CN107540947A - 一种无纺布用填充母料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无纺布用填充母料及制备方法，所述填充母粒由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂14~20份，改性膨润土80~90份，石蜡4~8份，油酸酰胺3~5份，钛酸酯偶联剂2.5~2.8份；所述制备方法步骤如下：（1）将高速混合机升温至180~200℃，恒温5~10min；（2）投入改性膨润土和钛酸酯偶联剂，搅拌15~20min，继续搅拌并降温至110~120℃；（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌1~2min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌4~5min，放料冷却；（4）将冷却后的物料挤出、造粒后，即得所述的无纺布用填充母料。本发明采用十八烷基二甲基苄基氯化铵改性膨润土，提高了改性膨润土与聚丙烯树脂的相容性，使制得的填充母料在聚丙烯树脂中易分散，提高了聚丙烯树脂复合材料的强度。

Description

一种无纺布用填充母料及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料制品领域，具体涉及一种无纺布用填充母料及其制备方法。

背景技术

无纺布又称不织布，由定向的或随机的纤维构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布，无纺布多采用聚丙烯粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。此外还有以涤纶、锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶、氯纶等为原料生产。无纺布是一代环保材料，具有强力好、透气防水、不助燃、无毒无刺激性、色彩丰富、易分解等特点。该材料若置于室外经自然分解，其最长寿命只有90天，置于室内8年内分解，燃烧时无毒、无味，且无任何遗留物质，从而不污染环境。

由于无纺布的诸多优点，使其有着巨大的市场应用前景，目前，无纺布的生产主要是以添加无机粉体的方法。碳酸钙是目前有机高聚物基质材料中用量最大的无机填料，由于价廉、无毒而广泛应于橡胶、塑料、造纸、涂料、日用化工等领域。碳酸钙粒子表面分布有强亲水性的羟基表现为碱性，与有机高聚物基质材料的界面性质不同，难以在基质材料中分散均匀，并形成强的结合力，从而使复合材料某些性能下降。

公开号为CN101914239A的发明专利公开了一种无纺布用碳酸钙高填充母料及其制备方法，该发明制备填充母料的原料主要包括聚丙烯树脂、活化碳酸钙和润滑剂，其中活化碳酸钙是有碳酸钙和偶联剂按照质量比99.5~94%：0.5~6%的比例在高速混合机中混合制得。该发明通过偶联剂活化碳酸钙，使制备的碳酸钙填充母料与聚丙烯的表面物理交联作用更加优异，在不改变聚丙烯复合材料的力学性能的同事，降低了原材料的成本，但是该专利采用的是很常规的改性方法，对填充母料分散性能的改善很有限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种分散性好的无纺布用填充母料，同时还提供了该无纺布用填充母料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无纺布用填充母料，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂14~20份，改性膨润土80~90份，石蜡4~8份，油酸酰胺3~5份，钛酸酯偶联剂2.5~2.8份；

所述改性膨润土由以下方法制备得到：

将十八烷基二甲基苄基氯化铵与去离子水混合均匀，调节混合液pH至8~9，再加入膨润土搅拌反应60~70min，反应完毕后，反应液过滤，滤渣干燥后即得所述改性膨润土；其中所述膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.03~0.05，膨润土与去离子水的料液比为8~10g/mL，反应温度为80~85℃。

本发明以十八烷基二甲基苄基氯化铵改性膨润土，将改性后的膨润土作为无机填料，经十八烷基二甲基苄基氯化铵改性后的膨润土，可以更好的与载体树脂聚丙烯树脂相容；另一方面，由于改性后的膨润土层间距增大，更有利于钛酸酯偶联剂与膨润土的接触，进而增加钛酸酯偶联剂对改性膨润土的活化效果，在上述两方面的协同作用下，大大提高了改性膨润土与聚丙烯树脂的相容性，进而改善了膨润土在聚丙烯树脂中的分散性，使制备得到的填充母料在聚丙烯树脂中易分散，提高了制备的聚丙烯复合材料的强度等力学性能。

另外，由于改性后的膨润土层间距增大，还一定程度上改善了塑料制品的透气性。

在制备改性膨润土时，控制膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比尤为关键，如果十八烷基二甲基苄基氯化铵的量太多，得到的改性膨润土的有机覆盖度会很高，则会影响钛酸酯偶联剂与改性膨润土的结合，进而影响钛酸酯偶联剂的活化效果；如果十八烷基二甲基苄基氯化铵太少，得到的改性膨润土的有机覆盖度会很低，达不到上面所述的两方面协同作用的效果。

