一种螺杆清洗剂及其制备方法与流程
背景技术：
：在塑料加工领域，挤出成型、注塑成型以及吹塑成型是几种最常见的螺杆加工设备。在加工生产过程中，树脂会在螺杆中滞留，在热与氧气的作用下会不断地发生降解，最终碳化沉积于机筒与螺杆上。此外，当更换树脂品种或者制品颜色时，设备中也会残留一些原料。为了确保产品的质量，通常需要对加工设备进行清洗而去除这些残留物。目前，螺杆清洗剂在清洗效率、环保、成本等方面都存在一定的局限性，例如环保型的清洗剂，普遍清洗效率较低；有机溶剂型螺杆清洗剂，虽然提高了清洗效率却存在环境污染的问题；而且由于材料种类繁多，化学清洗方法同一个配方往往只能对几类材料有效，普遍适用性不强。物理摩擦型的螺杆清洗剂环境污染小，清洗效果良好，但是在清洗过程中摩擦剂也相应加快机械表面磨损。因而如果有合适的摩擦剂，物理清洗方法是对化学清洗方法一个很好的补充。目前，最常用的摩擦剂是碳酸钙，它是一类兼具减摩抗磨性能的绿色添加剂，是一种有效且成本较低的摩擦剂。但存在诸多不足，直接使用往往不理想。这是因为摩擦剂的形状、晶体结构、尺寸因素都会对摩擦性能造成影响。形状不规则的粒子较形状规则的粒子有较大的摩擦值，粒度通常在2~15um较为适宜。而重质碳酸钙(gcc)，颗粒表面棱角分明，磨耗值较高，对设备磨损较大。所以有必要对其进行改性，增强其自润滑性以减少外摩擦力。本发明借助表面沉积的方法，将轻质碳酸钙(pcc)粒子（椭球型为主）沉淀在重质碳酸钙(gcc)表面，其中最佳的gcc以方解石粉碎得到。实现对gcc表面包覆，大大增加gcc表面的粗糙度和比表面积，钝化锐角，摩擦系数适中。再经复配改性剂包覆，在复合型碳酸钙微粒表面形成了一层润滑层，改善其在清洗剂中的分散性能。结合各种助剂的辅助作用，有助于螺杆中残留的塑料或积碳软化，可以提高清洗剂的溶解能力。因而本发明的产品既能有效去除螺杆中的残余料和积碳，又能避免过多地磨损设备。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种螺杆清洗剂及其制备方法的制备方法。为了实现本发明，采用如下技术方案：一种螺杆清洗剂，其特征在于，按重量百分比配方如下：聚烯烃类基材30~70摩擦剂20~60表面活性剂2~10润滑剂1~7抗氧剂0.5~2发泡剂1~10发泡助剂0.5~5。所述摩擦剂为改性的碳酸钙，其是将轻钙包覆在重钙表面，再用改性剂对其表面进行改性，制备步骤如下：(1)在反应釜中按配比加入晶型控制剂、ph调节剂、ca2+溶液和重钙(gcc)，开动搅拌器，转速600~1200rpm，控制温度在20~60℃，通入co2，当反应浆液ph＝7.5~8.0时，通入co2流量减半，直至反应浆液ph＝6.5~7.0时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，经板框压滤、滤饼烘干、粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用；(2)在反应釜中加入乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150~160℃熔解，然后加入聚乙二醇，搅拌2~6min后将反应釜降温至60~70℃，再加入硬酯酸，最后将甲基乙烯基硅油、吐温、乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌6~12min，即得改性剂；(3)按配比将步骤(1)制备的复合型碳酸钙微粒与步骤(2)制备的改性剂加到高混机中，转速600~2000rpm，10~60min得到改性后的摩擦剂；所述步骤(1)晶形控制剂至少有一种选自茶多糖、大豆多糖或竹叶多糖的水溶性植物多糖及其衍生物，添加量为重钙(gcc)质量的1~2%；所述步骤(1)ph调节剂浓度为20wt％的氨水，其添加量为步骤(1)的反应浆液总体积1~2%；所述步骤(1)重钙(gcc)粒径为2~40μm；所述ca2+溶液是将氯化钙、硝酸钙中的一种或者两种溶于水配置成ca2+浓度为0.05~0.50mol/l的溶液；所述m(gcc):m(cax2)=(2~10):1，其中x=cl或no3；所述步骤(1)co2流量为1.0~5.0l/min；所述步骤(2)改性剂组分按质量比为：硬酯酸60~75、乙撑双硬脂酰胺(ebs)5~9、甲基乙烯基硅油4~10、吐温4~7、聚乙二醇10~15、乙酸乙酯0.5~2，改性剂添加量为步骤(1)的复合型碳酸钙微粒的0.5~3wt％。所述聚烯烃类基材为聚乙烯类的材料或者聚丙烯类的材料。所述表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)、月桂醇醚磷酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或多种。所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬酯酸、硬酯酸镁、白油中的一种或多种。所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、双季戊四醇二亚磷酸酯(626)中的一种或多种。所述发泡剂为碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺(ac)、异氰酸酯中的一种或多种；所述发泡助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化锌、氧化钡中的一种或多种。所述螺杆清洗剂用摩擦剂的磨耗值为12.0~21.0mg。