方式

本发明提供了一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其主要技术指标如下:

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,该组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8。

在于该组合物中,钛白粉的中位粒径D50≤5μm,硫酸钡的中位粒径D50≤10μm,钛白粉与硫酸钡之间中位粒径差值的绝对值不大于8μm。

进一步的,钛白粉的中位粒径在0.15~0.3μm之间,硫酸钡的中位粒径在0.2~0.32μm之间,钛白粉与硫酸钡之间中位粒径差值的绝对值不大于0.12μm。

在该组合物中,钛白粉和硫酸钡之间的堆积密度差值的绝对值介于0.35~0.55g/cm3之间。

钛白粉和硫酸钡之间吸油量差值的绝对值不大于10g/100g。

在上述组合物中,硫酸钡与钛白粉之间的质量比为1:1~1:9。

作为优选,硫酸钡与钛白粉之间的质量比为10:33。

上述组合物由硫酸钡和钛白粉组成,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:12~15。

进一步的,超微细硫酸钡的中位粒径在0.02~0.03μm之间,超细硫酸钡中位粒径与超微细硫酸钡中位粒径的比值不小于9。

上述硫酸钡和钛白粉组合物的粒度分布(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8。

上述硫酸钡的白度≥98%,钛白粉的白度≥95%。

上述钛白粉的粒子形貌为球形,其球化率≥90%。

上述钛白粉可为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉中的一种。

作为优选,钛白粉为金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:2.5~4.5。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入少量表面活性剂,继续捏合10-20min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,从而制得硫酸钡和钛白粉组合物。

作为优选,表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚,脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。

一种塑料,其组成为,如上所述的任一项的硫酸钡和钛白粉组合物,硝化棉,树脂液,甲醇,甲苯,丙醇,丁酯,石蜡。

进一步的,将上述塑料加工成塑料管材,其中各组分以重量份数计为,硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份。

以下将通过实验例对本发明进行详细描述:

首先应说明的是,下述实验例中的数据由发明人通过大量实验获得,限于篇幅,在说明书中只展示其中的一部分,且本领域普通技术人员可以在此数据下理解并实施本发明,其余数据均具有与下述实验结论相同的趋势并可得出相同的结论,后文不再赘述。

实验例1

取不同粒径分布的工业用钛白粉制备成品塑料管材,并检测塑料管材相关指标,工艺中其他参数取中间值。

由表1可知,当钛白粉中位粒径超过5μm时,其塑料管材成品的遮光性能,白度,环刚度均显著下降,无法应用于生产生活中。因此,本发明选择中位粒径不大于5μm的钛白粉作为实验原料。

表1不同粒径的钛白粉对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 21300-2007标准检测塑料管材透光率;按照GB/T 2913-1982标准检测塑料管材的白度;按照GB/T 9647-2003标准检测塑料管材的环刚度。

实验例2

取不同粒径分布的工业用硫酸钡,同时工艺中其他参数取中间值,制备塑料管材并进行相关检测。

由表2可知,当硫酸钡中位粒径超过10μm时,其在塑料制备过程中的分散状况较差,且其分散不稳定,制得的塑料管材环刚度显著下降,因此本发明选择中位粒径小于10μm的硫酸钡作为实验原料。

表2不同粒径硫酸钡对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 9647-2003标准检测塑料管材的环刚度;分散性能测定,是将塑料原料中的溶剂与硫酸钡混合均匀后,取50ml倒入具塞刻度试管中静置,48h后读取上层清液的体积V,则分散稳定性=(50-V)/50,其中数值越大表示塑料管材的分散性能越好。

实验例3

取中位粒径D50≤5μm的工业用钛白粉、中位粒径D50≤10μm的工业用硫酸钡,通过对不同质量比的硫酸钡和钛白粉混合,获得不同编号的组合物,制成塑料管材并检测其关键指标,工艺中其他参数取中间值。

如表3所示,当硫酸钡与钛白粉的质量比高于1:1时,虽然白度高,但组合物在塑料中分散程度变差,使得塑料管材的抗拉强度下降,;同时,在硫酸钡与钛白粉的质量比低于1:9时,塑料管材的白度、遮光性能会变差。因此在本发明中,选择的硫酸钡与钛白粉的质量比为1:1-1:9。

表3不同质量比的硫酸钡与钛白粉对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 2913-1982标准检测塑料管材的白度;按照GB/T 21300-2007标准检测塑料管材的透光率;按照GB/T 8804.1-2003标准检测塑料管材的抗拉强度。

