CN1560139A - 超细滑石粉母料制造技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一项用特殊方法制造超细滑石粉母料的新技术。该项技术使制造超细滑石粉及其它超细粉母料的工艺简化了，表现在克服了现有技术用双螺杆造粒机组两次添加滑石粉，既麻烦加料困难又常常堵料的技术难题，不存在加料难的问题，用单螺杆造粒机组亦可生产出超细滑石粉含量达到80％的外观漂亮使用效果好的超细滑石粉母料。用户在使用该母料时，不存在堵过滤网或粉体在工程塑料中分散不均匀问题。

Description

超细滑石粉母料制造技术

本发明涉及到超细粉体技术，确切地说是超细滑石粉母料制造技术。当然，该技术也可以用于一切超细粉体母料的制造。

在现代，粉体技术是最引人注目的技术之一，在很多行业和领域都要涉及到粉体和粉体技术，可以说粉体和粉体技术是支撑当代高新技术的基础技术之一。粉体和粉体技术包含两个内容，一是粉体粒子的设计和制造。如超细粉体(指800目-4000目粉体，亦即平均粒径8-0.1μm粉体)、纳米粉体(指1-100nm，亦即0.001-0.1μm粒径的粉体)；二是粉体的处理。粉体如果不经过处理，包括纳米粉体，是无法将它加到其它物质里去的，也就无法发挥它奇特物性的独特的作用。在粉体处理技术当中，活化和制成母料技术是粉体处理的关键技术。现有的超细粉体母料制造技术，还存在技术难关，是一项正在发展中的新技术。在超细粉体中，超细滑石粉由于它片状构型的粒子结构使它在活化和制造母料技术上更有难度，而且，滑石粉的细度越细，难度越大。现有在超细滑石粉母料制造技术上，在国外和国内采用的方法是用双螺杆造粒机组制造，需要在双螺杆机筒上两次添加滑石粉，才能制造出含滑石粉量较高一些的滑石粉母料。过程是从第一加料口加入的塑料熔融后与从第二加料口加入的滑石粉混合，混合塑化后进入第三加料口与从此口加入滑石粉掺和，再经过塑化挤出出料，双螺杆的长径比需要很大，机筒很长，因为在机筒上要开两个加料口。见说明书附图

S1第一个加料斗，载体原料由此加入。S2第二个加料斗，滑石粉由此加入，这是第一次添加滑石粉。S3第三个加料斗，滑石粉由此再次加入。

这样能够制造含滑石粉量50～70％的超细滑石粉母料，若制造滑石粉含量75～80％的母料，是很难的。滑石粉细度越细，制造母料越困难。超细滑石粉经过活化后体积很大，其中空气含量很多，需要排出气体，才能往机筒里加，由于粒子很细有含有排不净的空气在内，靠自重是不能进入机筒的，需要用强制的办法才能加入机筒。粉体加入机筒，需要粒子被湿润，然后才能用塑料包覆，还要从螺筒排气口排出粒子带入的空气，而且，由于超细粒子比表面积(m²/g)大，表面能高，很容易出现粒子“结聚”现象，因此，常常出现堵塞过滤网堵料现象，加料下料成为制造超细滑石粉母料生产中的一个关键性难题，它严重地限制了母料的生产量，也影响了产品质量，用户在使用母料时分散性不好。至今尚未见到有如何解决这种技术难题的报道。

本人在2003年10月23日申请了“超细滑石粉母料制造技术”发明专利(申请号200310104892.10)，在修改完善提高时，受到很大限制，因此重新申报此专利。本发明向人们提供一种特殊的制造超细滑石粉母料技术。该技术使制造超细滑石粉母料的工艺简化了、上述的加料下料等的技术难题不存在了，制造超细滑石粉母料容易了，既使是用单螺杆挤出机，也可以生产出漂亮的超细粉体母料，例如，用此技术用单螺杆造粒机组生产出的超细滑石粉(3000目，粒径1～3μm)母料，外观漂亮，颗粒均匀美观，使用效果特别好。用该技术制造超细滑石粉母料，不但对粉体进行充分的活化处理，还要进行充分地分散性处理，活化处理也是分散处理，分散处理是进一步进行活化分散处理，是添加的分散剂量要比活化剂量多，具有包覆粉体粒子的作用，能够有效的进一步地提高粒子在塑料里的分散性，确保粉体在塑料里分散均匀。对于某种工程塑料，母料中还含有增容剂，又进一步提高分散剂的分散效果。用本技术生产的超细滑石粉母料，通过大量生产应用已经证明效果是显著的。

本发明是这样体观的，第一它分别由以下重量份的组份组成；超细滑石粉(800目～3000目)60～80份、活化剂1.5～3份、分散剂5～15份、增容剂5～15份、润滑剂2～3份、载体6～20份；第二工艺，用高速混合器活化、分散处理和混合；用单螺杆或双螺杆造粒机组造粒。