本发明所述的一种螺杆清洗剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按照配方，称取聚烯烃树脂、摩擦剂、表面活性剂、润滑剂、抗氧剂、发泡剂、发泡助剂，并加入高混机中，在80-120℃条件下，保持转速600-2000rpm，高速搅拌5-30min；(2)将步骤（1）获得的高混均匀的聚烯烃树脂、摩擦剂、表面活性剂、润滑剂、抗氧剂、发泡剂、发泡助剂加入到双螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区90-110℃，二区100-130℃，三区120-140℃，四区130-150℃，五区140-160℃，六区150-170℃，七区160-180℃、八区170-190℃、九区170-210℃，机头165-200℃，转速为10-300rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。具体地说，本发明采用如下技术方案：一种螺杆清洗剂，其特征在于，按重量百分比配方如下：聚烯烃类基材30~70摩擦剂20~60表面活性剂2~10润滑剂1~7抗氧剂0.5~2发泡剂1~10发泡助剂0.5~5。所述摩擦剂为改性的碳酸钙，其是将轻钙包覆在重钙表面，再用改性剂对其表面进行改性，制备步骤如下：(1)在反应釜中按配比加入晶型控制剂、ph调节剂、ca2+溶液和重钙(gcc)，开动搅拌器，转速600~1200rpm，控制温度在20~60℃，通入co2，当反应浆液ph＝7.5~8.0时，通入co2流量减半，直至反应浆液ph＝6.5~7.0时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，经板框压滤、滤饼烘干、粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用。(2)在反应釜中加入乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150~160℃熔解，然后加入聚乙二醇，搅拌2~6min后将反应釜降温至60~70℃，再加入硬酯酸，最后将甲基乙烯基硅油、吐温、乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌6~12min，即得改性剂。(3)按配比将步骤(1)制备的复合型碳酸钙微粒与步骤(2)制备的改性剂加到高混机中，转速600~2000rpm，10~60min得到改性后的摩擦剂。所述步骤(1)晶形控制剂至少有一种选自茶多糖、大豆多糖或竹叶多糖的水溶性植物多糖及其衍生物，添加量为重钙(gcc)质量的1~2%。所述步骤(1)ph调节剂浓度为20wt％的氨水，其添加量为步骤(1)的反应浆液总体积1~2%；所述步骤(1)重钙(gcc)粒径为2~40μm。所述ca2+溶液是将氯化钙、硝酸钙中的一种或者两种溶于水配置成ca2+浓度为0.05~0.50mol/l的溶液。所述m(gcc):m(cax2)=(2~10):1，x=cl，no3。所述步骤(1)co2流量为1.0~5.0l/min。所述步骤(2)改性剂组分按质量比为：硬酯酸60~75、乙撑双硬脂酰胺(ebs)5~9、甲基乙烯基硅油4~10、吐温4~7、聚乙二醇10~15、乙酸乙酯0.5~2，改性剂添加量为步骤(1)的复合型碳酸钙微粒的0.5~3wt％。一种螺杆清洗剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按照配方，称取聚烯烃树脂、摩擦剂、表面活性剂、润滑剂、抗氧剂、发泡剂、发泡助剂，并加入高混机中，在80-120℃条件下，保持转速600-2000rpm，高速搅拌5-30min。(2)将步骤（1）获得的高混均匀的聚烯烃树脂、摩擦剂、表面活性剂、润滑剂、抗氧剂、发泡剂、发泡助剂加入到双螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区90-110℃，二区100-130℃，三区120-140℃，四区130-150℃，五区140-160℃，六区150-170℃，七区160-180℃、八区170-190℃、九区170-210℃，机头165-200℃，转速为10-300rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。所述聚烯烃类基材为聚乙烯类的材料或者聚丙烯类的材料。所述表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)、月桂醇醚磷酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或多种。所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬酯酸、硬酯酸镁、白油中的一种或多种。所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、双季戊四醇二亚磷酸酯(626)中的一种或多种。所述发泡剂为碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺(ac)、异氰酸酯中的一种或多种；所述发泡助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化锌、氧化钡中的一种或多种。所述螺杆清洗剂用摩擦剂的磨耗值为12.0~21.0mg。采用上述技术方案后，本发明具有如下特点和优点：该螺杆清洗剂以聚烯烃材料为基材，加入自制摩擦系数适中的摩擦剂，复配一定量表面活性剂、润滑剂、抗氧化剂、发泡剂、发泡助剂而成。其中含有的摩擦系数适中的摩擦剂，能够与在机筒产生强烈的摩擦从而清洗机筒内腹腔表面和螺杆上的粘着物，同时还可以避免过多地磨损设备；表面活性剂可快速渗透附着在螺杆料筒的死角、缝隙上的积料或者积碳，将其清洗干净，提高了螺杆清洗剂的清洗效果；润滑剂用于防止螺杆清洗剂过多残留在螺杆料筒内，减少二次污染；抗氧剂用于降低螺杆清洗剂在生产与储存过程中的老化、失效；该清洗剂中的发泡剂在加热的料筒中，由于受热而发泡膨胀，增大清洗剂的体积，提高了清洗剂与料筒的接触摩擦，同时还可以减少螺杆清洗剂的用量。