CN105219114A - 力学性能优良的塑料制品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑料制品的制备方法，具体的说涉及一种力学性能优良的塑料制品的制备方法，所述塑料制品由50-70重量份的塑料颗粒和30-50重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；所述碳酸钙填充颗粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙50-70份，树脂10-30份，硬脂酸1-5份，热塑性弹性体5-10份，有机膨润土0.5-3份，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂0.5-2.5份，异丙醇5-8份，抗氧化剂0.5-2份；本发明的方法制备得到的碳酸钙填充料母粒能满足不同添加量要求，如添加量50%左右，仍具有很高的分散度，注塑制得的塑料制品的力学性能均一，抗压能力大幅提高，塑料制品外表无瑕疵斑。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料制品的制备方法，具体的说涉及一种力学性能优良的塑料制品的制备方法。
背景技术
塑料制品已经广泛应用，为了降低塑料制品的加工成本，同时改进塑料制品的力学性能，需要加入一定量的填料，碳酸钙是一种重要的塑料制品填料，由于其具有价格低廉、无毒、化学性质稳定等优点，其加入塑料中可以起到增量、降低成本、提高产品冲击韧性、提高尺寸稳定性等作用，因此在塑料中有这广泛的应用。
由于碳酸钙为无机离子，与塑料的相容性较差，碳酸钙直接加入塑料中对其改性效果差，因此先将碳酸钙加工成填充母粒可以显著改善碳酸钙与塑料的相容性，因此一般采用碳酸钙母粒对塑料进行改性。
公布日2011年5月25日，公布号CN102070918A的中国发明专利公开了一种碳酸钙母粒的制备方法，该母粒按以下质量份的原料加工而成：聚烯烃10-35份，碳酸钙55-85份，聚乙烯蜡5-10份，偶联剂、分散剂和稀释剂适量，加工而成的碳酸钙母粒可以直接用于与聚烯烃树脂混合注塑、共混改性，但其仍有较多的不足，该母粒应用在对性能要求不高的塑料制品中是可以的，但针对力学性能要求较高的塑料制品，如抗压、防水性能，该填充料的分散性还是存在缺陷，加入碳酸钙填充母粒量较多时（试验发现当添加量≥30%时），由于分散性的缺陷，制成的塑料制品各部位的抗压性存在差异，塑料产品的品质不均一，另外塑料制品外部还存在瑕疵斑。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提供一种抗压性均匀、品质均一、外部无瑕疵斑的力学性能优良的塑料制品的制备方法。
本发明采用以下技术方案解决其提出的技术问题：
力学性能优良的塑料制品的制备方法，所述塑料制品由50-70重量份的塑料颗粒和30-50重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充颗粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙50-70份，树脂10-30份，硬脂酸1-5份，热塑性弹性体5-10份，有机膨润土0.5-3份，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂0.5-2.5份，异丙醇5-8份，抗氧化剂0.5-2份；
所述塑料制品的制备方法按如下步骤进行：
（1）称取配方量的碳酸钙加入50-70重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度80-85℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，10-15min流加完毕，再继续搅拌10-15min，然后经过干燥获得含水量≤5%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌20-30min，高速搅拌机内温度维持在110-120℃；
（2）将配方量的钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；
（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌15-30min混合均匀，然后送入密炼机内于150-185℃密炼20-35min；
（4）向步骤（3）密练机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌5-10min混合均匀，送入挤出机内于160-175℃条件下，挤出造粒获得碳酸钙填充母粒；
（5）将配方量的塑料颗粒和碳酸钙填充母粒混合均匀，然后通过注塑加工成型，注塑加工的压力为45-55Mpa，温度为190~208℃，然后自然冷却至室温，获得塑料制品成品；
所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体的混合物。
为了改善塑料制品的力学性能，需要加入具有优异性能的碳酸钙填充颗粒，但在用做塑料制品填料时，碳酸钙表面存在较强的亲水性羟基，呈亲水疏油性，与有机高聚物之间的极性差异较大，相容性不好，本身易团聚，因而使用时在高聚物基复合材料中分散不均匀，影响塑料制品的力学性能，本发明通过上述技术方案克服了这一缺陷，首先采用硬脂酸对碳酸钙表面按上述操作条件进行有机化处理，然后采用偶联剂与有机膨润土对碳酸钙表面做进一步处理，使得碳酸钙具有活性能更好的与树脂、热塑性弹性体熔合，进而使用时与塑料基体更好的相容并均匀的分散，本申请的发明人发现采用偶联剂与有机膨润土共同对碳酸钙表面处理后，碳酸钙与树脂、热塑性弹性体熔合的效果提高一倍以上，使得碳酸钙具有良好的润滑性，与树脂、热塑性弹性体更佳的熔合，与单一采用偶联剂或有机膨润土来处理碳酸钙相比，具有突出的处理效果，即偶联剂和有机膨润土在处理碳酸钙表面的过程中存在协同作用。
