CN109280351B - 一种挤出机或注塑机螺杆清洗料及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挤出机或注塑机螺杆清洗料及其制备和使用方法，该清洗料配方包括50wt％‑80wt％的基体树脂，15wt％‑45wt％的塑料纤维，3wt％‑5wt％的分散剂和粘度调节剂，0.5wt％‑5wt％的表面活性剂和0.5wt％‑3wt％的润滑剂。所述清洗料由基体树脂和填充剂按一定比例，经过双螺杆挤出机共混造粒得到。使用时，先在较低温度下加入清洗料，清洗料中的塑料纤维起到摩擦并快速清洗残留物质的作用，然后升高温度至下一批次产品的加工温度，此时塑料纤维软化熔融，可与基体树脂一同排出设备，从而克服传统清洗料填料堵塞设备口模、喷嘴、针阀等复杂结构的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洗料及其制备和使用方法，具体涉及的是一种挤出机或注塑机螺杆清洗料及其制备和使用方法，属于高分子材料或设备维护领域。
背景技术
随着塑料加工制品在不同领域的广泛应用，塑料加工时所使用的塑料种类、牌号和颜色也变得越来越丰富。无论是在生产还是研发过程中，都会遇到在同一台挤出机或注塑机时，需要在不同种类、牌号或颜色的树脂之间进行切换来实现不同的生产或研发需求，这就要求前一批次的塑料可以被完全、快速地排出设备。此外，塑料在长时间加热时与空气中的氧气反应所产生的分解产物和碳化物也会残留在料筒和螺杆上，如果不及时清理，就会造成制品出现黑点、混色等外观缺陷，降低制品的合格率并可能导致制品的性能下降。目前市售的清洗剂种类繁多，根据清洗原理主要可以分为三类：物理研磨型、化学清洗型和浓缩制剂型。物理研磨型清洗料主要选择低熔指塑料作为基体树脂，通过加入纤维、矿粉等填料对螺杆和料筒壁上的残料进行机械摩擦，使脱落的残料被低熔指基体树脂带离设备。虽然物理研磨型清洗料用量不多且清洗效果好，但也存在减少机器的使用寿命、不易清除、清洗温度高、堵塞热流道等缺点。化学清洗型清洗料主要是添加化学活性物质如发泡剂、乳化剂等，通过加热和浸泡的方法将残料清除。但是由于清洗效果依赖于被清洗树脂的粘度、不够环保等原因大大限制了其使用范围。浓缩制剂由于存在效果一般、气味较大、安全性差等缺点应用较少。
发明内容
本发明的目的是针对市场销售的螺杆清洗料的不足，提供一种清洗效果好、残留度低、安全环保、应用范围广的挤出机或注塑机螺杆清洗料。
本发明的另一目的是提供一种便捷、节能的挤出机或注塑机螺杆清洗料的制备和使用方法。
为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，包括50wt％-80wt％的基体树脂，15wt％-45wt％的塑料纤维，3wt％-5wt％的分散剂和粘度调节剂，0.5wt％-5wt％的表面活性剂和0.5wt％-3wt％的润滑剂，基于配方总量。
本发明中，所述的基体树脂为低熔点、低粘度但热稳定性好的聚己内酯(PCL)或聚己内酯衍生物。优选所述基体树脂的熔融温度为58-63℃，热分解温度为280-380℃，熔体流动速率为1-30g/10min。PCL是一种生物降解材料，安全环保，热稳定性优异，具有非常好的熔融性能和流动性能，并且对PE、PP、AS、ABS、PC、PA、PVC、PVAC等大多数树脂均有较好的相容性，能够有效清除螺槽中的残料。所述的基体树脂的实例包含但不限于Solvay公司的Capa 6400、Capa 6500、Capa 6800，深圳光华伟业公司的Esun800C、Esun1000C、Esun1200C中的一种或多种，更优选Capa 6800、Esun1000C。
本发明中，所述的塑料纤维为一种或多种聚酯纤维，纤度为0.1D-50D，玻璃化转变温度在150-200℃，且熔融温度在300℃以下。所述的塑料纤维的实例包含但不限于聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，优选高强型聚酯工业丝(强度一般大于等于7.4Cn/dtex)或聚酯全拉伸丝，优选纤度为0.5-1.5D的涤纶细旦丝或纤度为0.3-0.5D涤纶超细旦丝中的一种或多种，它们均属于PET。本发明采用高填充纤维，降低成本的同时能够进一步提高清洗料的清洗效果。与无机填料相比，塑料纤维对残料和残碳的界面作用更加显著并且对设备的磨损更小，配合后续升温的使用方法可以在清理完成后软化熔融，不会造成堵塞复杂结构的针阀等部件，实现在热流道系统中使用。
本发明中，所述的分散剂和粘度调节剂为脂肪族超支化聚酯及其衍生物，所述的分散剂和粘度调节剂的实例包含但不限于Perstorp公司的Boltorn型HBPester系列产品及其衍生物，如Boltorn H20、Boltorn H311、Boltorn H2004、Boltorn P1000中的一种或多种，优选Boltorn H20、Boltorn H2004。该分散剂和粘度调节剂具有良好的流动性和热稳定性，且与体系具有良好的相容性，可以帮助塑料纤维更加均匀地分散在基体树脂中。
本发明所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠，椰油酸二乙醇酰胺，烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，如十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10。
本发明所述的润滑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡或烯烃基弹性体，优选烯烃基弹性体，主要牌号有埃克森美孚Vistamaxx 8880、Vistamaxx 6202。与传统石蜡相比，采用烯烃基弹性体与基体树脂的相容性更好，在使用时不会从清洗料中析出，因此润滑效果更好，且使用过程更加安全环保。
