本发明专利技术公开一种通用性广的炭黑母粒、制备系统装置及其制备方法。所述炭黑母粒，包括以下重量份数的组分：聚乙烯：45-70份；炭黑：30-55份；抗氧剂：0.1-0.3份；其中，所述炭黑母粒不包括分散剂。本发明专利技术还提供一种制备上述炭黑母粒的制备系统装置及应用该装置制备炭黑母粒的方法。本发明专利技术所述炭黑母粒中未添加硬脂酸盐、蜡等分散剂，其耐老化性能好，气味性低，并且炭黑含量高，分散性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炭黑母粒生产
，具体涉及一种分散性能好、通用性广的炭黑母粒、制备系统装置及其制备方法。
技术介绍
在改性塑料行业中，炭黑由于化学稳定好、着色能力强与廉价等因素常被用来作为黑色着色剂及紫外线屏蔽剂。炭黑的原生粒子尺寸在5-300nm之间，是一种非常细、粒状的颜料，比表面积可达到1200m2/g，表面活性大而易团聚。作为着色剂，炭黑的着色能力直接与炭黑的在被着色体的分散程度与粒径相关，炭黑只有在完全分散的情况下才可能达到大部分的全色深黑；同时在非常细的炭黑加工过程中需要防止工人、机器和环境遭到粉尘的严重侵害。因此将炭黑制备成母粒，对于解决超细炭黑的分散性而提高炭黑的着色能力，解决粉尘污染、提高生产效率来说显得非常关键。目前制备炭黑母粒的工艺主要包括以下3种：1)CN101701100A采用高速混合机+双螺杆挤出机设备工艺。将基体树脂、炭黑及分散剂等助剂通过高速混合机进行高速的搅拌混合，并混合物形成一定程度的团聚小颗粒，再将团聚小颗粒团聚物通过双螺杆挤出机进行熔融塑化、分散及挤出造粒，这种方法的优点是设备简单、投资小；存在的缺点是炭黑与树脂在高速混合机的高速搅拌下，炭黑粉尘极易飘扬，造成环境污染大，其次是采用此工艺方法制备的炭黑含量不超过30%。2)CN102532666、CN102040814A等采用高速混合机+密炼机+单螺杆挤出机等设备工艺。将基体树脂、炭黑及分散剂等助剂通过高速混合机进行高速的搅拌混合后在加入密炼机进行密炼，当树脂、炭黑和功能主机在密炼机中塑化均匀后，再通过强制喂料器将密炼好的团聚物喂入单螺杆挤出机进行挤出造粒。该方法的最大优点是可以生产炭黑含量高达55%的炭黑母粒；存在的不足首先是由于密炼机工作模式为间歇式，造成各个批次生产过程不稳定、密炼产品的品质差异大；其次这种生产模式下炭黑极易造成粉尘污染；最后这种生产模式下生产效率低。3)CN102206372A等采用计量称+双转子连续混炼机等设备，通过将树脂、分散剂、炭黑等通过连续混炼双转子的熔融塑化、混炼，再通过冷却及造粒而制备炭黑母粒，此类方法缺陷如下：1)双转子连续混炼设备的转子一般较短，物料通过在混炼室内通过高速转动的转子进行混炼，混炼到一定程度再通过转子挤压使得物料排出，造成物料在混炼室内混炼的时间可控性不高，在炭黑含量超过45%时，极易造成物料要么混炼过度、要么混炼程度不够，造成生产时异常非常多，产品合格品率较低；2)其次，此类设备操作困难，在制备高含量炭黑母粒时，需要先通过树脂在混炼室内形成稳定的熔池，再将炭黑的含量从低往高慢慢添加才能保证混炼温度场的稳定与连续生产，以生产炭黑含量为50%母粒为例，整个炭黑体含量逐渐由低往高添加时间超过15min，等于至少前15min生产的产品为不合格品。4)查阅国内专利文献，制备炭的黑母粒都需要添加硬脂酸盐或蜡之类的分散剂，以保证炭黑更好在基体树脂中分散，但这样制备的母粒由于基体中含有易析出的硬脂酸盐或蜡，使得产品的力学性能、耐老化性能下降，同时也易产生异味，大大限制了炭黑母粒的使用范围。
技术实现思路
综上所述，本专利技术有必要提供一种分散性能好、通用性广的炭黑母粒。此外，本专利技术还有必要提供一种制备上述炭黑母粒的制备系统装置。另，本专利技术还有必要提供一种应用上述制备系统装置制造上述炭黑母粒的方法。一种通用性广的炭黑母粒，包括以下重量份数的组分：聚乙烯： 45-70份；炭黑： 30-55份；抗氧剂： 0.1-0.3份；其中，所述炭黑母粒不包括分散剂。一种通用性广的炭黑母粒，由以下重量份数的组分组成：聚乙烯： 45-70份；炭黑： 30-55份；抗氧剂： 0.1-0.3份。其中，所述分散剂可以包括硬脂酸盐、蜡等。所述硬脂酸盐常用的有：硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡。所述蜡常用低分子蜡，如聚乙烯蜡等。其中，所述聚乙烯优选由以下重量份的组分组成：低密度聚乙烯： 10-70份；线性低密度聚乙烯： 0-35份。