[发明专利]一种用于塑料铅笔芯的改性聚丙烯

说明书

本发明属于塑料铅笔制造技术领域，具体涉及一种用于塑料铅笔芯的改性聚丙烯，在塑料铅笔芯中用量占原料总重量的41‑47%，改性聚丙烯的改性方法包括分子筛改性、制备复合改性料以及制备改性聚丙烯。本发明相比现有技术具有以下优点：利用酸蒸汽处理分子筛，改变分子筛的晶格参数，通过控制改性条件，保证晶体结构完整性同时提高改性分子筛的稳定性；然后与柠檬酸丁酯、硅烷偶联剂在磁力条件下制备复合改性料，改变改性分子筛的表面性能，使其能与聚丙烯材料有效结合，改性后的聚丙烯在低温条件下结合性能较好，且硬度降低，保证涂写流畅性；避免使用钛白粉消色力影响彩色铅笔芯的颜色，能够得到色彩鲜艳的彩色塑料铅笔芯。

技术领域

本发明属于塑料铅笔制造技术领域，具体涉及一种用于塑料铅笔芯的改性聚丙烯。

背景技术

为了减少制造铅笔的木材用量，通过加入树脂原料能够生产出不同颜色、不同规格的笔芯、笔杆和笔膜，申请号为201810568924 .X的专利文件中公开彩色塑料铅笔笔芯配方及制备方法，通过增加聚丙烯的用量提高塑料铅笔笔芯的韧性，但为了解决现有技术中笔芯易折断、掉渣的问题，需要将聚丙烯和聚乙烯合理配合，保持书写流畅性和色料不凝结的舒适性，通过添加钛白粉提高笔芯的耐热、耐光、耐候性和机械性能，利用钛白粉和滑石粉共同作为填料，提高笔芯各原料的分散效果；其中主要原料聚丙烯具有生产成本低、成型加工性能好、电绝缘性高的特点，但同时存在脆性大、韧性差、耐候性差的缺点，尤其是在低温条件下韧性很差，这导致产品在低温条件下储存时，容易影响产品质量，在实际使用中，部分地区在冬天温度较低，可能会影响铅笔的正常使用；聚乙烯塑料相比聚丙烯具有较好的耐低温性能，但对环境应力比较敏感，耐热老化性差；而钛白粉具有较好的物理化学稳定性，能够提高塑料制品的耐候性，还具有较强的消色力，与其他颜料共同使用会影响其他颜料的作用；因此，如何在不适用聚乙烯的情况下增强聚丙烯笔芯的耐低温性能进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有以聚丙烯为主要原料的塑料铅笔芯耐低温性能差、影响铅笔芯正常使用的问题，提供了一种用于塑料铅笔芯的改性聚丙烯。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于塑料铅笔芯的改性聚丙烯，在塑料铅笔芯中用量占原料总重量的41-47%，改性聚丙烯的改性方法包括以下步骤：

（1）分子筛改性，将4A分子筛与相当于其重量5倍的质量浓度为6-10%的氢氧化钠溶液混合，在90℃的水浴条件下磁力搅拌40分钟，完成后抽滤水洗至中性，烘干，然后在温度为70-75℃、质量浓度为10-15%的硫酸蒸汽处理1小时，完成后在红外干燥箱中焙烧2小时，即得改性分子筛；

（2）制备复合改性料，将步骤（1）所得改性分子筛超声分散于质量浓度为20-30%的乙醇溶液中，然后加入相当于改性分子筛重量6-8%的柠檬酸丁酯、2-3%的硅烷偶联剂，磁力搅拌1小时，过滤水洗至中性，烘干后研磨，即得复合改性料；

（3）制备改性聚丙烯，按重量份计，将聚丙烯22-26份、有机碳酸酯4-6份、复合改性料3-4份在高速粉碎机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中共混，挤出造粒，在温度为70-80℃的条件下干燥即得。

具体的，所述塑料铅笔芯的原料按重量计包括改性聚丙烯50份、分散剂1-2份、润滑剂0.6-1.2份、表面活性剂0.1-0.2份、滑石粉42-48份、颜料6-10份。

其中，所述分散剂为聚氨酯类分散剂；所述润滑剂由325目的乙撑双硬脂酸酰胺和300目的聚四氟乙烯以重量比6-8:1混合得到；所述表面活性剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种；所述滑石粉的细度为3000目，pH值为8.8-9.0，含水量低于5wt%。

其中聚氨酯类分散剂能够改善颜料的光泽和保色性，提高着色力，降低粘度，对颜料展色性好、丰满度高，且能与聚丙烯较好的相容；所述乙撑双硬脂酸酰胺对颜料和填料有优异的偶联作用和分散性，可溶性和并存性较好，与聚四氟乙烯协同作用，能增强作用稳定性。