优选的，所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙60份，树脂20份，硬脂酸3份，热塑性弹性体8份，有机膨润土1.5份，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂1.5份，异丙醇6份，抗氧化剂1份。
优选的，所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体按质量比1-2:3的混合物。
有益效果：本发明的方法制备得到的碳酸钙填充料母粒能满足不同添加量要求，如添加量50%左右，仍具有很高的分散度，注塑制得的塑料制品的力学性能均一，抗压能力大幅提高，塑料制品外表无瑕疵斑。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。
下述实施例中所用的原料均系市购常规原料。
实施例1：
力学性能优良的塑料制品的制备方法，所述塑料制品由50重量份的塑料颗粒和50重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙50份，树脂10份，硬脂酸1份，聚酰氨基有机硅热塑性弹性体2份，苯乙烯类热塑性弹性体3份，有机膨润土0.5份，钛酸酯偶联剂2.5份，异丙醇5份，抗氧化剂0.5份；
所述塑料制品的制备方法按如下步骤进行：
（1）称取配方量的碳酸钙加入50重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度80℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，10min流加完毕，再继续搅拌10min，然后经过干燥获得含水量≤5%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌20min，高速搅拌机内温度维持120℃；
（2）将配方量的钛酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；
（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌30min混合均匀，然后送入密炼机内于150℃密炼35min；
（4）向步骤（3）密练机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌10min混合均匀，送入挤出机内于175℃条件下，挤出造粒获得碳酸钙填充母粒；
（5）将配方量的塑料颗粒和碳酸钙填充母粒混合均匀，然后通过注塑加工成型，注塑加工的压力为45Mpa，温度为190℃，然后自然冷却至室温，获得塑料制品成品；
所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体的混合物。
实施例2：
力学性能优良的塑料制品的制备方法，所述塑料制品由70重量份的塑料颗粒和30重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙70份，树脂30份，硬脂酸5份，热塑性弹性体10份，有机膨润土3份，铝酸酯偶联剂0.5份，异丙醇8份，抗氧化剂2份；
所述塑料制品的制备方法按如下步骤进行：
（1）称取配方量的碳酸钙加入70重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度85℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，15min流加完毕，再继续搅拌10-15min，然后经过干燥获得含水量≤5%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌30min，高速搅拌机内温度维持在110℃；
（2）将配方量的铝酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；
（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌30min混合均匀，然后送入密炼机内185℃密炼20min；
（4）向步骤（3）密练机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌10min混合均匀，送入挤出机内于160℃条件下，挤出造粒获得碳酸钙填充母粒；
（5）将配方量的塑料颗粒和碳酸钙填充母粒混合均匀，然后通过注塑加工成型，注塑加工的压力为55Mpa，温度为208℃，然后自然冷却至室温，获得塑料制品成品；
所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体按质量比1:3的混合物。
实施例3：
力学性能优良的塑料制品的制备方法，所述塑料制品由60重量份的塑料颗粒和40重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙60份，树脂20份，硬脂酸3份，热塑性弹性体8份，有机膨润土1.5份，钛酸酯偶联剂1.5份，异丙醇6份，抗氧化剂1份；
所述塑料制品的制备方法按如下步骤进行：
