CN116253953A - 低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，由下述步骤组成：称取800g黑滑石粉体(800目，吸油值为32g/100g)置于高速混合机中；称取20g不同质量复配比例的表面改性剂、5ml水置入小烧杯中，加热溶解，待用；加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速改性10min，再高速改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为16.5～17.1g/100g；将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为46.02～47.20MPa、拉伸强度为31.92～32.56MPa。该技术能显著提升黑滑石粉体的改性活化效果，大幅度降低黑滑石粉体的吸油值，提升复合材料的力学性能和强度，是生产低吸油值黑滑石粉体和高强度复合材料的有效方法。
Description
技术领域
本发明专利涉及低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料，具体涉及低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法。
背景技术
滑石是改性塑料重要的原料之一，滑石的片状结构可以使塑料刚性显著提高，即弯曲强度和拉伸强度显著高于未填充的基料。目前用于塑料工业的滑石一般是色泽好、纯度高的白滑石，其价格日益上涨也造成改性塑料成本大幅度增加。黑滑石作为新型优质填充料，主要应用于高端橡胶、功能塑料、涂料、油墨等行业。但由于黑滑石粉体表面亲水疏油，在有机介质中难以均匀分散，导致复合材料力学性能下降，因此加入表面改性剂对其进行改性活化十分必要。不同结构的表面改性剂表现出不同的性质特点和表面改性效果，仅靠单一表面改性剂进行活化，很难得到稳定性好、低吸油值黑滑石粉体和高强度复合材料。因此根据不同表面改性剂的结构特点和性质特征，对改性剂进行复配优化组合，实现复配改性增效，并用于生产低吸油值黑滑石粉体和高强度复合材料尤为迫切和必要。不同结构的表面改性剂进行优化复配使用时，表面改性剂分子可与黑滑石粉体发生化学键合、物理包覆或交联耦合协同增效作用，更好的发挥不同表面改性剂的优势，使黑滑石粉体改性效果更优良，显著提升其复合材料的力学性能和强度，更好的满足不同个性化、功能化和专业化新材材料领域的需求。经检索，低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，目前还未曾见报道，市场需求非常迫切。
发明内容
针对单一表面改性剂处理黑滑石粉体时，吸油值大、活化性能低，导致复合材料的力学性能差和强度不高。本发明要解决的问题是提供低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法。该技术能显著提升黑滑石粉体的改性活化效果，大幅度降低黑滑石粉体的吸油值，提升复合材料的力学性能和强度，是生产低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的有效方法。本发明提供的低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，由下述步骤组成：
(1)称取800g黑滑石粉体(800目，吸油值为32g/100g)置于高速混合机中；
(2)称取20g不同质量复配比例的表面改性剂、5ml水置入小烧杯中，加热溶解，待用；
(3)加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速改性10min，再高速改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为16.5～17.1g/100g；
(4)将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为46.02～47.20MPa、拉伸强度为31.92～32.56MPa。
上述步骤(2)所述的加热温度为75℃；
上述步骤(3)所述的表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇-300；
上述步骤(3)所述的不同质量复配比例优选为3：7、4：6和5：5。
采用本发明低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，可有效解决因单一表面改性剂性能缺陷，导致改性后黑滑石粉体的改性活化性能低，吸油值高和复合材料的力学性能低等技术难题，大幅度降低了黑滑石粉体的吸油值，显著提升了复合材料的力学性能和强度，拓展了应用领域。本发明低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，显著提升了黑滑石粉体及复合材料的品质与力学性能，是生产低吸油值黑滑石粉体和高强度黑滑石复合材料的有效方法，具有重大的经济价值和推广应用空间。下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：
(1)称取800g黑滑石粉(800目，吸油值为32g/100g)置于高速混合机中；
(2)称取十二烷基苯磺酸钠：聚乙二醇-300＝3：7的复配表面改性剂20g、5ml水置入小烧杯中，加热至75℃，溶解、待用；
(3)加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速改性10min，再高速改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为16.5g/100g；
(4)将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为47.20MPa、拉伸强度为31.92MPa。
实施例2：
(1)称取800g黑滑石粉(800目，吸油值为32g/100g)置于高速混合机中；
(2)称取十二烷基苯磺酸钠：聚乙二醇-300＝4：6的复配表面改性剂20g、5ml水置入小烧杯中，加热至75℃，溶解、待用；
(3)加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速搅拌改性10min，再高速搅拌改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为17.1g/100g；
(4)将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为46.02MPa、拉伸强度为32.39MPa。
实施例3：
(1)称取800g黑滑石粉(800目，吸油值为32g/100g)置于高速混合机中；
(2)称取十二烷基苯磺酸钠：聚乙二醇-300＝5：5的复配表面改性剂20g、5ml水置入小烧杯中，加热至75℃，溶解、待用；
(3)加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速搅拌改性10min，再高速搅拌改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为16.6g/100g；
(4)将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为46.26MPa、拉伸强度为32.56MPa。
未处理黑滑石粉体吸油值为32g/100g；十二烷基苯磺酸钠改性黑滑石粉体的吸油值为20.8g/100g；聚乙二醇-300改性黑滑石粉体的吸油值为17.5g/100g。数据对比证实，本发明处理得到的黑滑石粉体的吸油值更低，效果更优。
十二烷基苯磺酸钠改性黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，得到复合材料标准样条，其弯曲强度为40.69MPa、拉伸强度为30.50MPa；聚乙二醇-300改性黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，得到复合材料标准样条，其弯曲强度为43.70MPa、拉伸强度为29.45MPa。数据对比证实，本发明复合材料力的学性能更强、更优越。
本发明专利低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，显著改性活化了黑滑石粉体，大幅度降低吸油值，显著提升了复合材料的力学性能和强度，是生产高活化低吸油值黑滑石粉体和高强度复合材料的有效方法，具有广阔的市场前景和应用空间。
Claims (4)
1.本发明低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，由下述步骤组成：
(1)称取800g黑滑石粉体(800目)置于高速混合机中；
(2)称取20g不同质量复配比例的表面改性剂、5ml水置入小烧杯中，加热溶解，待用；
(3)加热高速混合机中的黑滑石粉体至110℃，将(2)滴入，先低速改性10min，再高速改性10min，即可得高活化低吸油值黑滑石粉体，吸油值为16.5～17.1g/100g；
(4)将低吸油值黑滑石粉体按25％的填充量添加到聚丙烯中，经密炼和注塑，得到高强度复合材料标准样条，测试其弯曲强度为46.02～47.20MPa、拉伸强度为31.92～32.56MPa。
2.根据权利要求1所述的低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)所述的加热温度为75℃。
3.根据权利要求1所述的低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)所述的不同质量配比的表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇-300。
4.根据权利要求1所述的低吸油值黑滑石粉体及高强度复合材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)所述的不同质量配比的表面改性剂的复配比例优选为3：7、4：6和5：5。
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