具体实施方式下述实施例中的ca2+溶液采用氯化钙或硝酸钙溶液均可。实施例1在反应釜中加入150g竹叶多糖、3l20wt％的氨水、200l0.1mol/l的ca2+溶液和10kg重钙(gcc)，开动搅拌器，转速1000rpm，控制温度在20℃，以1.0l/min通入co2，当反应浆液ph＝8.0时，通入co2流量减半，当反应浆液ph＝7.0时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，板框压滤、滤饼烘干，粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用。在反应釜中加入10g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入20g聚乙二醇，搅拌3min后将反应釜降温至70℃，再加入250g硬酯酸，最后将10ml甲基乙烯基硅油、9ml吐温、1ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌8min，即是改性剂。按配比将2kg上述制得的复合型碳酸钙微粒与40g改性剂加到高混机中，转速1600rpm，高混10min即是摩擦剂。按照配方：60份高密度聚乙烯、30份摩擦剂、4份失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)、2份氧化聚乙烯蜡、1份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、2份偶氮二甲酰胺(ac)、1份硬脂酸锌，共称取5kg，并加入高混机中，在100℃条件下，保持转速2000rpm，高速搅拌15min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区100℃，二区110℃，三区130℃，四区145℃，五区160℃，六区170℃，七区180℃、八区190℃、九区190℃，机头185℃，转速为150rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。实施例2在反应釜中加入150g茶多糖、3l20wt％的氨水、200l0.3mol/l的ca2+溶液和10kg重钙(gcc)，开动搅拌器，转速1200rpm，控制温度在50℃，以4.0l/min通入co2，当反应浆液ph＝8.0时，通入co2流量减半，当反应浆液ph＝7.0时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，板框压滤、滤饼烘干，粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用。在反应釜中加入10g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入20g聚乙二醇，搅拌2min后将反应釜降温至70℃，再加入250g硬酯酸，最后将10ml甲基乙烯基硅油、9ml吐温、1ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌6min，即是改性剂。按配比将2kg上述制得的复合型碳酸钙微粒与20g改性剂加到高混机中，转速1100rpm，高混20min即是摩擦剂。按照配方：40份线性低密度聚乙烯、44份摩擦剂、6份二乙二醇丁醚、3份硬酯酸、1.5份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、4份碳酸氢钠、1.5份氧化锌，共称取5kg，并加入高混机中，在110℃条件下，保持转速1500rpm，高速搅拌20min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区105℃，二区120℃，三区130℃，四区140℃，五区150℃，六区165℃，七区175℃、八区180℃、九区180℃，机头175℃，转速为120rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。实施例3在反应釜中加入200g竹叶多糖、3l20wt％的氨水、200l0.25mol/l的ca2+溶液和10kg重钙(gcc)，开动搅拌器，转速1000rpm，控制温度在25℃，以2.0l/min通入co2，当反应浆液ph＝8.0时，通入co2流量减半，当反应浆液ph＝6.5时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，板框压滤、滤饼烘干，粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用。在反应釜中加入10g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入20g聚乙二醇，搅拌4min后将反应釜降温至70℃，再加入130g硬酯酸，最后将10ml甲基乙烯基硅油、9ml吐温、1ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌7min，即是改性剂。按配比将2kg上述制得的复合型碳酸钙微粒与50g改性剂加到高混机中，转速1600rpm，高混10min即是摩擦剂。