CN106566164A - 一种增韧型填充母粒及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增韧型填充母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：80～100份无机填料、1～20份改性树脂、0.1～5份表面修饰剂、0.1～5份润滑剂、0.01～0.5份抗氧化剂。本发明还提供上述增韧型填充母粒的制备方法。本发明能够提高填充母粒的填充量和增韧效果。

Description

一种增韧型填充母粒及制备方法

【技术领域】

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种增韧型填充母粒及其制备方法。

【背景技术】

塑料制品的主要原料树脂来自石油，然而世界石油的资源有限，随着时间的推移会越来越匮乏，因此，将资源丰富、价格低廉的无机粉添加到树脂中，是塑料业的发展方向之一。无机粉填充改性塑料在我国已有30多年的历史，随着无机粉品种的增加、加工技术的进步、填充改性理论的发展以及人们对树脂制品的多样化需求，无机粉填充已经从单纯地节约树脂原料、降低成本，发展成为开发新型功能性材料的重要手段，是新材料可持续发展的创新点和动力源。

目前，对树脂进行填充改性最常用的方法是在树脂中加入填充母粒。所谓的填充母粒是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂先进行混合混炼而制得的粒或粉料。对于高分子材料来说，韧性和刚性是两种相互矛盾的固有属性，因此,在塑料加工过程中，如何在降低成本的前提下，同时兼顾到树脂材料制品的韧性和刚性，是充填母粒改性领域的最大研究课题。专利ZL201210114616.2公开了增韧增刚双功能填充母粒及其制备方法，采用添加弹性体的方式，提高复合材料的韧性，这些弹性体的添加在一定程度上改善了复合材料的韧性；专利CN98102448.3公开了一种增韧聚烯烃用填充母粒的制造方法，该母粒可以用于聚烯烃的改性，提高了聚烯烃改性复合材料的刚性和韧性；专利申请CN90102972.6公开了一种热塑性塑料用的通用级塑料填充母粒及其制备方法，该母粒可用于大多数热塑性塑料的改性，提高塑料制品的物理、化学及机械性能。

然而，上述改进没有对填充母粒的填充量进行研究，实质上，由于无机粒子是高极性的水不溶物，表面能较高，而聚合物多为非极性物质，表面能低，二者相容性差，所以无机粒子在高聚物熔体中分散困难，分散的均匀性差，与基体树脂作用弱，因而会导致体系性能劣化，如在加工成型中出现断膜、断丝、充模不足等,特别是制品冲击性能下降很多，是导致树脂改性效果有限的重要原因。因此，改善对增韧型填充母粒与基体树脂的填充性，有可能得到改性效果更理想的填充母粒。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种增韧型填充母粒，能够解决现有的填充母粒填充量少、增韧效果差的问题。

本发明的另一目的在于提供上述增韧型填充母粒的制备方法，能够提高填充母粒的填充量和增韧效果。

本发明的一个技术方案是：

一种增韧型填充母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：80～100份无机填料、1～20份改性树脂、0.1～5份表面修饰剂、0.1～5份润滑剂、0.01～0.5份抗氧化剂。

具体的，上述增韧型填充母粒包括以下重量份数的组分：85～93份无机填料、3～10份改性树脂、0.5～2份表面修饰剂、0.5～1.5份润滑剂、0.1～0.2份抗氧化剂。

具体的，上述改性树脂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯三元共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-乙烯-辛烯共聚物、充油苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、充油丁苯橡胶与马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝共聚物中的一种或几种。

具体的，上述无机填料为碳酸钙、滑石粉或硫酸钡。

具体的，上述无机填料的粒度为800-6000目。

具体的，上述表面修饰剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或几种。

具体的，上述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或者几种。

具体的，上述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或者它们的混合物。抗氧剂1010的化学名为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂168为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

以上技术方案具有以下有益的技术效果：该技术方案采用改性树脂为载体，能够与基材分子链端的官能团发生反应并形成化学键而相互结合，减小填充母粒与基材两相的界面张力，使得母粒在基材中有更细微化的分布，两相的相容性明显的改善，因此本发明的填充母粒有较大的填充量，可达到85-93％，极大地降低原料树脂的使用量，同时还可以充分利用改性树脂的增韧性和相容性，提高对塑料制品的增韧效果和基材的综合力学性能，在添加30％的填充母粒的情况下，对比普通填充母粒，使用该增韧填充母粒制备的复合材料的冲击性能可提高10％以上，实现复合材料的刚性和韧性的有机统一，既降低成本，又提高效果。

本发明的另一技术方案是：

一种增韧型填充母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将无机填料搅拌加热至100-110℃，加入表面修饰剂，混合搅拌；

3)再加入改性树脂、润滑剂及抗氧化剂，混合搅拌，用双螺杆挤出机熔融挤出即得到产物。

以上技术方案具有以下有益的技术效果：该技术方案可以制备出填充量大，可达85-93％、增韧效果显著的填充母粒，适于工业生产，提高经济效益；使用该填充母粒能提高复合材料的冲击性能10％以上，实现韧性与刚性的有机统一。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。

以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。

实施例一

一种增韧型填充母粒，包括以下重量份数的组分：90份1500目的碳酸钙、7份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1.5份铝酸酯偶联剂、0.9份硬脂酸锌、0.7份乙撑双硬脂酸酰胺、0.15份抗氧化剂1010。