一种制备本发明所述清洗料的方法，包括以下步骤：按照比例，将基体树脂，分散剂和粘度调节剂，表面活性剂和润滑剂在高混机中混合3-15min后加入双螺杆挤出机的主喂料口中，塑料纤维加入到侧喂料口，在双螺杆挤出机的温度设置为80-100℃，转速50-100rpm的条件下混合造粒。
本发明清洗料所述的使用方法，具体步骤为：使用时先将上一批次物料排出，然后加入清洗料并设置温度为100-130℃，观察清洗料的颜色变化，当温度稳定且挤出物料逐渐变化为清洗料后(温度稳定是指挤出机的实际温度已经达到设定温度，物料变化主要是观察颜色变化，对于颜色变化不明显的，可以结合挤出机的排料时间、物料的状态来判断)，升高温度至下一批次产品物料的生产温度(通常在350℃以下)，当温度稳定后停止加入清洗料，继续开动机器并加入下一批次产品物料，当挤出物料变为下一批次产品物料时即可进行正常生产。
本发明的积极效果在于：所述清洗料由基体树脂和填充剂按一定比例，选择不同的种类和比例的基体树脂经过双螺杆挤出机共混造粒，可得到适应不同产品和设备的清洗料。使用时，先在较低温度下加入清洗料，清洗料中的塑料纤维起到摩擦并快速清洗残留物质的作用，然后升高温度至下一批次产品的加工温度，此时塑料纤维软化熔融，可与基体树脂一同排出设备，从而克服传统清洗料填料堵塞设备口模、喷嘴、针阀等复杂结构的缺点。与现有技术相比，本发明具有生产方便、熔体粘度低、清洗效果好、应用范围广、安全环保等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的清洗料的配方包括：80wt％的PCL Capa6800(熔融温度为58-60℃，热分解温度约300℃，熔体流动速率为2.0-4.0g/10min(160℃/5kg))，15wt％的常熟涤纶公司的1.5D涤纶丝(玻璃化转变温度约160-180℃，且熔融温度约250℃)，3wt％的BoltornH311，1wt％的十二烷基苯磺酸钠和1wt％的Vistamaxx 8880。按照比例，将基体树脂，分散剂和粘度调节剂，表面活性剂和润滑剂在高混机中混合3min后加入直径为35mm长径比为52的双螺杆挤出机的主喂料口中，塑料纤维加入到侧喂料口，在双螺杆挤出机的温度设置为90℃，转速60rpm的条件下混合造粒。
实施例2
本实施例的清洗料的配方包括：50wt％的PCL Capa6500(熔融温度为58-60℃，热分解温度为约280℃，熔体流动速率为5.9-7.9g/10min(160℃/5kg))，45wt％的常熟涤纶公司的0.3D涤纶丝(玻璃化转变温度约160-180℃，且熔融温度约250℃)，4wt％的BoltornH20，0.5wt％的十二烷基苯磺酸钠和0.5wt％的Vistamaxx 6202。本实施例的制备方法与实施例1相同，只是配方的组成不同。
实施例3
本实施例的清洗料的配方包括：60wt％的PCL Capa6800熔融温度为58-60℃，热分解温度为约300℃，熔体流动速率为2.0-4.0g/10min(160℃/5kg))，30wt％的常熟涤纶公司的0.5D涤纶丝(玻璃化转变温度约160-180℃，且熔融温度约250℃)，5wt％的BoltornH2004，2wt％的壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和3wt％的Vistamaxx 8880。本实施例的制备方法与实施例1相同，只是配方的组成不同。
实施例4
本实施例的清洗料的配方包括：60wt％的PCL Esun1000C(熔融温度为60-63℃，热分解温度为约280℃，熔体流动速率为5.0-6.0g/10min(160℃/5kg))，30wt％的常熟涤纶公司的1.0D涤纶丝(玻璃化转变温度约160-180℃，且熔融温度约250℃)，3wt％的BoltornP1000，5wt％的壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和2wt％的Vistamaxx 6202。本实施例的制备方法与实施例1相同，只是配方的组成不同。
对比例1
本对比例的原料组成及份数为：100wt％的茂名石化公司的聚丙烯PPT30S树脂。
对比例2
本对比例的原料组成及份数为：90wt％的茂名石化公司的聚丙烯PP T30S，10wt％的1500目碳酸钙。在高混机中混合3min后加入直径为35mm长径比为52的双螺杆挤出机的主喂料口中，在双螺杆挤出机的温度设置为210℃，转速60rpm的条件下混合造粒。
将上述各实施例制得的清洗料按照下述方法进行清洗：使用时先将上一批次的黑色尼龙物料排出，然后加入清洗料并设置挤出机的温度由原来的200℃变更为120℃，观察清洗料的颜色变化，当温度稳定为120℃且挤出物料逐渐变化为清洗料的白色后，升高温度至下一批次白色ABS料的生产温度200℃，此时清洗料中的涤纶逐渐软化熔融。当温度稳定至200℃后停止加入清洗料，记录清洗料的用量和清洗时间。
将上述各对比例制得的清洗料按照下述方法进行清洗：使用时先将上一批次的黑色尼龙物料排出，然后加入清洗料，设置挤出机温度为下一批次白色ABS料的生产温度200℃，观察清洗料的颜色变化，当温度稳定至200℃且挤出物料逐渐变化为清洗料的白色后，记录清洗料的用量和清洗时间。
表1实施例和对比例各项性能指标对照表
传统清洗方法是指采用对比例1所述的纯聚丙烯树脂进行清洗的方法。
本实施例提供的清洗料能够有效清除设备中残留的颜料、碳化物及其他杂质，肉眼观察挤出机中无上批次的黑色尼龙料和积碳残留，料筒和螺杆表面光洁无清洗料粘附，而使用对比例的清洗料在挤出机的死角及缝隙中仍有少许黑色物质残留，且在料筒和螺杆表面会粘附少量清洗料。说明本发明的清洗料具有清洗效果好、残留度低、安全环保、对设备损伤小的优点。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (16)
1.一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：该清洗料配方包括50wt％-80wt％的基体树脂，15wt％-45wt％的塑料纤维，3wt％-5wt％的分散剂和粘度调节剂，0.5wt％-5wt％的表面活性剂和0.5wt％-3wt％的润滑剂，基于配方总量；
