CN101792536B - 一种无载体滑石粉母粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滑石粉，尤其涉及一种无载体滑石粉母粒的制备方法。一种无载体滑石粉母粒的制备方法，由下述步骤构成：制备添加剂：将稀释剂和粘连剂按比例混合，其中稀释剂为90％-99％，粘连剂为1％-10％；处理滑石粉：将混合的添加剂与滑石粉搅拌混合，其中添加剂为15％-35％，滑石粉为65％-85％；滑石粉成型：将混合处理过的滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1-2兆帕，挤出颗粒的直径控制在1-5mm，长径比控制在1-4，挤出的颗粒在120-180℃下烘干0.5-1.5小时得到产品；上述百分数为重量百分数。本发明的优点效果：解决了传统滑石粉使用过程中由于粉料飞扬，带来的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑石粉，尤其涉及一种无载体滑石粉母粒的制备方法。
背景技术
滑石是一种含水的具有层状结构的硅酸盐矿物，常用的是片状、鳞片状或致密块状的集合体，其结构单位层间以分子键相维系，层间断面存在离子键、共价键。两结构单元层间为层间域，不含水及阳离子，单元层间仅靠微弱的van derwaals联结，故很易解离为薄晶片。滑石粉的这种片状结构使得滑石粉填充塑料时，材料的某些性能可以得到较大的改善。首先，滑石粉可以提高填充材料的刚度和高温下抗蠕变的性能。当滑石粉颗粒按加工时物料流动方向排列时，按最小阻力的原理，其排列基本上都呈片状，由小片连成大片。因而在特定方向上材料刚度的提高是显著的。其次，滑石粉可以显著提高填充材料耐热性。片状的滑石粉在特定方向上可使材料的热变形温度提高。将滑石粉填充至聚丙烯等材料中会赋予材料尺寸稳定性好、不翘曲、热变形温度高、模量和硬度大的特点。同时，在无机填料中，滑石粉的硬度低，对机械设备磨损小。然而，在使用滑石粉的时候会带来粉料飞扬对环境形成二次污染的问题，此外若将滑石粉掺杂在树脂中制成母粒又会带来不同树脂基体间相容性差等问题，这些情况均影响了滑石粉的使用。为了充分发挥滑石粉能有效改善材料力学性能的优点，降低其使用过程中由于粉尘飞扬所造成的二次污染的危害，需要在滑石粉表面改性的基础上，开发新的生产技术消除其粉体对环境污染的危害。
添加界面增容剂：一般认为较好的界面增容剂为马来酸酐(MAH)接枝的聚合物，通常使用螺杆挤出机制得。但是，由于挤出温度高，易产生聚合物分子的断链，同时，在挤出机中停留时间短，MAH接枝反应效率低，此外还存在MAH对挤出设备的腐蚀问题，所以该种方法的工业化生产受到限制。
原位聚合表面改性：在滑石粉添加到树脂之前，使用丙烯酸类单体在其表面聚合，聚合后的产品再和树脂共混。这种方法能有效改善树脂与滑石粉的界面粘结作用，有利于滑石粉在PP基体中的分散和剥离。但是，加工工艺相对复杂。
在造粒方面，当前使用的有挤出拉条水冷、热切水冷或热切风冷挤出造粒和真空压缩造粒等技术，这些造粒技术需要在真空压缩或加热的条件下对原料进行处理，生产工艺相对复杂。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无载体滑石粉母粒的制备方法，目的是降低滑石粉的粉尘污染，使生产工艺简单化，提高母粒和应用的树脂基体间相容性。
为达上述目的，本发明一种无载体滑石粉母粒的制备方法，由下述步骤构成：制备添加剂：将稀释剂和粘连剂按比例混合，其中稀释剂为90％-99％，粘连剂为1％-10％；处理滑石粉：将混合的添加剂与滑石粉搅拌混合，其中添加剂为15％-35％，滑石粉为65％-85％；滑石粉成型：将混合处理过的滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1-2兆帕，挤出颗粒的直径控制在1-5mm，长径比控制在1-4，挤出的颗粒在120-180℃下烘干0.5-1.5小时得到产品；上述百分数为重量百分数。
所述的制备添加剂：将稀释剂、粘连剂和表面改性剂按比例混合，稀释剂为90％-98％，粘连剂为1％-8％，表面改性剂为1％-8％，上述百分数为重量百分数。
所述的稀释剂为水或水与醇和酮的一种或两种混合物。
所述的醇为乙醇、丙醇或丁醇；酮为丙酮、丁酮或环己酮。
所述的水与醇和酮的一种或两种混合物的中水为85％-95％，醇、酮或醇与酮为5％-15％。
所述的粘连剂为磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯或聚醋酸乙烯酯。
所述的磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾；硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾；硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾；硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；聚丙烯酸酯为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丁酯。
所述的表面改性剂包括硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、铝钛复合类、硼酸酯类、稀土类或硬脂酸盐。
