CN106519396A - 一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，包括：(1)将硅藻土机械破碎球磨，过500~600目筛，得到硅藻土粉末，后将经球磨后在真空烘箱中干燥；(2)将步骤(1)得到的硅藻土粉末加入水中，向其中加入钛酸酯偶联剂，在室温下搅拌，干燥，研磨，得到改性硅藻土粉末；(3)将改性剂直接与乙醇混合，然后将混合液均匀喷洒在冷却后的硅藻土表面，搅拌，最后真空干燥，得到改性硅藻土；(4)将上述改性硅藻土和聚合物加入密炼机中，利用双螺杆挤出机造粒，即制备得到硅藻土/聚合物复合材料。通过本发明方法制备的复合材料具有较好的抗冲击性，透光率较强，强韧性好，环保性能好。

Description

一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法。
背景技术
硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻遗体堆积后，经过一定的地质条件下成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物沉积岩，是由硅藻死亡以后的遗骸沉积形成的，主要矿物成分是蛋白石及其变种，化学成分主要是SiO2，并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、Na2O、MgO等和有机质等杂质。硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等。硅藻壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔结构，使得硅藻土具有许多优异的特殊性能：质量轻、表面积大、孔隙率高、吸附液体能力强、熔点高；化学稳定性高，不溶于盐酸，易溶于碱；具有相对不可压缩性、质软、隔音、耐磨、耐热等诸多优异性能，因此硅藻土在国内外已经得到了广泛的开发与应用，市场应用前景无限广阔。
聚合物具有良好的力学性能、电性能、耐腐蚀性和阻燃性，价格低廉、原料广泛，但塑料制品在加工医用中存在脆性大、热稳定性和流动性能差等缺点，限制了材料的使用。目前硅藻土已经广泛应用于涂料、农药等技术领域，但在改性塑料技术领域中应用比较少。
发明内容
针对现有技术存在的空白和改性硅藻土/聚合物塑料存在的问题，本发明提供一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅藻土机械破碎球磨，过500~600目筛，得到硅藻土粉末，后将经球磨后在真空烘箱中于100～150℃干燥1～5h，并进行冷却；
(2)将步骤(1)得到的硅藻土粉末加入水中，向其中加入钛酸酯偶联剂，在室温下搅拌反应10~15h，干燥，研磨，得到改性硅藻土粉末；
(3)将改性剂直接与乙醇混合，然后将混合液均匀喷洒在冷却后的硅藻土表面，然后在1000-3000rpm条件下搅拌15分钟，最后于120℃真空干燥10h，得到改性硅藻土；所述的改性剂与乙醇按照体积比1：(5～20)混合，混合液的喷洒量以混合液中改性剂是硅藻土重量的1-4％计；
(4)将上述改性硅藻土和聚合物加入密炼机中，改性硅藻土加入量为总重量5～15wt.％，聚合物的加入量为总重量85-95wt.％，设定密炼机前段、中间段、后段温度相同，且均为160～220℃，在10～100rpm转速下共混10～50分钟后，利用双螺杆挤出机造粒，即制备得到硅藻土/聚合物复合材料。
优选的，所述硅藻土为平均粒径≤1μm的超细硅藻土。
优选的，所述改性剂是钛酸酯偶联剂、双官能团硅烷偶联剂Si69或硬脂酸。
优选的，所述聚合物包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。
优选的，硅藻土粉末、钛酸酯偶联剂与水的比例为1:0.3:10。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、相对于添加碳酸钙的塑料使用后的废品在后续处理过程中将产生二氧化碳排放量，以改性硅藻土制备“低碳”塑料，大大减轻了二氧化碳的排放，符合当今的低碳经济和绿色环保的经济发展要求。其次，硅藻土储量丰富，硅藻土填充聚乙烯塑料其功能性和环保性的统一，加之价格低廉，无疑将成为现阶段最有推广价值和应用前景的环境友好材料。
2、本发明制备的硅藻土/聚合物复合材料具有较好的抗冲击性，透光率较强，强韧性好，能广泛应用于建筑材料、农用材料等行业，具有较好的社会、经济、环境效益。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