所述基体树脂为聚己内酯或聚己内酯衍生物；所述基体树脂的熔融温度为58-63℃，热分解温度为280-380℃，熔体流动速率为1-30g/10min；所述塑料纤维为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种，纤度为0.1D-50D，玻璃化转变温度在150-200℃，且熔融温度在300℃以下。
2.根据权利要求1所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述基体树脂为Solvay公司的Capa 6400、Capa 6500、Capa 6800，深圳光华伟业公司的Esun800C、Esun1000C、Esun1200C。
3.根据权利要求2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述基体树脂为Capa 6800、Esun1000C。
4.根据权利要求1或2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述塑料纤维为高强型聚酯工业丝或聚酯全拉伸丝。
5.根据权利要求1或2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述塑料纤维为纤度为0.5-1.5D的涤纶细旦丝或纤度为0.3-0.5D涤纶超细旦丝中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述分散剂和粘度调节剂为脂肪族超支化聚酯及其衍生物。
7.根据权利要求6所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述分散剂和粘度调节剂为Perstorp公司的Boltorn型HBPester系列产品及其衍生物，包括Boltorn H20、Boltorn H311、Boltorn H2004、Boltorn P1000中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述分散剂和粘度调节剂为Boltorn H20和/或Boltorn H2004。
9.根据权利要求8所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠，椰油酸二乙醇酰胺，烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10。
11.根据权利要求1或2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述润滑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡或烯烃基弹性体中的一种或多种。
12.根据权利要求11所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述润滑剂为烯烃基弹性体。
13.根据权利要求12所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料，其特征在于：所述润滑剂为埃克森美孚Vistamaxx 8880和/或Vistamaxx 6202。
14.根据权利要求1或2所述一种挤出机或注塑机螺杆清洗料的制备方法，其特征在于：将基体树脂，分散剂和粘度调节剂，表面活性剂和润滑剂在高混机中混合后加入双螺杆挤出机的主喂料口中，塑料纤维加入到侧喂料口，在双螺杆挤出机中混合造粒。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：基体树脂，分散剂和粘度调节剂，表面活性剂和润滑剂在高混机中混合3-15min，双螺杆挤出机的温度设置为80-100℃，转速为50-100rpm。
16.根据权利要求1或2所述挤出机或注塑机螺杆清洗料的使用方法，其特征在于：使用时先将上一批次物料排出，然后加入清洗料并设置温度为100-130℃，观察清洗料的颜色变化，当温度稳定且挤出物料逐渐变化为清洗料后，升高温度至下一批次产品物料的生产温度，当温度稳定后停止加入清洗料，继续开动机器并加入下一批次产品物料，当挤出物料变为下一批次产品物料时即可进行正常生产。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to an extruder or injection molding machine screw cleaning material and a preparation and application method thereof Effective date of registration: 20211123 Granted publication date: 20201120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Yantai branch Pledgor: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Registration number: Y2021980013026 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220622 Granted publication date: 20201120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Yantai branch Pledgor: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Registration number: Y2021980013026 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |