CN100357347C - 降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法 - Google Patents

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碳酸钙颗粒填充聚合物复合材料降低加工温度的方法，步骤是：将两种不同粒径的碳酸钙按照特定的粒径和质量配比进行混合；将上述混合物以20%-50%的质量比例填充聚丙烯；特定的粒径是：碳酸钙A：200目至600目；B：800目至2500目；其中两种粒径碳酸钙填料的质量之比为30∶70至70∶30；所述的碳酸钙填料和聚丙烯的质量之比为20∶80至50∶50。优化方案中两种不同粒径的碳酸钙填料均经过2%硬脂酸表面处理。本发明可以明显降低聚丙烯的加工温度(30℃以上)，保证复合材料色泽无泛黄变色，使复合材料的机械性能提高20%以上，并可实现减少能耗，降低成本的目的。

Description

降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法
技术领域
本发明涉及一种化工工艺，具体涉及一种降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的技术方法。
背景技术
材料是现代工业的骨肉。随着科学技术的不断发展，单一材料已经无法满足人们对材料性能不断增长的需要，复合材料便成为人们开发和应用的首选。复合材料是将两种或多种不同性质的材料进行有效复合，在不过多损害材料某些性能的基础上，达到优势互补，充分发挥各组分性能优点，或使其某种性能达到较大幅度的提高，以满足人们对材料某些特定性能的需要。碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料是其中应用为最广泛的复合材料之一。
目前，碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工方式基本是将复合材料加热至聚丙烯的粘流温度以上50℃左右(大约230℃)进行，较高的加工温度常常会引起聚丙烯的降解，导致复合材料的力学性能下降，使产品质量和使用寿命下降，严重时还会引起聚丙烯的结焦碳化，从而造成产品颜色变黄，而碳化物在加工设备上的沉积还会导致加工设备性能的下降和使用寿命的降低；同时较高的加工温度还会造成能源的较大耗费，导致生产成本上升。
发明内容
本发明是针对碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工中存在的上述问题，提供一种降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，从而有效降低复合材料的加工粘度，达到降低颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的目的，在无需任何附加设备改造和资金投入的情况下有效的解决上述问题。
本发明的目的是通过以下措施来实现的：
一种碳酸钙颗粒填充聚合物复合材料降低加工温度的方法，步骤如下：
将两种不同粒径的碳酸钙按照特定的粒径和质量配比进行混合；
将上述混合物以20％-50％的质量比例填充聚丙烯；
所述的特定的粒径是：碳酸钙A：200目至600目；B：800目至2500目；
其中两种粒径碳酸钙填料的质量之比为30∶70至70∶30。
所述的“以20％-50％的质量比例填充聚丙烯”，是指：碳酸钙填料和聚丙烯的质量之比为20∶80至50∶50。
以上方法，可以使聚丙烯的加工温度得到大幅度的下降(30℃以上)，从而实现减少聚合物在加工过程中的高温降解、变色泛黄和结焦碳化，以提高产品机械性能、表面色泽和降低加工机械损耗，并可以在一定程度上减少聚合物复合材料的加工能耗，降低生产成本。
本发明有以下优化方案：
1、所述的两种不同粒径的填充碳酸钙的粒径配比，推荐采用A，200目和B800目配比；A，325目和B，1500目配比；或者A，600目和B，2500目配比；
2、所述的碳酸钙填料均经过1～3％硬脂酸表面处理。硬脂酸表面处理剂实际应用的最佳配比为2％。
3、优化方案中，两种粒径碳酸钙填料的质量之比为40∶60至60∶40；本申请推荐采用50∶50；但是，其中当大粒径和小粒径填料的质量比为60∶40时，其改善加工性能的效果最佳；
所述的碳酸钙和聚丙烯的质量之比为30∶70～40∶60。
本发明的优点：
本发明工艺简单，容易操作，无需任何额外投资和设备改造。
本发明可以明显降低聚丙烯的加工温度(30℃以上)，保证复合材料色泽无泛黄变色，使复合材料的机械性能提高20％以上，并可实现减少能耗，降低成本的目的。
实施例1：
将200目碳酸钙和800目碳酸钙按照40∶60的比例进行混合，并以30％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高21％和24％。所述的碳酸钙填料均经过2％硬脂酸表面处理。
实施例2：
将325目碳酸钙和1500目碳酸钙按照40∶60的比例进行混合，并以20％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高27％和23％。
实施例3：
将325目碳酸钙和1500目碳酸钙按照70∶30的比例进行混合，并以30％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，195，195℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高24％和20％。
实施例4：
将325目碳酸钙和1500目碳酸钙按照30∶70的比例进行混合，并以50％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高31％和27％。
实施例5：
将600目碳酸钙和2500目碳酸钙按照70∶30的比例进行混合，并以40％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，195，195℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高30％和27％。
实施例6：
将600目碳酸钙和2500目碳酸钙按照70∶30的比例进行混合，并以50％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高30％和27％。
实施例7：
将600目碳酸钙和2500目碳酸钙按照40∶60的比例进行混合，并以40％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一325目或1500目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高31％和28％。
实施例8：
将200目碳酸钙和800目碳酸钙按照50∶50的比例进行混合，并以30％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高25％和28％。
实施例9：
将200目碳酸钙和800目碳酸钙按照60∶40的比例进行混合，并以50％的填充比例填充聚丙烯复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为140，170，200，200℃时可以达到正常加工单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯时温度依次为140，180，220，230℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目碳酸钙颗粒填充聚丙烯分别提高26％和28％。
实施例10～18、分别与实施例1～9基本相同，但硬脂酸表面处理剂应用配比为1％。
实施例19～27、分别与实施例1～9基本相同，但硬脂酸表面处理剂应用配比为3％。

Claims (6)

1、一种降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，步骤如下：
将两种不同粒径的碳酸钙按照特定的粒径和质量配比进行混合；
将上述混合物填充聚丙烯，碳酸钙填料和聚丙烯的质量之比为20∶80至50∶50；
所述的不同粒径的碳酸钙是：碳酸钙A：200目至600目；B：800目至2500目；
其中两种粒径碳酸钙填料的质量之比为30∶70至70∶30；
所述的两种不同粒径的碳酸钙填料均经过质量比1～3％的硬脂酸的表面处理。
2、按照权利要求1所述的降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，
所述的硬脂酸的表面处理剂的质量比为2％；同时，
所述的碳酸钙和聚丙烯的质量之比为30∶70至40∶60；
所述的两种粒径碳酸钙填料的质量之比为40∶60至60∶40。
3、按照权利要求2所述的降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，所述的两种粒径碳酸钙填料的配比为：大粒径和小粒径填料的质量比为60∶40。
4、按照权利要求1～3之一所述的降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，所述的两种不同粒径的碳酸钙A、B，其粒径配比为：A，200目和B，800目配比。
5、按照权利要求1～3之一所述的降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，所述的两种不同粒径的碳酸钙A、B，其粒径配比为：A，325目和B，1500目配比。
6、按照权利要求1～3之一所述的降低碳酸钙颗粒填充聚丙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，所述的两种不同粒径的碳酸钙A、B，其粒径配比为：A，600目和B，2500目配比。
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