CN105086496B - 一种高性能高填充碳酸钙母料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能高填充碳酸钙母料及制备方法，其制备原料包括以下重量份的组分：碳酸钙80‑95份、硬脂酸改性剂0.5‑5份、热塑性弹性体0.5‑5份、树脂5‑20份。其制备方法为：A、称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌8‑12分钟；B、称取硬脂酸改性剂置入步骤A所得的混合料中，搅拌8‑12分钟；C、称取热塑性弹性体、树脂和步骤B所得的混合料置入到密炼机，密炼15‑30分钟；D、将步骤C所得的混合料置入螺杆挤出机中，挤出造粒成为成品。本发明的碳酸钙母料具有较高的填充比例，能够有效降低塑料制品的成本；塑料成品抗冲击强度和弯曲弹性模明显增强。
Description
技术领域
本发明涉及工业化工领域，尤其涉及一种碳酸钙填充母料及其制备方法。
背景技术
塑料填充母料的作用是在保证良好加工性能和产品性能的同时能够方便而较多地添加廉价填料，以达到降低成本，改善产品性能的目的。2014年我国的塑料生产和消费的达到9000万吨，年增长率达到8％，按塑料生产行业需要填充10％的各种无机非金属材料，填充的碳酸钙占比达到65％，以此推算，2014年碳酸钙的用量达到600万吨，碳酸钙的大规模可以很大程度上节省树脂的用量，有很大的经济价值。
现有技术中的聚乙烯塑料填充母料一般由碳酸钙、偶联剂、树脂等制成。其不足之处在于：普遍应用在对性能要求不高的塑料制品中，而针对制品力学性能要求较高，并且填充料分散度高，并达到较高的添加比例以控制成本的塑料制品，现有的碳酸钙填充母粒仍然不能很好地满足上述要求。
发明内容
本发明旨在克服现有的碳酸钙填充母料的上述不足，提供一种能够实现高添加比例，并且力学性能得到保持的一种高性能高填充碳酸钙母料及制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种高性能高填充碳酸钙母粒，其制备原料包括以下重量份的组分：
作为优选，由以下重量份的组分制备而成：
所述助剂由白油和辛酸甘油酯聚氧乙烯组成。
作为优选，所述碳酸钙颗粒的粒径在800-2500目之间。
作为优选，所述硬脂酸改性剂由辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸稀土组成。
作为优选，辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸稀土的重量比为1:1～1:2。
本发明提供一种上述碳酸钙母粒的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
A、称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌8-12分钟，转速为300-400r/min，温度为100-120℃；
B、称取硬脂酸改性剂置入步骤A所得的混合料中，搅拌8-12分钟，转速为300-400r/min，温度为100-120℃；
C、称取热塑性弹性体、树脂和步骤B所得的混合料置入到密炼机，温度为160-180℃条件下，密炼15-30分钟；
D、将步骤C所得的混合料置入螺杆挤出机中，温度为160-180℃条件下，挤出造粒成为成品。
作为优选，上述碳酸钙母粒的制备方法，还包括在步骤A之前，将碳酸钙在干燥器中充分干燥去除水分，使其含水量小于0.1％，粉碎过800-2500目筛。
碳酸钙首先由辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸包裹，在其表面形成有机包裹层。两种偶联剂的协同作用，增加了碳酸钙颗粒与热塑性弹性体之间的作用力，呈凝聚状态的碳酸钙粒子分散于热塑性弹性体中，形成内为碳酸钙凝聚体，外为热塑性弹性体包覆层的包裹层结构。在受到外力时，所述包裹结构可以变形吸收能量，从而大幅度提高填充塑料的抗冲击性能，这种核壳结构在塑料基体中均匀分散就可以实现基体材料在刚性不明显下降的情况下大幅度提高抗冲击韧性。该技术的要点是大量的无机填料能够均匀分散到作为载体的少量的弹性体中，并保持适度的界面粘附强度均匀分散在塑料基体之中。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)填充后的塑料成品其抗冲击强度和弯曲弹性模明显增强(2)所述的碳酸钙母料具有较高的填充比例，能够有效降低塑料制品的成本。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供一种高性能高填充碳酸钙母料，由以下重量份的组分制备而成：
所述的偶联剂由重量份0.25份的辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和0.25份的硬脂酸稀土组成。
