CN1817955A - 高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，制造改性母料配方按重量份如下：滑石粉(1250目～2500目)70份、活化剂1～2份，增韧剂4～6份，分散剂4～8份，滑润剂2～4份，载体10～15份。将上面制成的母料同聚丙烯混合，混合比例按重量百分比为：母料35～45％、聚丙烯55～65％。用本发明材料生产的扁丝，不但各项主要力学性能指标达到国家标准要求。扁丝产品还具有手感柔韧性好、长度收缩率低、外观洁白表面光滑等特点。一般聚丙烯扁丝长度收缩率为4～5％，本发明材料为3％以下，提高了扁丝成品收率；扁丝手感柔韧性好，即光滑柔而不软，也就是提高了扁丝制品的质量。

Description

高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料
技术领域
本发明涉及高分子材料(塑料)增强改性技术领域和粉体技术领域，特别是高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料。
背景技术
生产扁丝的原材料，众所周知，对其要求是：分子量分布要窄，以免扁丝“起毛”，材料的大分子链受力易于取向，以确保生产出的扁丝有足够的拉伸强度。为了提高生产工艺性(增粘)和扁丝透光好看，添加少量的碳酸钙母料(一般添加3～8％)。对于在扁丝材料中添加高含量的无机粉体在技术上是否可行？现在，在国内外，还未发现有人涉足这个课题，在国内外资料上也未见到报导。本发明正是高含量超细滑石粉改性聚丙烯做扁丝材料，试验证明不但在技术上可行，而且还能提高扁丝的质量，扁丝的韧性提高，扁丝的长度回收率降低了，一般的聚丙烯扁丝生产后，在长度上要收缩4～5％，本发明材料制造的扁丝长度收缩率在3％以下，扁丝洁白、表面光滑、手感柔韧。
发明内容
本发明的目的是提供一种高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，该材料主要用于生产聚丙烯扁丝，达到既降低材料成本，又提高扁丝产品性能的目的。
高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料配方：
(1)、制造改性母料配方如下，按重量份配比：
滑石粉(1250目～2500目)70份、活化剂1～2份，增韧剂4～6份，分散剂4～8份，滑润剂2～4份，载体10～15份。
配方中各组份的性质和作用如下：
滑石粉：选用1250目～2500目比较适宜，粉体必须处理好。否则在拉扁丝时会有粉尘出现。
活化剂：选用铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂，用于活化滑石粉，提高滑石粉表面的活性。
增韧剂：选用聚乙烯、分子量较高的线性低密度聚乙烯(熔体指数<1g/10min>、或POE(乙烯-辛烯共聚物)中的一种或两种以上，利用二者的协同作用增韧聚丙烯。
分散剂：选用聚丙烯蜡，用于包覆滑石粉粒子，提高粉体在塑料中的分散性，同时也进一步防止超细粉体粒子“团聚”。
滑润剂：选用硬脂酸钙、硬脂酸，用于提高粉体粒子的滑润性，有利于粉体粒子随大分子链牵伸取向。
载体：选用聚丙烯。
将上面原料制成母料备用。
(2)、将上面制成的母料同聚丙烯混合，混合比例按重量百分比为：母料35～45％+聚丙烯55～65％。混合后，用双螺杆造粒机组造粒即为“高含量滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料”。
本发明利用超细滑石粉、弹性体和线性低密度聚乙烯的协同作用，增韧聚丙烯。试验证明三者适当配比，对聚丙烯增韧有明显的协同作用。
高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料机理：
研究了扁丝产品的特点，知道对扁丝原材料要求是，分子量分散要窄。以免扁丝“起毛”；材料的大分子链受力易于取向，以确保生产出的扁丝有足够的拉伸强度。当然，材料分子量要大一些，重均分子量8～12万比较适宜，即使材料有一定的成行性，又使材料有一定的工艺流动性(熔体指数2～4g/10min)为了扁丝透光和扩大一些材料的非晶部分，还添加少量的碳酸钙母料(一般添加量3～8％)，扩大非晶部分是为了提高一点可加工性。向材料中添加高含量粉体能不能制造扁丝？生产出的扁丝性能指标行不行？就要看看高含量粉体添加进去对上述材料的性能有没有影响，影响有多大，首先要从机理上有一个可行的思考。添加高含量粉体对材料的分子量和分子量分布不会产生影响。对材料的大分子链受力易取向性影响会是很大的。高分子材料(塑料)受到单向牵伸时，不论结晶性或非结晶性材料的大分子链，都要沿牵伸方向有序排列，同时提高材料在这个方向上的拉伸强度。大分子链有序排列的过程是大分子链的相对移动或滑移过程，在分子链中间含有粉体粒子，一定会影响分子链的移动。所以，考虑到这个因素我们选用了超细滑石粉粉体，它不但是超细粒子，而且它的粒子还是薄片状。研究中我们发现，这种分散在分子链之间薄片状小粒子，也能够随着大分子链的取向而取向，滑石粉本身就有润滑性，再用较好的处理技术进行处理后，薄片状的滑石粉粒子随大分子链很好地取向，经过处理的滑石粉粒子有相当的活性，分散在分子链之间也不会减小分子间的范德华力。因此，添加高含量的滑石粉对聚丙烯大分子链受力取向影响很小。在技术上应该是可行的。扁丝是单向牵伸(或单轴取向)成型制品，聚丙烯大分子链被牵伸有序排列后，随着温度的逐渐降低到室温，伸长的大分子链还要回缩一些。在客观上表现为扁丝回缩，一般聚丙烯扁丝长度收缩率为4～5％。但是，在大分子链之间填有大量的滑石粉粒子，就有效的阻碍大分子链在室温下的收缩。因此，用本发明材料生产扁丝，扁丝的收缩率降低到3％以下。超细滑石粉对聚丙烯还具有增韧作用，刚性粒子和弹性体粒子联合增韧作用的理论已有论述，本发明不在阐述。此外，滑石粉的片状取向作用，对材料增韧作用也是很明显的，因为高分子材料(塑料)大分子链的取向作用使材料的强度、弹性模量和韧性明显提高。