实验例4

为了避免因硫酸钡和钛白粉的粒度分布范围过宽,而使得不同批次塑料管材产品的性能差异过大的情况出现,有必要对硫酸钡和钛白粉各自的粒度分布范围进行限定,在本发明中以80/20相对粒度比进行限定,即(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)。

取不同种类工业用钛白粉、硫酸钡,通过不同粒径分布、不同质量比原料的混合,获得不同编号的组合物,制成塑料管材并检测其关键指标,工艺中其他参数取中间值。

由表4所示,当硫酸钡和钛白粉组合物(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)≤8时,塑料管材的白度、遮光性能都要优于不对此项指标进行限定的产品,或者限定比例超出此范围的产品。

表4不同粒度分布下的组合物对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 2913-1982标准检测塑料管材的白度;按照GB/T 21300-2007标准检测塑料管材的透光率。

实验例5

通常在塑料管材的使用过程中,其刚度与韧性都需要考虑。为了提高塑料的刚度,一般需加入填料,但常规粒度的填料在提高刚性的同时,却使塑料的韧性下降;如果仅依靠增韧剂的加入,可以达到增加韧性的目的,但又会使其刚性下降。因此为了在保证塑料管材良好韧性的同时,满足提高塑料管材刚度的需求,就需要对硫酸钡和钛白粉的粒径进行控制。

同时为了保证硫酸钡和钛白粉二者在塑料加工过程中能够有良好的分散情况,使制得的塑料管材的内部应力小,受力分布均匀,提高其冲击强度,需要考虑硫酸钡和钛白粉组合物的粒度情况。而在本发明中,以钛白粉和硫酸钡作为塑料中颜填料的主体组分,因此应对钛白粉和硫酸钡的粒度情况进行考察。

其中,硫酸钡的中位粒径、钛白粉的中位粒径、二者中位粒径之间的关系为控制该硫酸钡和钛白粉组合物粒度分布的主要影响因素,反映在塑料上,即以塑料管材的环刚度、耐冲击性能来表征。故以下取不同种类工业用钛白粉、硫酸钡,通过不同质量比原料的混合,同时限定硫酸钡与钛白粉之间中位粒径的差值,获得不同编号的组合物,制成塑料管材并检测其关键指标,工艺中其他参数取中间值。

如表5所示,当硫酸钡与钛白粉之间中位粒径差值的绝对值超过8μm时,制得的塑料管材的抗拉强度、环刚度明显下降。因此在本发明中,硫酸钡与钛白粉之间中位粒径差值的绝对值≤8μm。

表5硫酸钡D50与钛白粉D50差值对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 8804.1-2003标准检测塑料管材的抗拉强度;按照GB/T 9647-2003标准检测塑料管材的环刚度。

实验例6

通常在一定使用量的情况下,塑料中所用粉体的堆积密度越小,所用粉体的体积越大,粉体在堆积中的空隙越多,同时应用在塑料管材中,塑料内部微观结构的孔隙率越大,增大了光线在塑料管材上的散射效应,从而增强塑料管材的不透光性。

但当粉体的堆积密度过小时,其内部空隙过多,以至在塑料的应用中,影响塑料内部受力的均匀性,从而影响塑料管材的机械性能。

基于钛白粉和硫酸钡的用量情况,为了保证塑料管材具有较好的机械性能,同时又不影响塑料管材的透光率,需要考虑钛白粉和硫酸钡二者堆密度之间的关系。

取不同种类工业用钛白粉、硫酸钡,通过不同质量比原料的混合,同时限定硫酸钡与钛白粉堆积密度差值的绝对值,获得不同编号的组合物,制成塑料管材并检测其关键指标,工艺中其他参数取中间值。

如表6所示,当钛白粉与硫酸钡堆积密度差值的绝对值小于0.35g/cm3时,塑料管材的遮光性能较好,但其抗拉强度下降;而当钛白粉与硫酸钡堆积密度差值的绝对值大于0.55g/cm3时,塑料管材不仅其抗拉强度差,其遮光性能也下降。因此在本发明中,钛白粉与硫酸钡堆积密度差值的绝对值介于0.35~0.55g/cm3之间。

表6钛白粉堆积密度与硫酸钡堆积密度差值对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 8804.1-2003标准检测塑料管材的抗拉强度;按照GB/T 21300-2007标准检测塑料管材的透光率。

实验例7

在塑料领域中,颜填料粉体的吸油量主要是针对树脂的吸附,若其吸油量过大,粉体会吸收大量树脂,造成树脂浪费,增加生产成本,另外粉体吸油量也直接影响到塑料的加工性能,当粉体吸油量较大时,树脂的粘度增加,甚至会改变塑料在加工过程中的流变性能,使其成型工艺性能变差。