制备工艺：称取碳酸钙在干燥器中充分干燥去除水分，使其含水量小于0.1％，粉碎过800-2500目筛。称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌8分钟，转速为300-400r/min，温度为120℃；称取硬脂酸稀土偶联剂置入混合料中，搅拌8分钟，转速为300-400r/min，温度为120℃；称取热塑性弹性体、树脂和步骤上述混合所得的混合料置入到密炼机，温度为160℃条件下，密炼15分钟；再混合料置入螺杆挤出机中，温度为160℃条件下，挤出造粒成为成品。
实施例2：
本实施例提供一种高性能高填充碳酸钙母料，由以下重量份的组分制备而成：
所述的偶联剂由重量份0.25份的辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和0.25份的硬脂酸稀土组成。
制备工艺：称取碳酸钙在干燥器中充分干燥去除水分，使其含水量小于0.1％，粉碎过800-2500目筛。称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌12分钟，转速为300-400r/min，温度为100℃；称取硬脂酸稀土偶联剂置入混合料中，搅拌12分钟，转速为300-400r/min，温度为100℃；称取热塑性弹性体、树脂和步骤上述混合所得的混合料置入到密炼机，温度为180℃条件下，密炼30分钟；再将混合料置入螺杆挤出机中，温度为180℃条件下，挤出造粒成为成品。
实施例3：
本实施例提供一种高性能高填充碳酸钙母料，由以下重量份的组分制备而成：
所述的偶联剂由重量份0.25份的辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和0.25份的硬脂酸稀土组成。
制备工艺：称取碳酸钙在干燥器中充分干燥去除水分，使其含水量小于0.1％，粉碎过800-2500目筛。称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌10分钟，转速为300-400r/min，温度为110℃；称取硬脂酸稀土偶联剂置入混合料中，搅拌10分钟，转速为300-400r/min，温度为110℃；称取热塑性弹性体、树脂和步骤上述混合所得的混合料置入到密炼机，温度为170℃条件下，密炼20分钟；再将混合料置入螺杆挤出机中，温度为170℃条件下，挤出造粒成为成品。
表1实施例4--实施例8提供的高性能高填充碳酸钙母料的组分：
上述高性能高填充碳酸钙母料的制备工艺同本发明实施例3所述的制备工艺。
表2：使用本发明高性能高填充碳酸钙母料填充的聚乙烯塑料产品的性能测试结果：
由上表可知，使用本发明提供的高性能高填充碳酸钙母料填充制备的聚乙烯塑料成品其抗冲击强度和弯曲弹性模明显增强，且所述的碳酸钙母料具有较高的填充比例，能够有效降低塑料制品的成本。
Claims (6)
1.一种高性能高填充碳酸钙母粒，其特征是，其制备原料包括以下重量份的组分：
所述硬脂酸改性剂由辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸稀土组成。
2.一种高性能高填充碳酸钙母粒，其特征是，由以下重量份的组分制备而成：
所述硬脂酸改性剂由辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸稀土组成；所述助剂由白油和辛酸甘油酯聚氧乙烯组成。
3.根据权利要求1或2中所述的一种高性能高填充碳酸钙母粒，其特征是，所述碳酸钙颗粒的粒径在800-2500目之间。
4.根据权利要求1或2中所述的一种高性能高填充碳酸钙母粒，其特征是，所述硬脂酸改性剂中辛酸甘油酯聚氧乙烯醚和硬脂酸稀土的重量比为1:1～1:2。
5.一种权利要求2所述的高性能高填充碳酸钙母粒的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
A、称取碳酸钙和助剂置入高速搅拌机中，搅拌8-12分钟，转速为300-400r/min，搅拌温度为100-120℃；
B、称取硬脂酸改性剂置入步骤A所得的混合料中，搅拌8-12分钟，转速为300-400r/min，搅拌温度为100-120℃；
C、称取热塑性弹性体、树脂和步骤B所得的混合料置入到密炼机，温度为160-180℃条件下，密炼15-30分钟；
D、将步骤C所得的混合料置入螺杆挤出机中，温度为160-180℃条件下，挤出造粒成为成品。
6.根据权利要求5所述的一种碳酸钙母粒的制备方法，其特征是，还包括在步骤A之前，将碳酸钙在干燥器中充分干燥去除水分，使其含水量小于0.1％，粉碎过800-2500目筛。
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