一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料制造技术

本发明专利技术属于塑料铅笔加工技术领域，具体涉及一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，所述聚苯乙烯为间规聚苯乙烯，由钛酸钾纤维粉末进行改性，所得改性间规聚苯乙烯的断裂拉伸率为3.5%，1.80MPa热变形温度为256℃，断裂强度为74MPa，弯曲强度为121MPa。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：利用钛酸钾纤维粉末对聚苯乙烯进行改性，通过对钛酸钾纤维粉末的处理提高与基材的结合强度，所得改性间规聚苯乙烯力学性能稳定，耐热性能提高；然后配合ABS塑料，保证滑石粉能与聚苯乙烯有效结合，稳定性好，由于聚苯乙烯易着色，能够满足不同的色彩需求，触感好，能延长使用寿命。

A heat and aging resistant polystyrene plastic pencil leather

【技术实现步骤摘要】
一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料
本专利技术属于塑料铅笔加工
，具体涉及一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料。
技术介绍
传统的铅笔杆主要是以木材为原料制成，但此种方式对木材的要求高，仅有红柏、香衫、西达木、椴木和桤木等有限种木材可以适用，严重制约其应用于发展，且不符合现下对环境保护的要求；现已经用塑料材料制备的铅笔替代传统的铅笔，现有的塑料铅笔多为笔芯、笔杆以及包裹在笔杆外部的包裹层组成，包裹层的存在使得铅笔的使用更加舒服等，但是现有的铅笔的包裹层多采用纸或常用的塑料薄膜；申请号为2018105701970的专利文件公开了一种塑料铅笔的外部包裹层及其制备方法，以聚丙烯和改性膨润土为主要原料，通过合理添加助剂，解决了铅笔包裹层过硬或易遭受破坏的问题；申请号为2019102971027的专利文件公开了一种塑料铅笔耐老化皮料，通过合理配比实现蒙脱土填料和聚苯乙烯之间的相容性，提高成品的力学稳定性，通过与防老剂共混，实现皮料贮存稳定性要求，增强耐老化性能；其中聚乙烯是典型的热塑性塑料，是白色可燃性粉末，具有有益的化学稳定性，力学性能有益，对环境应力敏感，耐老化性差；聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，加工性能好、耐腐蚀性能好，易着色加工，但性脆、冲击强度低、易出现应力开裂，耐热性差；由于现在对铅笔外观要求较高，因此聚苯乙烯的材质相比聚乙烯更容易加工出不同色彩的图案，因此，需要同时考虑用于塑料铅笔皮料的力学性能和耐热性能。
技术实现思路
本专利技术中的主要材料为Dow化学有限公司提供的sPS，重均分子量为230000，断裂拉伸率为1.0%，断裂强度为41MPa，弯曲强度为71MPa，热变形温度（1.80MPa）为99℃。本专利技术的目的是针对现有聚苯乙烯原料的塑料铅笔皮料易开裂、耐热性差的问题，提供了一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，所述聚苯乙烯为间规聚苯乙烯，由钛酸钾纤维粉末进行改性，所得改性间规聚苯乙烯的断裂拉伸率为3.5%，1.80MPa热变形温度为256℃，断裂强度为74MPa，弯曲强度为121MPa；改性间规聚苯乙烯的制备方法包括以下步骤：（1）按重量计，将钛酸钾纤维粉末35-40份、磺化间规聚苯乙烯6-8份、二甲基二烯丙基氯化铵2-4份、引发剂0.2-0.6份、十二烷基硫酸钠0.1-0.2份混合均匀，加入球磨罐中球磨，球磨完成后用复合溶剂抽提去除均聚物，将所得物料真空干燥后过200目筛，得到改性钛酸钾纤维粉末；（2）将间规聚苯乙烯与相当于其重量12-16%的改性钛酸钾纤维粉末混合在温度为260-270℃的条件下密炼10分钟，得到共混母料，然后将共混母料与相当于间规聚苯乙烯重量2.2-3.6%的无规聚苯乙烯混合，在温度为280℃的条件混炼20-30分钟得到改性间规聚苯乙烯。