作为优选，所述的无纺布用填充母料，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂16份，改性膨润土84份，石蜡5份，油酸酰胺4份，钛酸酯偶联剂2.6份，其中，制备改性膨润土时，膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.04。

作为优选，所述膨润土的目数为1000~2000目。

作为优选，所述膨润土为钠基膨润土。

如上所述的无纺布用填充母料的制备方法，步骤如下：

（1）将高速混合机升温至180~200℃，恒温5~10min；

（2）投入改性膨润土和钛酸酯偶联剂，搅拌15~20min，继续搅拌并降温至110~120℃；

（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌1~2min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌4~5min，放料冷却；

（4）将冷却后的物料挤出、造粒后，即得到所述的无纺布用填充母料。

本发明由于采用十八烷基二甲基苄基氯化铵改性膨润土，使得改性后的膨润土层间距增大，在180~200℃下经高速搅拌，可使钛酸酯偶联剂更好的与膨润土接触，进而增加钛酸酯偶联剂的活化效果，有利于提高填充母料与基体树脂的相容性；在上述方法中，加料顺序和步骤（1）中的温度控制尤为重要，如果先加入石蜡和油酸酰胺，则会影响钛酸酯偶联剂与膨润土的活化效果，同时，在高温下，也有利于钛酸酯偶联剂与膨润土接触，本发明在综合考虑下，步骤（1）中温度选择为180~200℃。

另一方面，在180~200℃下还有利于排除膨润土内部的空气和水分，进一步提高制得的塑料母料的透气性，使制备的塑料制品具有较好的透气性。

将本发明制得的填充母料按添加量18~25%添加到聚丙烯中，即可制备得到无纺布用的原料聚丙烯复合材料。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明以十八烷基二甲基苄基氯化铵改性膨润土，提高了改性后的膨润土与载体树脂聚丙烯树脂的相容性，另一方面，由于改性后的膨润土层间距增大，有利于钛酸酯偶联剂与膨润土的接触，进而增加钛酸酯偶联剂的活化效果，在上述两方面的协同作用下，大大提高了改性膨润土与聚丙烯树脂的相容性，进而改善了膨润土在聚丙烯树脂中的分散性，使制备得到的填充母料在聚丙烯树脂中不仅易分散，而且还提高了聚丙烯复合材料的强度等力学性能。

2、本发明在180~200℃下搅拌改性膨润土，可使钛酸酯偶联剂更好的与膨润土接触，进而增加钛酸酯偶联剂的活化效果，有利于提高填充母料与聚丙烯树脂的相容性，另一方面，在180~200℃下还有利于排除膨润土内部的空气和水分，进一步提高制得的聚丙烯复合材料的透气性，用于制备无纺布，可改善无纺布的透气性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例中使用的钛酸酯偶联剂为NDZ-201，为普通市售产品，本发明实施例中制得的复合材料均按照现行国家标准进行相关的性能测试。

实施例1

本实施例填充母料由以下质量的原料制备而成：聚丙烯树脂14kg，改性膨润土80kg，石蜡4kg，油酸酰胺3kg，钛酸酯偶联剂2.5kg。

其中，改性膨润土的制备方法如下：

将十八烷基二甲基苄基氯化铵与去离子水混合均匀，用NaOH溶液调节混合液pH至8，再加入1000目钠基膨润土，搅拌反应60min，反应完毕后，反应液过滤，滤渣干燥后即得所述改性膨润土；其中加入的膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.03，膨润土与去离子水的料液比为8g/mL，反应温度为80~85℃。

本实施例填充母料的制备方法如下：

（1）将高速混合机升温至180℃，恒温5min；

（2）投入改性膨润土和钛酸酯偶联剂，搅拌15min，继续搅拌并降温至110℃；

（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌1min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌4min，放料冷却；

（4）将冷却后的物料按常规工艺挤出、造粒后，即得到所述的无纺布用填充母料。

将本实施例制备的填充母料与基体树脂聚丙烯按18:82的添加量应用于聚丙烯塑料的制备，对所制备的聚丙烯塑料按照相关标准进行性能检测，检测结果为：拉伸强度为35MPa，弯曲强度为52MPa，弯曲模量为1598MPa，冲击强度6.6Kj/m²。