所述的硅烷类为KH550，KH560，KH570；钛酸酯类为异丙基三羧钛酸脂，醇胺烷氧基钛酸酯，二油酰基二异辛脂磷酸酰氧基伏酸异丙酯；铝酸酯类为KR-TTS；铝钛复合类G-1，G-2；硼酸酯类SBW-1，SB-618T；稀土类为FR-3，HY-041；硬脂酸盐为硬脂酸钠，硬脂酸钾。
本发明的优点效果：解决了传统滑石粉使用过程中由于粉料飞扬，带来的环境污染问题。传统的有载体母粒和共混树脂基体间易出现相容性差等问题，而本技术生产的产品可以直接和树脂共混，且不含树脂载体，有效的避免了上述问题。产品中滑石粉的含量可以达到98％以上。挤出颗粒的直径控制在1-5mm，长径比控制在1-4，在此尺度范围内的颗粒干燥后能在包装、运输、存放等过程中保持形状，不会破碎成粉。产品在运输过程中不易粉碎，使用时能通过高速搅拌迅速分散至造粒前的300-8000目，这种无载体滑石粉母粒与橡胶、塑料等共混形成的复合材料可用于汽车、电子、石化、机械等各领域。
具体实施方式
下面结合本实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取水96kg，聚乙烯醇4kg进行混合，取混合后的添加剂20kg，300目的滑石粉80kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1兆帕，挤出颗粒的直径为3mm，长度为6mm，挤出的颗粒在150℃下烘干1小时得到产品。
实施例2
取水76.5kg，乙醇13.5kg，硅酸钠10kg进行混合，取混合后的添加剂15kg，5000目的滑石粉85kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1.5兆帕，挤出颗粒的直径为1mm，长度为4mm，挤出的颗粒在120℃下烘干0.5小时得到产品。
实施例3
取水94.05kg，丁醇4.95kg，硅酸钾1kg进行混合，其它同实施例2。
实施例4
取水83.7kg，丙酮9.3kg，聚乙烯醇4kg，硅酸钠3kg进行混合，取混合后的添加剂35kg，1000目的滑石粉65kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为5mm，长度为20mm，挤出的颗粒在180℃下烘干1.5小时得到产品。
实施例5
取丁酮10.8kg，水79.2kg，聚氨酯10kg，取混合后的添加剂30kg，2000目的滑石粉70kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为6mm，挤出的颗粒在130℃下烘干1小时得到产品。
实施例6
取水95kg，聚醋酸乙烯酯5kg进行混合，取混合后的添加剂25kg，500目的滑石粉75kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1.5兆帕，挤出颗粒的直径为4mm，长度为12mm，挤出的颗粒在160℃下烘干1.5小时得到产品。
实施例7
取水85.5kg，乙醇5kg，环己酮4.5kg，聚丙烯酸甲酯5kg进行混合，取混合后的添加剂15kg，4000目的滑石粉85kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为8mm，挤出的颗粒在170℃下烘干0.5小时得到产品。
实施例8
取水81.9kg，丙醇5kg，丙酮4.1kg，聚丙烯酸乙酯9kg进行混合，其它同实施例7。
实施例9
取水81.9kg，丁醇5kg，丙酮4.1kg，聚丙烯酸丁酯9kg进行混合，其它同实施例7。
实施例10
取水85.5kg，乙醇4.5kg，磷酸钠6kg，KH550为4kg进行混合，取混合后的添加剂15kg，3000目的滑石粉85kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为8mm，挤出的颗粒在170℃下烘干0.5小时得到产品。
实施例11
取水85.5kg，乙醇4.5kg，磷酸钾6kg，KH560为4kg进行混合，其它同实施例10。
实施例12
取水85.5kg，乙醇4.5kg，硫酸钾6kg，KH570为4kg进行混合，其它同实施例10。
实施例13
取水93.1kg，环己酮4.9kg，硫酸钠1kg，KR-TTS为1kg进行混合，取混合后的添加剂35kg，6000目的滑石粉65kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1兆帕，挤出颗粒的直径为1mm，长度为1mm，挤出的颗粒在120℃下烘干0.5小时得到产品。
实施例14
取水93.1kg，环己酮4.9kg，硼酸钠1kg，KR-TTS为1kg进行混合，其它同实施例13。
实施例15
取水93.1kg，环己酮4.9kg，硼酸钾1kg，KR-TTS为1kg进行混合，其它同实施例13。
实施例16
取水92kg，聚氨酯4kg，异丙基三羧钛酸脂为4kg进行混合，取混合后的添加剂15kg，800目的滑石粉85kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为4mm，挤出的颗粒在160℃下烘干1小时得到产品。
实施例17
取水92kg，聚氨酯4kg，醇胺烷氧基钛酸酯为4kg进行混合，其它同实施例16。
实施例18
取水92kg，聚氨酯4kg，二油酰基二异辛脂磷酸酰氧基伏酸异丙酯为4kg进行混合，其它同实施例16。
实施例19