具体的，所述步骤（1）中球磨罐的球料比为1:1，球体积为球磨罐体积的三分之一，以300转/分钟球磨3-5小时，能够使原料充分混合，得到结构稳定、粒径较小的改性钛酸钾纤维粉末。具体的，所述钛酸钾纤维粉末的粒度为50-100nm。具体的，所述引发剂为引发剂SW812，胺值为120-150mgKOH/g，该引发剂性能稳定。具体的，所述复合溶剂由二甲苯和丙酮以重量比3-4:1混合得到，合理配比复合溶剂，能够在短时间内有效去除均聚物。一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，所述铅笔皮料的原料包括以下重量份的原料，改性间规聚苯乙烯90-100份、ABS塑料22-28份、受阻胺光稳定剂1-2份、粒径为1.0-2.0μm的滑石粉15-20份、硬酯酸单甘油酯12-16份、硬脂酸锌0.8-1.2份、偶联剂3-4份、交联剂2-3份、增韧剂2-4份、色母粒4-8份。具体的，所述增韧剂按重量份计包括邻苯二甲酸二辛脂18-22份、偏苯三酸三辛酯3.5-4.5份、线性聚二甲基硅氧烷1-2份、甲基硫醇锡0.1-0.2份；线性聚二甲基硅氧烷和甲基硫醇锡协同作用能提高增韧剂的稳定性，多种增韧剂配合作用，能够有效增强复合材料韧性，改善开裂情况。具体的，所述滑石粉在使用前与相当于其重量2-6%的以羧酸基为尾基的聚甲基丙烯酸甲酯在温度为120℃的条件下搅拌混合15分钟；通过超分散处理后的滑石粉能均匀分散，稳定性好；使滑石粉能在基材中均匀分散，且有效结合。钛酸钾纤维粉末具有熔点高、密度小，纤维拉伸强度高、耐磨耗性、耐热性好、导热系数低、价格相对较低等优良特性，用于聚苯乙烯改性，能有效增强其耐热性能以及力学强度。由于间规聚苯乙烯的主链苯环上含有一定量极性的磺酸基，利用磺化间规聚苯乙烯能增强钛酸钾纤维粉末的结合性能。本专利技术相比现有技术具有以下优点：利用钛酸钾纤维粉末对聚苯乙烯进行改性，通过对钛酸钾纤维粉末的处理提高与基材的结合强度，所得改性间规聚苯乙烯力学性能稳定，耐热性能提高；然后配合ABS塑料，保证滑石粉能与聚苯乙烯有效结合，稳定性好，加工条件可控，合理选择增韧剂及光稳定剂，能够提高复合材料的光稳定性，同时改善其脆性，避免出现容易开裂的情况；同时由于聚苯乙烯易着色，能够满足不同的色彩需求，触感好，能延长使用寿命。具体实施方式为了有效研究聚苯乙烯为主要原料的塑料铅笔皮料的耐热性及使用性能，设置以下实施例，其中：所述碳酸钾纤维粉末，宜兴市振奋药用化工有限公司，质量指标为一型；所述无规聚苯乙烯，湛江中美化学工业有限公司，相对分子质量为206000；所述引发剂SW812，广州三旺化工材料有限公司；以羧酸基为尾基的聚甲基丙烯酸甲酯，Dupont公司；所述受阻胺光稳定剂为Tin770，德国Ciba；硬脂酸锌，JINKANG；所述偶联剂型号为OFS-6040，道康宁；交联剂型号K-80，余姚市汇鸿塑料厂；色母粒，东莞市惠天化工材料有限公司。