其中，所述聚乙烯进一步优选由以下重量份的组分组成：低密度聚乙烯： 10-35份；线性低密度聚乙烯： 25-35份。其中，所述炭黑的原生粒径可以为不大于20nm。其中，所述抗氧化剂可以包括以下物质中的至少一种：N,N/-1,6-己二基二(3，5－二(1，1－二甲基乙基)－4－羟基苯丙酰(抗氧剂1098)、双季戊四醇、四〔β－(3，5－二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三(2，4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)和铜盐复合抗氧剂。其中，所述铜盐复合抗氧剂可以为50-90wt%的碘化钾和10-40wt%的碘化亚铜的混合物，或者是50-90wt%的溴化钾和10-40wt%的碘化亚铜的混合物。本专利技术提供的通用性广的炭黑母粒的制备系统装置，包括原料仓、n个称斗与n个喂料称、同向三螺杆挤出机及切粒机：所述原料仓的出口端通过一密封管道与所述称斗的入口端相连接；所述称斗的出口端通过密封管道与所述同向三螺杆挤出机的喂料端相连接，所述喂料称设于所述称斗靠近所述同向三螺杆挤出机的一端，所述切粒机安装于同向三螺杆挤出机的出口模头上；其中，n为小于或等于制造炭黑母粒的配方中使用的原料个数的数量。进一步地，所述喂料称为失重式计量称。进一步地，所述同向三螺杆挤出机为三根螺杆呈倒“△”形排布、螺杆之间两两啮合的同向三螺杆挤出机。进一步地，所述密封管道上设置有开关阀门。进一步地，所述切粒机为风冷模面切粒机，切刀直接固定在同向三螺杆挤出机的出口模面上，通过置顶的冷风往下吹送，将所切的粒子通过风管直接输送至储料罐。一种使用上述炭黑母粒的制备系统装置制备炭黑母粒的方法，包括以下步骤：a)按照比例将全部的抗氧剂及部分的聚乙烯在高速混合机内预混合1-5min得到预混料；b)将上述预混料、剩余比例的聚乙烯、全部比例的炭黑分别加入对应的原料仓，通过喂料称喂入同向三螺杆挤出机中进行混炼、挤出并造粒。相较现有技术，本专利技术所述的炭黑母粒中未添加硬脂酸盐、蜡等分散剂，其耐老化性能好，气味性低，并且炭黑含量高，分散性好。附图说明图1为本专利技术炭黑母粒制备系统装置的结构示意图。具体实施方式下面结合一些具体实施方式对本专利技术通用性广的炭黑母粒、制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通用性广的炭黑母粒，包括以下重量份数的组分：聚乙烯：??????45?70份；炭黑：????????30?55份；抗氧剂：??????0.1?0.3份；其中，所述炭黑母粒不包括分散剂。
【技术特征摘要】
1.一种通用性广的炭黑母粒，包括以下重量份数的组分：
聚乙烯： 45-70份；
炭黑： 30-55份；
抗氧剂： 0.1-0.3份；
其中，所述炭黑母粒不包括分散剂。
2.一种通用性广的炭黑母粒，由以下重量份数的组分组成：
聚乙烯： 45-70份；
炭黑： 30-55份；
抗氧剂： 0.1-0.3份。
3.如权利要求1或2所述的炭黑母粒，其特征在于：以聚乙烯的总量为一
百重量份计，所述聚乙烯优选由以下重量份的组分组成：
低密度聚乙烯： 10-70份；
线性低密度聚乙烯： 0-35份。
4.如权利要求1或2所述的炭黑母粒，其特征在于：所述炭黑的原生粒径
为不大于20nm。
5.如权利要求1所述的炭黑母粒，其特征在于：所述分散剂包括硬脂酸盐
和/或蜡。
6.如权利要求1或2所述的炭黑母粒，其特征在于：所述抗氧化剂包括以
下物质中的至少一种：N,N/-1,6-己二基二(3，5－二(1，1－二甲基乙基)－4
－羟基苯丙酰、双季戊四醇、四〔β－(3，5－二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸〕
季戊四醇酯、三(2，4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯和铜盐复合抗氧剂。
7.一种用于制备如...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇航，王大中，钱永红，叶南彪，宁凯军，聂德林，周英辉，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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