（1）称取配方量的碳酸钙加入60重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度82℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，12min流加完毕，再继续搅拌12min，然后经过干燥获得含水量≤5%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌22min，高速搅拌机内温度维持在115℃；
（2）将配方量的钛酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；
（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌20min混合均匀，然后送入密炼机内于175℃密炼25min；
（4）向步骤（3）密练机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌8min混合均匀，送入挤出机内于165℃条件下，挤出造粒获得碳酸钙填充母粒；
（5）将配方量的塑料颗粒和碳酸钙填充母粒混合均匀，然后通过注塑加工成型，注塑加工的压力为50Mpa，温度为200℃，然后自然冷却至室温，获得塑料制品成品；
所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体按质量比1:3的混合物。
对比例1
塑料制品的制备方法，所述塑料制品由50重量份的塑料颗粒和50重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙50份，树脂10份，硬脂酸1份，苯乙烯类热塑性弹性体5份，有机膨润土0.5份，钛酸酯偶联剂2.5份，异丙醇5份，抗氧化剂0.5份；
塑料制品的制备方法同实施例1。
对比例2
塑料制品的制备方法，所述塑料制品由70重量份的塑料颗粒和30重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙70份，树脂30份，硬脂酸5份，聚酰氨基有机硅热塑性弹性体2.5份，苯乙烯类热塑性弹性体7.5份，铝酸酯偶联剂3.5份，异丙醇8份，抗氧化剂2份；
所述塑料制品的制备方法同实施例2。
实施例1-3及对比例1-2制备得到的塑料制品的力学性能及外观形态如下
由上表可知，本发明制备的塑料制品其抗冲击强度和弯曲弹性模明显增强，且塑料制品中填料具有较高的填充比例，能够有效降低塑料制品的成本，且塑料制品的品质均一，外部无瑕疵斑。对比例1的填料中未加入有机膨润土，对比例2的填料中热塑性弹性体仅采用了苯乙烯类热塑性弹性体，与对比例1-2相比，本发明的塑料制品中添加的填料原料选择合理，具有突出的实质性特点和显著的进步。
Claims (3)
1.力学性能优良的塑料制品的制备方法，其特征在于，
所述塑料制品由50-70重量份的塑料颗粒和30-50重量份的碳酸钙填充母粒加工而成；
所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙50-70份，树脂10-30份，硬脂酸1-5份，热塑性弹性体5-10份，有机膨润土0.5-3份，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂0.5-2.5份，异丙醇5-8份，抗氧化剂0.5-2份；
所述塑料制品的制备方法按如下步骤进行：
（1）称取配方量的碳酸钙加入50-70重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度80-85℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，10-15min流加完毕，再继续搅拌10-15min，然后经过干燥获得含水量≤5%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌20-30min，高速搅拌机内温度维持在110-120℃；
（2）将配方量的钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；
（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌15-30min混合均匀，然后送入密炼机内于150-185℃密炼20-35min；
（4）向步骤（3）密练机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌5-10min混合均匀，送入挤出机内于160-175℃条件下，挤出造粒获得碳酸钙填充母粒；
（5）将配方量的塑料颗粒和碳酸钙填充母粒混合均匀，然后通过注塑加工成型，注塑加工的压力为45-55Mpa，温度为190~208℃，然后自然冷却至室温，获得塑料制品成品；
所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体的混合物。
2.根据权利1所述的力学性能优良的塑料制品的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙填充母粒由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙60份，树脂20份，硬脂酸3份，热塑性弹性体8份，有机膨润土1.5份，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂1.5份，异丙醇6份，抗氧化剂1份。
3.根据权利要求1或2所述的力学性能优良的塑料制品的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体按质量比1-2:3的混合物。
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