取水98kg，硼酸钠1kg，SBW-1为1kg进行混合，取混合后的添加剂23kg，300目的滑石粉77kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为6mm，挤出的颗粒在170℃下烘干1小时得到产品。
实施例20
取水98kg，硼酸钠1kg，SB-618T为1kg进行混合，其它同实施例19。
实施例21
取水95kg，硼酸钠3kg，硬脂酸钠为2kg进行混合，取混合后的添加剂28kg，1500目的滑石粉72kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为4mm，挤出的颗粒在140℃下烘干1小时得到产品。
实施例22
取水95kg，硼酸钠3kg，硬脂酸钾为2kg进行混合，其它同实施例21。
实施例23
取水92kg，硅酸钠5kg，FR-3为3kg进行混合，取混合后的添加剂32kg，8000目的滑石粉68kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为4mm，挤出的颗粒在140℃下烘干1小时得到产品。
实施例24
取水92kg，硅酸钠5kg，HY-041为3kg进行混合，其它同实施例23。
实施例25
取水94kg，磷酸钠4kg，G-1为2kg进行混合，取混合后的添加剂15kg，500目的滑石粉85kg进行均匀搅拌混合，将混合处理过滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为2兆帕，挤出颗粒的直径为2mm，长度为4mm，挤出的颗粒在140℃下烘干1小时得到产品。
实施例26
取水94kg，磷酸钠4kg，G-2为2kg进行混合，其它同实施例25。
Claims (6)
1.一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于由下述步骤构成：制备添加剂：将稀释剂和粘连剂按比例混合，其中稀释剂为90％-99％，粘连剂为1％-10％；处理滑石粉：将混合的添加剂与滑石粉搅拌混合，其中添加剂为15％-35％，滑石粉为65％-85％；滑石粉成型：将混合处理过的滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1-2兆帕，挤出颗粒的直径控制在1-5mm，长径比控制在1-4，挤出的颗粒在120-180℃下烘干0.5-1.5小时得到产品；上述百分数为重量百分数；所述的稀释剂为水或水与醇和酮的一种或两种混合物；粘连剂为磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯或聚醋酸乙烯酯。
2.一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于制备添加剂：将稀释剂、粘连剂和表面改性剂按比例混合，稀释剂为90％-98％，粘连剂为1％-8％，表面改性剂为1％-8％，上述百分数为重量百分数；处理滑石粉：将混合的添加剂与滑石粉搅拌混合，其中添加剂为15％-35％，滑石粉为65％-85％；滑石粉成型：将混合处理过的滑石粉放入挤出机常温挤出，造粒挤出压力为1-2兆帕，挤出颗粒的直径控制在1-5mm，长径比控制在1-4，挤出的颗粒在120-180℃下烘干0.5-1.5小时得到产品；上述百分数为重量百分数；所述的稀释剂为水或水与醇和酮的一种或两种混合物；粘连剂为磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯或聚醋酸乙烯酯；所述的表面改性剂包括硅烷类、钛酸酯类、铝钛复合类、硼酸酯类、稀土类或硬脂酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于所述的醇为乙醇、丙醇或丁醇；酮为丙酮、丁酮或环己酮。
4.根据权利要求1或2所述的一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于所述的水与醇和酮的一种或两种混合物的中水为85％-95％，醇、酮或醇与酮为5％-15％。
5.根据权利要求1或2所述的一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于所述的磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾；硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾；硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾；硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；聚丙烯酸酯为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丁酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种无载体滑石粉母粒的制备方法，其特征在于所述的硅烷类为KH550，KH560，KH570；钛酸酯类为异丙基三羧钛酸酯，醇胺烷氧基钛酸酯，二油酰基二异辛脂磷酸酰氧基钛酸异丙酯，KR-TTS；铝钛复合类为G-1，G-2；硼酸酯类为SBW-1，SB-61ST；稀土类为FR-3，HY-041；硬脂酸盐为硬脂酸钠，硬脂酸钾。
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