CN103497391A - 一种硫酸钙晶须母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫酸钙晶须母粒，解决现有硫酸钙晶须下料困难的问题。本发明的母粒由下列重量百分比的组分组成：聚烯烃10～30%，硫酸钙晶须50～80%，蜡5～20%，偶联剂0.2～1.5%。本发明还提供了上述母粒的制备方法，本发明采用将硫酸钙晶须制成母粒的方式，再添加到塑料中与塑料等共挤混合，母粒可采用主喂料或者侧喂料的方式，这样与粉状晶须相比，下料更加均匀可控，解决了硫酸钙晶须下料难的问题。

Description

一种硫酸钙晶须母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸钙晶须母粒及其制备方法。
背景技术
硫酸钙晶须（CSW），又叫石膏晶须，是一种单晶体形式生长的细长纤维，眼看呈白色粉粖状，显微镜下看呈纤维状，长径比远大于短纤维晶体，一般长度为50～200μm，直径为1～4μm，长径比在20～80。具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构，是一种几乎达到理想状态的微细结晶纤维，其力学性能远远超过目前大量使用的一般粒状填料，如硅灰石，白炭黑，碳酸钙粉，硫酸钙粉、滑石粉等。硫酸钙晶须已成为高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、高耐磨耗、耐酸碱、耐高温、抗腐蚀、红外线反射性良好、易与有机和无机材料复合的理想材料，它集聚了增强纤维和超细无机填料二者的优势为一体，是一种新型的具有很高综合性能的无机化工新材料。将硫酸钙晶须添加到塑料中具有以下明显的优势：（1）薄壁制品的几何（尺寸和形状）精度高，尺寸稳定性好，CSW添加剂相关制品中，在微观上改变制品的同时，也使得制品显示各向同性，使其它在各种环境中的纵向和横向的收缩率差异较小，从而保证制品尺寸和形状的精密度。（2）提高制品的表面光洁度，由于CSW表观为纤维增强，虽然长径比较大，但尺寸却很小，用来增强相关制品时比长纤维增强制品更加光泽、平整。（3）提高制品的耐热温度。（4）减少对设备的磨损，采用表面硬度和刚度高的玻璃纤维增强聚合物时，会使设备会受到相当严重的磨损，用CSW增强聚合物时，却不会造成设备的磨损，因为CSW不仅表面硬度比较低，而且具有细微的结构和良好的流动性。（5）提高模具的充满程度，在制品成型时，添加CSW比添加其他纤维有更好的流动性，能充满整个模具，使制品尺寸更加精确，并提高成材率。（6）增韧和增强效果好。CSW是一种短纤维，对相关制品有增强增韧的性能。
硫酸钙晶须的比重为2.69，但其表观密度为0.1～0.4，为蓬松状，不易流动，因此在硫酸钙晶须填充到塑料中时，若采用常规填料的添加方法如主喂料或侧喂料，极容易出现架桥不易下料等现象，致使硫酸钙晶须添加困难，硫酸钙在塑料中的添加比例发生较大波动。已无法满足人们的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种易于分散、多用途、简单易行的硫酸钙晶须母粒及其制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种硫酸钙晶须母粒，所述母粒由下列重量百分比的组分组成：
聚烯烃                               10～30%
硫酸钙晶须                           50～80%
蜡                                   5～20%
偶联剂                               0.2～1.5%。
作为一种优选，所述母粒由下列重量百分比的组分组成：聚烯烃17%、硫酸钙晶须75%、蜡7%、偶联剂1%。
进一步地，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
再进一步地，所述蜡为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。
更进一步地，所述偶联剂选自KH550、KH570、硅69（双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物）、钛酸酯偶联剂、硬脂酸中的一种或多种。
另外，所述硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，直径1～3微米，长径比30～60。
上述一种硫酸钙晶须母粒的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须加入高搅机中，搅拌并加入偶联剂，在1500转/分钟速度下搅拌4～10分钟；
（2）将聚烯烃、蜡加入高搅机中，在低速条件下搅拌混合1～4分钟，即得混合料；
（3）将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。
作为一种优选，所述挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
本发明具有以下优点及有益效果：
本发明采用将硫酸钙晶须制成母粒的方式，再添加到塑料中与塑料等共挤混合，母粒可采用主喂料或者侧喂料的方式，这样与粉状晶须相比，下料更加均匀可控，解决了硫酸钙晶须下料难的问题，同时也使硫酸钙晶须在塑料基体中的分散性更好，制品表面更加光滑。硫酸钙晶须采用偶联剂进行表面活化，使晶须与基体树脂之间的界面结合更好，增强增韧效果更明显。本发明采用聚烯烃作载体，使该多用途母粒适合于添加到聚丙烯、聚乙烯以及尼龙6、尼龙66和高温尼龙中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：聚乙烯10%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）80%，聚丙烯蜡9.8%，KH550 0.2%；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1.6千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入400克的偶联剂KH550，在1500转/分钟的转速下搅拌6分钟；
然后，将200克聚乙烯，196克聚丙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合2分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
实施例2
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：乙烯-己烯共聚物20%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）58.5%，聚乙烯蜡20%，KH570 0.2%（1.5%）；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1.17千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入30克的偶联剂KH570，在1500转/分钟的转速下搅拌8分钟；