实施例1一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，所述铅笔皮料的原料包括以下重量份的原料，改性间规聚苯乙烯95份、ABS塑料25份、受阻胺光稳定剂1.5份、粒径为1.0-2.0μm的滑石粉18份、硬酯酸单甘油酯14份、硬脂酸锌1份、偶联剂3.5份、交联剂2.5份、增韧剂3份、色母粒6份；按照原料性质混合均匀后，在挤出机中熔融挤出，冷却，即得；所述增韧剂按重量份计包括邻苯二甲酸二辛脂20份、偏苯三酸三辛酯4份、线性聚二甲基硅氧烷1.5份、甲基硫醇锡0.15份；所述滑石粉在使用前与相当于其重量4%的以羧酸基为尾基的聚甲基丙烯酸甲酯在温度为120℃的条件下搅拌混合15分钟；所述改性间规聚苯乙烯的制备方法包括以下步骤：（1）按重量计，将钛酸钾纤维粉末38份、磺化间规聚苯乙烯7份、二甲基二烯丙基氯化铵3份、引发剂SW8120.4份、十二烷基硫酸钠0.15份混合均匀，加入球磨罐中球磨，球磨完成后用复合溶剂抽提去除均聚物，将所得物料真空干燥后过200目筛，得到改性钛酸钾纤维粉末；球磨罐的球料比为1:1，球体积为球磨罐体积的三分之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，其特征在于，所述聚苯乙烯为间规聚苯乙烯，由钛酸钾纤维粉末进行改性，所得改性间规聚苯乙烯的断裂拉伸率为3.5%，1.80MPa热变形温度为256℃，断裂强度为74MPa，弯曲强度为121MPa；/n改性间规聚苯乙烯的制备方法包括以下步骤：/n（1）按重量计，将钛酸钾纤维粉末35-40份、磺化间规聚苯乙烯6-8份、二甲基二烯丙基氯化铵2-4份、引发剂0.2-0.6份、十二烷基硫酸钠0.1-0.2份混合均匀，加入球磨罐中球磨，球磨完成后用复合溶剂抽提去除均聚物，将所得物料真空干燥后过200目筛，得到改性钛酸钾纤维粉末；/n（2）将间规聚苯乙烯与相当于其重量12-16%的改性钛酸钾纤维粉末混合在温度为260-270℃的条件下密炼10分钟，得到共混母料，然后将共混母料与相当于间规聚苯乙烯重量2.2-3.6%的无规聚苯乙烯混合，在温度为280℃的条件混炼20-30分钟得到改性间规聚苯乙烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，其特征在于，所述聚苯乙烯为间规聚苯乙烯，由钛酸钾纤维粉末进行改性，所得改性间规聚苯乙烯的断裂拉伸率为3.5%，1.80MPa热变形温度为256℃，断裂强度为74MPa，弯曲强度为121MPa；
改性间规聚苯乙烯的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量计，将钛酸钾纤维粉末35-40份、磺化间规聚苯乙烯6-8份、二甲基二烯丙基氯化铵2-4份、引发剂0.2-0.6份、十二烷基硫酸钠0.1-0.2份混合均匀，加入球磨罐中球磨，球磨完成后用复合溶剂抽提去除均聚物，将所得物料真空干燥后过200目筛，得到改性钛酸钾纤维粉末；
（2）将间规聚苯乙烯与相当于其重量12-16%的改性钛酸钾纤维粉末混合在温度为260-270℃的条件下密炼10分钟，得到共混母料，然后将共混母料与相当于间规聚苯乙烯重量2.2-3.6%的无规聚苯乙烯混合，在温度为280℃的条件混炼20-30分钟得到改性间规聚苯乙烯。


2.如权利要求1所述一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，其特征在于，所述步骤（1）中球磨罐的球料比为1:1，球体积为球磨罐体积的三分之一，以300转/分钟球磨3-5小时。


3.如权利要求1所述一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，其特征在于，所述钛酸钾纤维粉末的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张育玮，张枫，杨勇，
申请(专利权)人：安徽得亿文教用品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34