CN115651316A

CN115651316A - 一种稻壳填充pp复合材料及其制备方法

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Publication number: CN115651316A
Application number: CN202211471287.7A
Authority: CN
Inventors: 林培生; 彭明川; 殷昌华
Original assignee: Chaozhou Ming Yuan New Material Co ltd
Current assignee: Chaozhou Ming Yuan New Material Co ltd
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体的说是一种稻壳填充PP复合材料及其制备方法，由下述组分按重量份制备而成：PP树脂50%‑90%、稻壳粉2%‑10%、碳酸钙10%‑20%、相容剂2%‑5%、润滑剂0.5%‑1%、分散剂0.3%‑0.5%、抗氧剂0.2%‑0.5%。该稻壳填充PP复合材料及其制备方法，通过对稻壳填充PP材料各组分的合理设计，制备方法简便且高效，从而得出综合性能优良，价格低廉的稻壳填充PP材料，极大的提高PP材料实际运用范围，具有良好的使用价值。

Description

一种稻壳填充PP复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体是一种稻壳填充PP复合材料及其制备方法。

背景技术

PP(聚丙烯)材料具有优良电绝缘性、耐化学腐蚀性、加工性能和耐热性，在通用热塑性料中使用频率很高。随着其运用领域的拓展，对材料的性能也有新的要求。

PP树脂在实际应用中一般要添加如硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维等无机填料，来改善其强度、耐热以及降本，然而这些填充材料都会极大的提高复合材料的密度，导致产品质量变大，影响使用。

因此，针对上述问题提出一种稻壳填充PP复合材料及其制备方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决PP树脂在实际应用中一般要添加如硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维等无机填料，来改善其强度、耐热以及降本，然而这些填充材料都会极大的提高复合材料的密度，导致产品质量变大，影响使用，本发明提出一种稻壳填充PP复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种稻壳填充PP复合材料，由下述组分按重量份制备而成：PP树脂50%-90%、稻壳粉2%-10%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、分散剂0.3%-0.5%、抗氧剂0.2%-0.5%。

进一步的，所述PP树脂分为PP树脂颗粒和PP树脂粉状，PP树脂颗粒40%-60%和PP树脂粉状10%-30%。

进一步的，所述PP树脂颗粒为均聚PP或共聚PP，其熔融指数为10-30g/10min。

进一步的，所述PP树脂粉状为均聚PP，其熔融指数为20-40g/10min。

进一步的，所述稻壳粉颗粒大小为50目-200目。

进一步的，所述碳酸钙颗粒大小为800目-1250目。

进一步的，所述相容剂为PP接枝马来酸酐共聚物。

进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙。

进一步的，所述分散剂为EBS。

进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168比例为1:2的复配物。

本发明中一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将PP树脂、碳酸钙、相容剂、润滑剂、抗氧剂按占比称重配料，混合均匀得混合料；

步骤二，将PP树脂、稻壳粉、分散剂按占比称重配料，混合均匀得混合料；

步骤三，将步骤一中的混合料和步骤二中的混合料分别加入到平行双螺杆挤出机内，经挤出机塑化、螺杆剪切，然后水冷切粒，均化干燥制得复合材料。

进一步的，所述步骤一中PP树脂为PP树脂颗粒，步骤二中PP树脂为PP树脂粉状。

进一步的，所述步骤一与步骤二中各原料均在立式混合机中进行混合，混合机的转速为60 r/min，混合时间3-5 min。

进一步的，所述步骤三中混料加入至平行双螺杆挤出机进行熔融共混，温度为第一、二段为180-190 ℃，第三、四、五、六段为190-195 ℃，第七、八、九段为180 ℃，机头的温度为190-200 ℃。

进一步的，所述步骤三中双螺杆挤出机螺杆混炼段剪切块调整，具体组合为：K45/5/32、K60/4/22、32/32、32/32、32/32、K45/5/32、32/32、K45/5/22、K45/5/32、22/L/11。

进一步的，所述步骤三中平行双螺杆挤出机的螺杆转速控制在350-450 r/min。

进一步的，所述步骤一种配料比例为PP树脂颗粒40%-60%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、抗氧剂0.2%-0.5%；所述步骤二中配料比例为PP树脂粉状10%-30%、稻壳粉2%-10%、分散剂0.3%-0.5%。

本发明的有益之处在于：

本发明通过采用来源广泛的稻壳粉，为可再生资源，且价格低廉，但稻壳粉本身耐温性不高，直接混合PP后投入挤出机会导致稻壳变色发黑，且质轻，喂料困难，本发明通过改进稻壳粉的喂料方式，优化螺杆组合与生产工艺，制备出稻壳填充PP复合材料，具有良好的综合性能、质轻，性价比优良，可广泛应用于儿童玩具与装饰产品等，通过对稻壳填充PP材料各组分的合理设计，制备方法简便且高效，从而得出综合性能优良，价格低廉的稻壳填充PP材料，极大的提高PP材料实际运用范围，具有良好的使用价值。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种稻壳填充PP复合材料,由下述组分按重量份制备而成：PP树脂50%-90%、稻壳粉2%-10%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、分散剂0.3%-0.5%、抗氧剂0.2%-0.5%；PP树脂分为PP树脂颗粒和PP树脂粉状，PP树脂颗粒40%-60%和PP树脂粉状10%-30%；PP树脂颗粒为均聚PP或共聚PP，其熔融指数为10-30g/10min；PP树脂粉状为均聚PP，其熔融指数为20-40g/10min；稻壳粉颗粒大小为50目-200目；碳酸钙颗粒大小为800目-1250目；相容剂为PP接枝马来酸酐共聚物；润滑剂为硬脂酸钙；分散剂为EBS；抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168比例为1:2的复配物。