然后，将400克乙烯-己烯共聚物，400克聚乙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合3分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
实施例3
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：聚丙烯15%，乙烯-辛烯共聚物15%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）50%，聚丙烯蜡18.7%，硅69（双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物）1.3%；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入26克的硅69（双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物），在1500转/分钟的转速下搅拌7分钟；
然后，将300克聚丙烯，300克乙烯-辛烯共聚物，374克聚丙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合2分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
实施例4
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：聚丙烯15%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）69.2%，聚乙烯蜡15%，钛酸酯偶联剂0.8%；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1.384千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入16克的钛酸酯偶联剂，在1500转/分钟的转速下搅拌5分钟；
然后，将300克聚丙烯，300克聚乙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合3分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
实施例5
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：乙烯-辛烯共聚物25%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）68%，聚丙烯蜡6%，硬脂酸1%；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1.36千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入20克的硬脂酸，在1500转/分钟的转速下搅拌6分钟；
然后，将500克乙烯-辛烯共聚物，120克聚丙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合2分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
实施例6
一种硫酸钙晶须母粒，由下列重量百分比的组分组成：聚乙烯17%，硫酸钙晶须（由四川万润非金属矿物材料有限公司生产）75%，聚乙烯蜡7%，偶联剂KH550 0.5%，偶联剂KH570 0.5%；所述母粒的制备方法如下：
首先，将1.5千克的硫酸钙晶须加入高搅机中，在1500转/分钟的转速下加入10克的偶联剂KH550和10克的偶联剂KH570，在1500转/分钟的转速下搅拌5分钟；
然后，将340克聚乙烯，140克聚乙烯蜡加入高搅机中，在800转/分钟的转速下混合2分钟，即得混合料；
最后，将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。其中，挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述母粒由下列重量百分比的组分组成：
聚烯烃                               10～30%
硫酸钙晶须                           50～80%
蜡                                   5～20%
偶联剂                               0.2～1.5%。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述母粒由下列重量百分比的组分组成：聚烯烃17%、硫酸钙晶须75%、蜡7%、偶联剂1%。
3.根据权利要求1或2所述的一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述蜡为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。
5.根据权利要求1或2所述的一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述偶联剂选自KH550、KH570、硅69（双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物）、钛酸酯偶联剂、硬脂酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种硫酸钙晶须母粒，其特征在于，所述硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，直径1～3微米，长径比30～60。
7.权利要求1～6任一项所述的一种硫酸钙晶须母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须加入高搅机中，搅拌并加入偶联剂，在1500转/分钟速度下搅拌4～10分钟；
（2）将聚烯烃、蜡加入高搅机中，在低速条件下搅拌混合1～4分钟，即得混合料；
（3）将混合料置于单螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到硫酸钙晶须母粒。
8.根据权利要求7所述的一种硫酸钙晶须母粒的制备方法，其特征在于，所述挤出机的挤出温度为160～210℃，并且采用风冷热切方式。
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