上述增韧型填充母粒的制备方法如下：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将90份1500目的碳酸钙加入到高速混合机，搅拌加热至100-110℃，加入1.5份铝酸酯偶联剂，搅拌10分钟；

3)再加入7份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.9份硬脂酸锌、0.7份的乙撑双硬脂酸酰胺和0.15份的抗氧化剂1010，混合搅拌7分钟，最后用双螺杆挤出机熔融挤出即可得到所需的碳酸钙填充母粒。该填充母粒的填充量为90％，使用它填充改性的PP复合材料的冲击强度提高了16％。

实施例二

一种增韧型填充母粒，包括以下重量份数的组分：93份2500目的碳酸钡、10份充油丁苯橡胶与马来酸酐的接枝共聚物、2份钛酸酯偶联剂、0.5份硬脂酸钙、1.5份乙撑双硬脂酸酰胺、0.2份抗氧化剂168。

上述增韧型填充母粒的制备方法如下：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将93份2500目的碳酸钡加入到高速混合机，搅拌加热至100-110℃，加入2份钛酸酯偶联剂，搅拌10分钟；

3)再加入10份充油丁苯橡胶与马来酸酐的接枝共聚物、0.5份硬脂酸钙、1.5份乙撑双硬脂酸酰胺和0.2份的抗氧化剂168，混合搅拌5分钟，最后用双螺杆挤出机熔融挤出即可得到所需的碳酸钡填充母粒。

该填充母粒的填充量为90％，使用它填充改性的PP复合材料的冲击强度提高了22％。

实施例三

一种增韧型填充母粒，包括以下重量份数的组分：85份2500目的滑石粉、3份乙烯-乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.5份硅烷偶联剂、0.8份硬脂酸、0.6份石蜡、0.1份抗氧化剂。

上述增韧型填充母粒的制备方法如下：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将85份2500目的碳酸钙加入到高速混合机，搅拌加热至100-110℃，加入0.5份硅烷偶联剂，搅拌10分钟；

3)再加入3份乙烯-乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.8份硬脂酸、0.6份石蜡和0.1份的抗氧化剂，混合搅拌7分钟，最后用双螺杆挤出机熔融挤出即可得到所需的碳酸钙填充母粒。

该填充母粒的填充量为87％，使用它填充改性的PE复合材料的冲击强度提高了25％。

实施例四

一种增韧型填充母粒，包括以下重量份数的组分：100份2000目的碳酸钙、1份充油丁苯橡胶与甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝共聚物、2份铝酸酯偶联剂、3份钛酸酯偶联剂、5份聚乙烯蜡、0.5份抗氧化剂。

上述增韧型填充母粒的制备方法如下：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将100份2000目的碳酸钙加入到高速混合机，搅拌加热至100-110℃，加入2份铝酸酯偶联剂和3份钛酸酯偶联剂，搅拌10分钟；

3)再加入1份充油丁苯橡胶与甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝共聚物、5份聚乙烯蜡和0.5份的抗氧化剂，混合搅拌7分钟，最后用双螺杆挤出机熔融挤出即可得到所需的碳酸钙填充母粒。

该填充母粒的填充量为87％，使用它填充改性的PE复合材料的冲击强度提高了20％。

实施例五

一种增韧型填充母粒，包括以下重量份数的组分：80份1500目的碳酸钙、10份乙烯-丁烯共聚物接枝马来酸酐、10份乙烯-己烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、1份铝酸酯偶联剂、0.05份硬脂酸锌、0.05份乙撑双硬脂酸酰胺、0.01份抗氧化剂。

上述增韧型填充母粒的制备方法如下：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将80份1500目的碳酸钙加入到高速混合机，搅拌加热至100-110℃，加入1份铝酸酯偶联剂，搅拌10分钟；

3)再加入10份乙烯-丁烯共聚物接枝马来酸酐、10份乙烯-己烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.05份硬脂酸锌、0.05份乙撑双硬脂酸酰胺、0.01份抗氧化剂，混合搅拌7分钟，最后用双螺杆挤出机熔融挤出即可得到所需的碳酸钙填充母粒。

该填充母粒的填充量为90％，使用它填充改性的PE复合材料的冲击强度提高了18％。

Claims (9)

1.一种增韧型填充母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：80～100份无机填料、1～20份改性树脂、0.1～5份表面修饰剂、0.1～5份润滑剂、0.01～0.5份抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：85～93份无机填料、3～10份改性树脂、0.5～2份表面修饰剂、0.5～1.5份润滑剂、0.1～0.2份抗氧化剂。

3.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，所述改性树脂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯三元共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-乙烯-辛烯共聚物、充油苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、充油丁苯橡胶与马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝共聚物中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，所述无机填料为碳酸钙、滑石粉或硫酸钡。

5.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，所述无机填料的粒度为800-6000目。

6.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，所述表面修饰剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或者几种。

8.根据权利要求1所述的增韧型填充母粒，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或者它们的混合物。

9.权利要求1-8任一项所述的增韧型填充母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分别按照配方称取各组分；

2)将无机填料搅拌加热至100-110℃，加入表面修饰剂，混合搅拌；

3)再加入改性树脂、润滑剂及抗氧化剂，混合搅拌，用双螺杆挤出机熔融挤出即得到产物。