同时,为了避免不同批次中,因硫酸钡、钛白粉吸油量的差异而导致其组合物吸油性能波动过大,影响塑料的熔体指数及机械性能等指标,需要考虑硫酸钡吸油量和钛白粉吸油量二者之间的关系。

取不同种类工业用钛白粉、硫酸钡,通过不同质量比原料的混合,同时限定硫酸钡与钛白粉吸油量差值的绝对值,获得不同编号的组合物,制成塑料管材并检测其关键指标,工艺中其他参数取中间值。

如表7所示,当硫酸钡与钛白粉吸油量差值的绝对值>10g/100g时,塑料管材的熔体指数、环刚度明显下降。因此在本发明中,硫酸钡与钛白粉吸油量差值的绝对值≤10g/100g。

表7硫酸钡吸油量与钛白粉吸油量差值对塑料管材性能的影响

注:按照GB/T 3682-2000标准检测塑料的熔体指数;按照GB/T 9647-2003标准检测塑料管材的环刚度。

另外,组合物中的硫酸钡由超细硫酸钡和超微细硫酸钡构成,由于超细硫酸钡和钛白粉之间进行混合后,组合物的粒子之间会形成诸多空隙,而超微细硫酸钡的加入,可使粒径较小的超微细硫酸钡进入到组合物中大粒子之间的空隙,减小组合物的空隙率,可进一步提高硫酸钡和钛白粉组合物的密实度,减少塑料的内部应力,大大提高塑料管材的机械性能。

进一步的,硫酸钡的白度为≥98%,钛白粉的白度≥95%,其中由于硫酸钡具有良好的白度,与钛白粉构成的组合物应用在塑料中,可保证塑料管材的白度良好。

钛白粉的粒子形貌为球形,其球化率≥90%,钛白粉的这种球形结构,其物化性质稳定,耐候性强,可提高塑料产品的耐老化性及耐黄变性能;同时由于球形的粒子形貌,可极大降低钛白粉的动摩擦系数,增强其在塑料加工中的流动性,可提高塑料在生产过程中的热加工性能;另外也提高了硫酸钡和钛白粉组合物的堆密度,提高了组合粉体的密实度,可增强塑料的机械性能。

以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。

实施例1

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡D50为6μm,堆积密度为1.25g/cm3,吸油量为20g/100g,白度为98%;钛白粉D50为5μm,堆积密度为0.75g/cm3,吸油量为18g/100g,白度为95%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:1;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=8;上述钛白粉使用金红石型钛白粉,其粒子形貌为球形,球化率为90%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

硫酸钡与钛白粉原料过筛混合,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号1,结果见表8、表9。

实施例2

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡D50为10μm,堆积密度为1.20g/cm3,吸油量为25g/100g,白度为98%;钛白粉D50为3μm,堆积密度为0.78g/cm3,吸油量为20g/100g,白度为96%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:9;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=6。其中上述钛白粉使用锐钛型钛白粉,其粒子形貌为球形,球化率为95%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,继续捏合20min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号2,结果见表8、表9。

实施例3

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:15,超微细硫酸钡的中位粒径为0.03μm;超细硫酸钡D50为1μm,堆积密度为1.28g/cm3,吸油量为25g/100g,白度为99%;钛白粉D50为0.5μm,堆积密度为0.85g/cm3,吸油量为27g/100g,白度为96%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:5;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=5。其中上述钛白粉使用金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:2.5,上述钛白粉的粒子形貌均为球形,球化率为94%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入壬基酚聚氧乙烯醚,继续捏合10min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号3,结果见表8、表9。

实施例4

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:14,超微细硫酸钡的中位粒径为0.025μm;超细硫酸钡D50为0.3μm,堆积密度为1.3g/cm3,吸油量为15g/100g,白度为98%;钛白粉D50为0.24μm,堆积密度为0.8g/cm3,吸油量为24g/100g,白度为96%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:3.3;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=3。其中上述钛白粉使用金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:4,上述钛白粉的粒子形貌均为球形,球化率为98%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,继续捏合18min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号4,结果见表8、表9。

实施例5

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:13,超微细硫酸钡的中位粒径为0.024μm;超细硫酸钡D50为0.5μm,堆积密度为1.28g/cm3,吸油量为20g/100g,白度为99%;钛白粉D50为3μm,堆积密度为0.81g/cm3,吸油量为25g/100g,白度为96%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:2.5;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=2.5。其中上述钛白粉使用金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:4.5,上述钛白粉的粒子形貌均为球形,球化率为95%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入壬基酚聚氧乙烯醚,继续捏合15min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号5,结果见表8、表9。