实施例2，本发明中一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将PP树脂、碳酸钙、相容剂、润滑剂、抗氧剂按占比称重配料，混合均匀得混合料；步骤二，将PP树脂、稻壳粉、分散剂按占比称重配料，混合均匀得混合料；步骤三，将步骤一中的混合料和步骤二中的混合料分别加入到平行双螺杆挤出机内，经挤出机塑化、螺杆剪切，然后水冷切粒，均化干燥制得复合材料。

根据实施2中步骤一种配料比例为PP树脂颗粒40%、碳酸钙20%、相容剂5%、润滑剂1%、抗氧剂0.5%，混合均匀得混合料；步骤二中配料比例为PP树脂粉状25%、稻壳粉8%、分散剂0.5%，混合均匀得混合料，步骤一中的混合料经平行双螺杆挤出机主喂口进料，步骤二中的混合料经平行双螺杆挤出机侧喂料口进料。

本实施例中，所述步骤一中PP树脂为PP树脂颗粒，步骤二中PP树脂为PP树脂粉状。

本实施例中，所述步骤一与步骤二中各原料均在立式混合机中进行混合，混合机的转速为60 r/min，混合时间3-5 min。

本实施例中，所述步骤三中混料加入至平行双螺杆挤出机进行熔融共混，温度为第一、二段为180-190 ℃，第三、四、五、六段为190-195 ℃，第七、八、九段为180 ℃，机头的温度为190-200 ℃。

本实施例中，所述步骤三中双螺杆挤出机螺杆混炼段剪切块调整，具体组合为：K45/5/32、K60/4/22、32/32、32/32、32/32、K45/5/32、32/32、K45/5/22、K45/5/32、22/L/11。

本实施例中，所述步骤三中平行双螺杆挤出机的螺杆转速控制在350-450 r/min。

本实施例中，所述步骤一种配料比例为PP树脂颗粒40%-60%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、抗氧剂0.2%-0.5%；所述步骤二中配料比例为PP树脂粉状10%-30%、稻壳粉2%-10%、分散剂0.3%-0.5%。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种稻壳填充PP复合材料，其特征在于：由下述组分按重量份制备而成：PP树脂50%-90%、稻壳粉2%-10%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、分散剂0.3%-0.5%、抗氧剂0.2%-0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种稻壳填充PP复合材料，其特征在于：所述PP树脂分为PP树脂颗粒和PP树脂粉状，PP树脂颗粒40%-60%和PP树脂粉状10%-30%；所述PP树脂颗粒为均聚PP或共聚PP，其熔融指数为10-30g/10min。

3.根据权利要求2所述的一种稻壳填充PP复合材料，其特征在于：所述PP树脂粉状为均聚PP，其熔融指数为20-40g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种稻壳填充PP复合材料，其特征在于：所述稻壳粉颗粒大小为50目-200目；

所述碳酸钙颗粒大小为800目-1250目；

所述相容剂为PP接枝马来酸酐共聚物；

所述润滑剂为硬脂酸钙；

所述分散剂为EBS；

所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168比例为1:2的复配物。

5.一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤三，将步骤一中的混合料和步骤二中的混合料分别加入到平行双螺杆挤出机内，经挤出机塑化、螺杆剪切，然后水冷切粒，均化干燥制得复合材料；

所述步骤一中PP树脂为PP树脂颗粒，步骤二中PP树脂为PP树脂粉状。

6.根据权利要求5所述的一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一与步骤二中各原料均在立式混合机中进行混合，混合机的转速为60r/min，混合时间3-5min。

7.根据权利要求5所述的一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中混料加入至平行双螺杆挤出机进行熔融共混，温度为第一、二段为180-190 ℃，第三、四、五、六段为190-195℃，第七、八、九段为180℃，机头的温度为190-200℃。

8.根据权利要求5所述的一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中双螺杆挤出机螺杆混炼段剪切块调整，具体组合为：K45/5/32、K60/4/22、32/32、32/32、32/32、K45/5/32、32/32、K45/5/22、K45/5/32、22/L/11。

9.根据权利要求5所述的一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中平行双螺杆挤出机的螺杆转速控制在350-450r/min。

10.根据权利要求5-9任一权利要求所述的一种稻壳填充PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一种配料比例为PP树脂颗粒40%-60%、碳酸钙10%-20%、相容剂2%-5%、润滑剂0.5%-1%、抗氧剂0.2%-0.5%；所述步骤二中配料比例为PP树脂粉状10%-30%、稻壳粉2%-10%、分散剂0.3%-0.5%。