实施例2

本实施例填充母料由以下质量的原料制备而成：聚丙烯树脂16kg，改性膨润土84kg，石蜡5kg，油酸酰胺4kg，钛酸酯偶联剂2.6kg。

其中，改性膨润土的制备方法如下：

将十八烷基二甲基苄基氯化铵与去离子水混合均匀，用NaOH溶液调节混合液pH至9，再加入2000目钠基膨润土，搅拌反应60min，反应完毕后，反应液过滤，滤渣干燥后即得所述改性膨润土；其中加入的膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.04，膨润土与去离子水的料液比为9g/mL，反应温度为80~85℃。

本实施例填充母料的制备方法如下：

（1）将高速混合机升温至200℃，恒温10min；

（2）投入改性膨润土和钛酸酯偶联剂，搅拌18min，继续搅拌并降温至110℃；

（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌2min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌4min，放料冷却；

（4）将冷却后的物料按常规工艺挤出、造粒后，即得到所述的无纺布用填充母料。

将本实施例制备的填充母料与基体树脂聚丙烯按20:80的添加量应用于聚丙烯塑料的制备，对所制备的聚丙烯塑料按照相关标准进行性能检测，检测结果为：拉伸强度为37MPa，弯曲强度为53MPa，弯曲模量为1568MPa，冲击强度7.2Kj/m²。

实施例3

本实施例填充母料由以下质量的原料制备而成：聚丙烯树脂20kg，改性膨润土90kg，石蜡8kg，油酸酰胺5kg，钛酸酯偶联剂2.8kg。

其中，改性膨润土的制备方法如下：

将十八烷基二甲基苄基氯化铵与去离子水混合均匀，用NaOH溶液调节混合液pH至8，再加入2000目钠基膨润土，搅拌反应70min，反应完毕后，反应液过滤，滤渣干燥后即得所述改性膨润土；其中加入的膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.05，膨润土与去离子水的料液比为10g/mL，反应温度为80~85℃。

本实施例填充母料的制备方法如下：

（1）将高速混合机升温至200℃，恒温8min；

（2）投入改性膨润土和钛酸酯偶联剂，搅拌20min，继续搅拌并降温至120℃；

（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌2min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌5min，放料冷却；

（4）将冷却后的物料按常规工艺挤出、造粒后，即得到所述的无纺布用填充母料。

将本实施例制备的填充母料与基体树脂聚丙烯按25:90的添加量应用于聚丙烯塑料的制备，对所制备的聚丙烯塑料按照相关标准进行性能检测，检测结果为：拉伸强度为34MPa，弯曲强度为51MPa，弯曲模量为1518MPa，冲击强度5.4Kj/m²。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种无纺布用填充母料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂14~20份，改性膨润土80~90份，石蜡4~8份，油酸酰胺3~5份，钛酸酯偶联剂2.5~2.8份；

所述改性膨润土由以下方法制备得到：

将十八烷基二甲基苄基氯化铵与去离子水混合均匀，调节混合液pH至8~9，再加入膨润土搅拌反应60~70min，反应完毕后，反应液过滤，滤渣干燥后即得所述改性膨润土；其中所述膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.03~0.05，膨润土与去离子水的料液比为8~10g/mL，反应温度为80~85℃。

2.根据权利要求1所述的无纺布用填充母料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯树脂16份，改性膨润土84份，石蜡5份，油酸酰胺4份，钛酸偶联剂2.6份，其中，制备改性膨润土时，膨润土与十八烷基二甲基苄基氯化铵的质量比为1:0.04。

3.根据权利要求1或2所述的无纺布用填充母料，其特征在于，所述膨润土的目数为1000~2000目。

4.根据权利要求3所述的无纺布用填充母料，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土。

5.如权利要求1~4任一项所述的无纺布用填充母料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将高速混合机升温至180~200℃，恒温5~10min；

（2）投入改性膨润土和钛酸偶联剂，搅拌15~20min，继续搅拌并降温至110~120℃；

（3）投入石蜡和油酸酰胺，继续搅拌1~2min，随后投入聚丙烯树脂，混合搅拌4~5min，放料冷却；

（4）将冷却后的物料挤出、造粒后，即得到所述的无纺布用填充母料。