将硅藻土机械破碎球磨，过500目筛，得到硅藻土粉末，后将经球磨后在真空烘箱中于150℃干燥3h，并进行冷却，所述硅藻土为平均粒径≤1μm的超细硅藻土。；将步骤(1)得到的硅藻土粉末加入水中，向其中加入钛酸酯偶联剂，在室温下搅拌反应15h，干燥，研磨，得到改性硅藻土粉末；将改性剂直接与乙醇混合，然后将混合液均匀喷洒在冷却后的硅藻土表面，然后在2000rpm条件下搅拌15分钟，最后于120℃真空干燥10h，得到改性硅藻土；所述改性剂是钛酸酯偶联剂、双官能团硅烷偶联剂Si69或硬脂酸；所述的改性剂与乙醇按照体积比1：10混合，混合液的喷洒量以混合液中改性剂是硅藻土重量的1-4％计；将上述改性硅藻土和聚乙烯加入密炼机中，改性硅藻土加入量为总重量10wt.％，聚乙烯的加入量为总重量95wt.％，设定密炼机前段、中间段、后段温度相同，且均为200℃，在50rpm转速下共混30分钟后，利用双螺杆挤出机造粒，即制备得到硅藻土/聚乙烯复合材料。硅藻土粉末、钛酸酯偶联剂与水的比例为1:0.3:10。
实施例2
将硅藻土机械破碎球磨，过600目筛，得到硅藻土粉末，后将经球磨后在真空烘箱中于150℃干燥5h，并进行冷却，所述硅藻土为平均粒径≤1μm的超细硅藻土。；将步骤(1)得到的硅藻土粉末加入水中，向其中加入钛酸酯偶联剂，在室温下搅拌反应15h，干燥，研磨，得到改性硅藻土粉末；将改性剂直接与乙醇混合，然后将混合液均匀喷洒在冷却后的硅藻土表面，然后在2000rpm条件下搅拌15分钟，最后于120℃真空干燥10h，得到改性硅藻土；所述改性剂是钛酸酯偶联剂、双官能团硅烷偶联剂Si69或硬脂酸；所述的改性剂与乙醇按照体积比1：15混合，混合液的喷洒量以混合液中改性剂是硅藻土重量的1-4％计；将上述改性硅藻土和聚氯乙烯加入密炼机中，改性硅藻土加入量为总重量10wt.％，聚氯乙烯的加入量为总重量85wt.％，设定密炼机前段、中间段、后段温度相同，且均为200℃，在50rpm转速下共混30分钟后，利用双螺杆挤出机造粒，即制备得到硅藻土/聚氯乙烯复合材料。硅藻土粉末、钛酸酯偶联剂与水的比例为1:0.3:10。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅藻土机械破碎球磨，过500~600目筛，得到硅藻土粉末，后将经球磨后在真空烘箱中于100～150℃干燥1～5h，并进行冷却；
(2)将步骤(1)得到的硅藻土粉末加入水中，向其中加入钛酸酯偶联剂，在室温下搅拌反应10~15h，干燥，研磨，得到改性硅藻土粉末；
(3)将改性剂直接与乙醇混合，然后将混合液均匀喷洒在冷却后的硅藻土表面，然后在1000-3000rpm条件下搅拌15分钟，最后于120℃真空干燥10h，得到改性硅藻土；所述的改性剂与乙醇按照体积比1：(5～20)混合，混合液的喷洒量以混合液中改性剂是硅藻土重量的1-4％计；
(4)将上述改性硅藻土和聚合物加入密炼机中，改性硅藻土加入量为总重量5～15wt.％，聚合物的加入量为总重量85-95wt.％，设定密炼机前段、中间段、后段温度相同，且均为160～220℃，在10～100rpm转速下共混10～50分钟后，利用双螺杆挤出机造粒，即制备得到硅藻土/聚合物复合材料。
2.根据权利要求1所述的改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅藻土为平均粒径≤1μm的超细硅藻土。
3.根据权利要求1所述的改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性剂是钛酸酯偶联剂、双官能团硅烷偶联剂Si69或硬脂酸。
4.根据权利要求1所述的改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。
5.根据权利要求1所述的改性硅藻土/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，硅藻土粉末、钛酸酯偶联剂与水的比例为1:0.3:10。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108484977A (zh) * 2018-04-19 2018-09-04 安徽工业大学 一种具有高效阻燃性能的赤泥-硅藻土复合橡胶填料及其制备方法
CN111995739A (zh) * 2020-07-30 2020-11-27 浙江恒澜科技有限公司 一种低熔点共聚酯及其制备方法

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