按照配方：38份低密度聚乙烯、45份摩擦剂、6份失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)、5份硬酯酸镁、0.8份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、4份碳酸氢钠、1.2份氧化钡，共称取5kg，并加入高混机中，在100℃条件下，保持转速2000rpm，高速搅拌20min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区100℃，二区120℃，三区130℃，四区140℃，五区150℃，六区165℃，七区175℃、八区180℃、九区180℃，机头175℃，转速为130rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂；实施例4在反应釜中加入150g茶多糖、3l20wt％的氨水、200l0.1mol/l的ca2+溶液和10kg重钙(gcc)，开动搅拌器，转速1000rpm，控制温度在20℃，以1.0l/min通入co2，当反应浆液ph＝8.0时，通入co2流量减半，当反应浆液ph＝7.0时，停止通气，结束反应，得到包覆gcc浆液，板框压滤、滤饼烘干，粉碎过筛，获得复合型碳酸钙微粒，备用。在反应釜中加入18g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入30g聚乙二醇，搅拌4min后将反应釜降温至65℃，再加入130g硬酯酸，最后将14ml甲基乙烯基硅油、6.8ml吐温、1.2ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌8min，即是改性剂。按配比将2kg上述制得的复合型碳酸钙微粒与30g改性剂加到高混机中，转速1600rpm，高混15min即是摩擦剂。按照配方：36份聚丙烯、50份摩擦剂、4.5份月桂醇醚磷酸酯、2份白油、1.2份双季戊四醇二亚磷酸酯(626)、4.5份异氰酸酯、1.8份硬脂酸钙，共称取5kg，并加入高混机中，在105℃条件下，保持转速1800rpm，高速搅拌15min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区110℃，二区125℃，三区145℃，四区165℃，五区180℃，六区190℃，七区195℃、八区200℃、九区200℃，机头190℃，转速为180rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂；对比实例1在反应釜中150g竹叶多糖、3l20wt％的氨水、200l0.1mol/l的ca2+溶液，开动搅拌器，转速1000rpm，控制温度在20℃，以1.0l/min通入co2，当反应浆液ph＝8.0时，通入co2流量减半，当反应浆液ph＝7.0时，停止通气，结束反应，得到碳酸钙浆液，板框压滤、滤饼烘干，粉碎过筛制得轻钙粉末。在反应釜中加入18g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入30g聚乙二醇，搅拌4min后将反应釜降温至65℃，再加入130g硬酯酸，最后将14ml甲基乙烯基硅油、6.8ml吐温、1.2ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌8min，即是改性剂。按配比将2kg上述制得的轻钙粉末与30g改性剂加到高混机中，转速1600rpm，高混15min即是摩擦剂。按照配方：36份聚丙烯、50份摩擦剂、4.5份月桂醇醚磷酸酯、2份白油、1.2份双季戊四醇二亚磷酸酯(626)、4.5份异氰酸酯、1.8份硬脂酸钙，共称取5kg，并加入高混机中，在105℃条件下，保持转速1800rpm，高速搅拌15min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区110℃，二区125℃，三区145℃，四区165℃，五区180℃，六区190℃，七区195℃、八区200℃、九区200℃，机头190℃，转速为180rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。对比实例2在反应釜中加入18g乙撑双硬脂酰胺(ebs)，升温至150℃熔解，然后加入30g聚乙二醇，搅拌4min后将反应釜降温至65℃，再加入130g硬酯酸，最后将14ml甲基乙烯基硅油、6.8ml吐温、1.2ml乙酸乙酯一次性加入反应釜中，并搅拌8min，即是改性剂。按配比将2kg重钙与上述制得的30g改性剂加到高混机中，转速1600rpm，高混15min即是摩擦剂。按照配方：36份聚丙烯、50份摩擦剂、4.5份月桂醇醚磷酸酯、2份白油、1.2份双季戊四醇二亚磷酸酯(626)、4.5份异氰酸酯、1.8份硬脂酸钙，共称取5kg，并加入高混机中，在105℃条件下，保持转速1800rpm，高速搅拌15min。将高混均匀的各种原料加入到螺杆挤出机中进行加工，螺杆挤出机参数为：一区110℃，二区125℃，三区145℃，四区165℃，五区180℃，六区190℃，七区195℃、八区200℃、九区200℃，机头190℃，转速为180rpm，挤出造粒，即为螺杆清洗剂。表1实施例和对比实例各组分用量一览表(单位：重量份)将上述各实施例制得的螺杆清洗剂对双螺杆挤出机进行清洗：该挤出机进行红色母料的生产，生产结束后，向挤出机中加入上述螺杆清洗剂，不断进行清洗，直到挤出物不含有红色为止，记录清洗剂的用量。表2实施例与对比实例各项性能指标与纯树脂清洗相比，节省清洗用料实施例1≥50%实施例2≥70%实施例3≥65%实施例4≥80%对比实例1≥30%对比实例2≥55%当前第1页12
文档序号 :
【 11686392 】
技术研发人员：段秀红,吴仲涛,陈庆华,杨松伟,杨裕金,郝海斌
技术所有人：山西兰花华明纳米材料股份有限公司,福建师范大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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