本发明各组分的性能及作用如下：

·活化剂，对于粉体来说，能使粉体粒子产生活性，增大粉体粒子与塑料相互作用能力的物质。塑料的比重一般为0.9-1.4，无机材料的比重一般为2.4-2.8，滑石粉为2.7，这种密度差异防碍了填料在塑料中的均匀分散。超细粉体粒径小，比表面积大，表面能高，颗粒之间易“结聚”，也影响了填料在塑料中均匀分散给混炼成型加工带来了困难，在制品受到外力时，在塑料与填料界面上应力集中产生空隙，加速材料的破坏或老化。为了提高填料与塑料的亲和能力，需要对填料进行活化处理。活化剂的选用是根据母料添加的塑料品种而变化，一般地说，根据活化剂的极性与被添加塑料极性相近的原则选用。比如水是有较强极性的溶剂，碳酸钙或某种滑石粉都具有亲水性，聚丙烯是非极性物质具有憎水性，二者共混相容性差，要将粉体处理成憎水性，从而提高了二者的相容性，也就提高了粉体在塑料里的分散性。活化剂是一种有机物质，如硬脂酸、偶联剂、一些单体物质等。

·分散剂，高目数(或超细)粉体必须经过分散性处理，才能往塑料里添加，否则不可避免的要出现“结聚”现象。因为超细粉体粒子很微小，比表面积大，表面能高，出现“结聚”现象也是必然的。因此，用一般方法制造超细粉体母料造不好，母料使用效果也不好。分散剂是一种低分子量物质，如齐聚物、聚乙烯蜡等，用它包覆粒子，可以使粒子不结聚，从而提高了粉体在塑料里的分散性。

·增容剂，用于增加粉体粒子与塑料的相容性和母料加入塑料后各组分之间的相容性。在超细滑石粉母料用于某些工程塑料时，如ABS、尼龙、聚碳酸酯等，要添加一部份增容剂效果就更为理想。能作为增溶剂的多为一些共聚物，如SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)等。

·润滑剂，特别是超细分体，由于粒子微小，比表面积大，表面能高，粒子之间摩擦力较大，这种摩擦力不但影响母料的熔融流动性，对机械磨损也较大，也影响加入塑料后粒子的分散性，因此，要添加适当的润滑剂。润滑剂添加量必须适宜，多了会影响混炼效果。能做为润滑剂的如硬脂酸钙、石蜡等。

·载体，母料中加入载体目的是使粉体粒子在塑料中分散更好，加入母料载体量多少，对粉体粒子分散作用是很显著的。加入的载体应与添加到的塑料同类或相容性好的塑料。有人提出“无载体母料”，在实践中是不可行的。

本发明实现后与国内外现有这方面技术相比有如下优点：

1、解决了用双螺杆造粒机组制造超细滑石粉母料存在的技术难题，表现在造粒过程不存在任何技术问题，使造粒易做易行；简化了工艺，表现在不一定必须用双螺杆造粒机组生产超细滑石粉母料，用简单的单螺杆造粒机亦可生产超细滑石粉母料。工艺范围宽，易操作，简单易行。

2、生产出来的超细滑石粉母料外观漂亮，比较现有技术生产出来的母料外观要好得多。母料的使用性能好。并能根据使用对象的要求，制造出多种型号的滑石粉母料及其他超细粉体母料。

3、能够比较容易的制造出超细粉体含量高的母料，如含超细粉体80％(重量比)的母料。

4、用户在使用该母料时，不存在堵过滤网或粉体在工程塑料中分散不均匀的问题。

下面结合实施例对发明做进一步说明：

实施例一、

配方：接配方配料

超细滑石粉(3000目，粒径1～2μm)   70份

活化剂(如偶联剂或硬脂酸)           3份

分散剂(如乙烯蜡或无规聚丙烯)      15份

润滑剂(如石蜡)                     3份

载体(如聚乙烯)                     9份

混料：将上面配好的原料先后放入高速混合器内，先后活化处理、分散性处理，然后混合均匀出料。

造粒：在单螺杆造粒机组或双螺杆造粒机组上造粒。

实施例二、

配料：按配方配料

  超细滑石粉(1250目，粒径4～6μm)  80份

  活化剂                            2份

  分散剂                           13份

  润滑剂                            3份

  载体(如聚丙烯粉)                  4份

混料和造粒工艺与实施例一同。

  实施例三、

  配方：接配方配料

  超细滑石粉(1250目，粒径4～6μm)  70份

  活化剂                            3份

  分散剂(如聚苯乙烯齐聚物等)       15份

  润滑剂                            3份

  载体(如ABS、PS或SBS)              9份

混料和造粒工艺与实施例一同。

Claims (1)

1. 本发明的特征在于，配方由以下各重量的份组成，超细滑石粉(细度800目～3000目)60～80份、活化剂1.5～3份、分散剂5～15份、增容剂5～15份、润滑剂2～3份、载体6～18份。工艺用高速混合器活化、分散性处理和混合，用单螺杆造粒机组亦可造粒。