本发明实现后与现有聚丙烯扁丝材料相比优点如下：
1、用本发明材料生产的扁丝，不但各项主要力学性能指标达到国家标准要求。扁丝产品还具有手感柔韧性好、长度收缩率低、外观洁白表面光滑等特点。一般聚丙烯扁丝长度收缩率为4～5％，本发明材料为3％以下，提高了扁丝成品收率；扁丝手感柔韧性好，即光滑柔而不软，也就是提高了扁丝制品的质量。
2、降低了扁丝的成本，为企业创造可观的经济效益。扁丝含有30％滑石粉，滑石粉价格每吨不超过2千元，聚丙烯每吨1.1万元，代替了30％的聚丙烯，显著地降低了扁丝的成本。
3、为国家创造了可观的社会效益。编织袋产品，在我们国家应用非常普遍，生产厂家到处可见，就聚丙烯塑料而言，我国需要进口一部分才能满足需要。本发明实现后，每使一吨材料就能节省300公斤聚丙烯，能为国家节省大量的聚丙烯塑料。众所周知，塑料是由石油生产的，石油是国家的战略资源，本技术发明即可大量节省昂贵的石油，又将价格低廉的滑石资源价值提高将近10倍。因此，通过自主创新，达到节省能源消耗的目标，为建立节约型社会做出积极贡献。
4、为我国滑石资源的应用开发开辟了新的途径。向聚丙烯中添加高含量滑石粉制造扁丝，在世界上尚数首例，因此，本发明技术实施后，将能推动我国滑石深加工产业的发展。
具体实施方式
实施例1：制造改性母料配方如下，按重量份配比：
滑石粉(1250目)            70份
铝酸酯偶联剂              1份
POE                       3份
聚乙烯                    3份
硬脂酸                    3份
聚丙烯蜡                                    4份
聚丙烯                                      10份
混料：将滑石粉和偶联剂放入高速混合器中进行活化处理15分钟，然后放入其它材料混合均匀出料。
造粒：将上面混合好的原料放入造粒机组的料斗内，进行造粒，造出的母料备用。
制造扁丝材料：母料40％+聚丙烯60％进行混合，然后放入造粒机组料斗内进行造粒，造出的颗粒即为“高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料”。
实施例2：制造改性母料配方如下，按重量份配比：
滑石粉(1800目)            75份
硅烷偶联剂                2份
POE                       2份
线性低密度聚乙烯          2份
硬脂酸钙                  4份
聚丙烯蜡                  6份
聚丙烯                    12份
制造扁丝材料：母料35％+聚丙烯55％进行混合，然后放入造粒机组料斗内进行造粒，造出的颗粒即为“高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料”。工艺同实施例1。
实施例3：
实施例2：制造改性母料配方如下，按重量份配比：
滑石粉(2500目)            80份
硅烷偶联剂                2份
POE                       2份
线性低密度聚乙烯          3份
硬脂酸                    2份
聚丙烯蜡                  8份
聚丙烯                    15份
制造扁丝材料：母料45％+聚丙烯65％进行混合，然后放入造粒机组料斗内进行造粒，造出的颗粒即为“高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料”。工艺同实施例1。

Claims (6)

1、高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于制造改性母料配方按重量份如下：滑石粉(1250目～2500目)70-80份、活化剂1～2份，增韧剂4～6份，分散剂4～8份，滑润剂2～4份，载体10～15份。
将上面制成的母料同聚丙烯混合，混合比例按重量百分比为：母料35～45％、聚丙烯55～65％。
2、根据权利要求1所述的高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于：所述的活化剂选用铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
3、根据权利要求1所述的高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于：所述的增韧剂选用聚乙烯、分子量较高的线性低密度聚乙烯、或乙烯—辛烯共聚物POE中的一种或两种以上。
4、根据权利要求1所述的高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于：所述的分散剂选用聚丙烯蜡。
5、根据权利要求1所述的高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于：所述的滑润剂选用硬脂酸钙或硬脂酸。
6、根据权利要求1所述的高含量超细滑石粉增韧聚丙烯扁丝材料，其特征在于：所述的载体选用聚丙烯。
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