实施例6

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物,其中硫酸钡由超微细硫酸钡和超细硫酸钡组成,超微细硫酸钡和超细硫酸钡的质量之比为1:12,超微细硫酸钡的中位粒径为0.025μm;超细硫酸钡D50为2.5μm,堆积密度为1.2g/cm3,吸油量为20g/100g,白度为98%;钛白粉D50为0.25μm,堆积密度为0.8g/cm3,吸油量为18g/100g,白度为96%;硫酸钡与钛白粉的质量比为1:2.5;组合物的粒度分布为(累积质量<80%的粒度)/(累积质量<20%的粒度)=4。其中上述钛白粉使用金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的混合钛白粉,其中金红石型钛白粉与锐钛型钛白粉的质量比为1:4,上述钛白粉的粒子形貌均为球形,球化率为94%。

一种应用于塑料管材中的硫酸钡和钛白粉组合物的制备方法:

将硫酸钡与钛白粉原料过筛混合后,投入捏合机中,加水捏合制浆,待浆液混合均匀后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,继续捏合12min;将捏合后的浆液过滤,干燥,破碎,研磨,制得硫酸钡和钛白粉组合物。

采用现有的塑料管材生产工艺,以重量份数计,按配方(硫酸钡和钛白粉组合物344份,硝化棉15份,树脂液320份,甲醇60份,甲苯45份,丙醇15份,丁酯15份,石蜡1份)制备塑料管材,并对其进行相关性能检测,样品编号6,结果见表8、表9。

对比例

采用发明专利CN 103756232 A的实施例10:

(1)配方:高密度聚乙烯40重量份数,过氧化二异丙苯0.02重量份数,乙烯基三甲氧基硅烷0.8重量份数,活化处理过的纳米级硫酸钡50重量份数,活化处理过的1200目硫酸钡10重量份数,聚乙烯蜡2重量份数,钛白粉5重量份数,抗氧剂1010 0.3重量份数,抗氧剂168 0.3重量份数,炭黑3重量份数。

(2)制备工艺:将上述配方称量后加入高速混合机中,在25℃下搅拌5分钟后出料待用。将混合好的料加入挤出机中造粒,挤出机的工艺条件:

基础即得长径比L/D=44:1,挤出机的加热段个数12段,在第9加热段开具真空抽提口,加工温度由加料口到口模依次逐渐升高5℃,整个挤出机的加工温度控制在110~230℃。挤出机的主机转速控制在挤出机中的停留时间2.5分钟。挤出机真空抽提的真空应低于-0.08MPa。

对制得的塑料管材进行相关性能检测,样品编号7,结果见表8、表9。

表8塑料管材的机械性能检测

注:抗拉强度的检测按照国家标准GB/T 8804.1-2003进行;环刚度的检测按照国家标准GB/T 9647-2003进行;静液压的检测按照国家标准GB/T 15560-1995进行;落锤冲击试验按照国家标准GB/T 14152-2001进行。

表9塑料管材的耐老化性、熔体指数检测

注:耐老化性的检测按照国家标准GB/T 19466.6-2009进行;熔体指数的检测按照国家标准GB/T 3682-2000进行。

根据本发明方法,由硫酸钡和钛白粉组合物制备的塑料管材,由于工艺中对硫酸钡和钛白粉的粒径、粒度分布及二者的粒径关系进行了限定,保证了硫酸钡和钛白粉组合物在塑料中的分散情况,同时通过对硫酸钡和钛白粉二者堆密度之间的关系,以及二者吸油量之间的关系进行的限定,使得硫酸钡和钛白粉组合物在塑料中均匀分散,减小了塑料内部的应力,优化了塑料的受力分布情况,提高了塑料的机械性能。通过表8可以看出,根据本发明方法制备的塑料管材,在管材环刚度、静液压上稍优于对比例产品,在抗拉强度、抗冲击性等机械性能上要明显优于对比例产品。

在本发明中由于通过控制原料的吸油量关系等指标以及采用球化率≥90%的球形钛白粉,提高了硫酸钡和钛白粉组合物在塑料加工中的流动性,避免了塑料在加工中粘度增大过度的情况,优化了塑料在加工过程中的流变性能。同时由于球形结构的钛白粉具有优异的物化稳定性,提高了塑料管材的耐老化性能。通过表9可以看出,根据本发明方法制备的塑料管材,其耐老化性、管材的熔体指数等指标上要明显优于对比例产品。

最后需要说明,以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而并非限制,尽管参照较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,本领域技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

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