CN102134405A - 一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种填充聚丙烯用超细滑石粉的制备方法，其特征在于，以滑石粉加水，配制成分散液，加入占滑石粉重量1～2％的偶联剂或反应性单体，进行湿法研磨，研磨介质为0.4mm～1.0mm的氧化锆锆珠，研磨完毕，陈放去水后，真空烘干制得填充聚丙烯用超细滑石粉。本发明以简易可行环保的方法，使滑石粉的超细粉碎和表面改性一体化，而且改性效果显著。同未经改性的粉体填充结果相比，具有更高的强度和刚性，冲击强度大幅度提高，同时，粉体和填充制品的白度得到了改善。

Description

一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机粉体的制备方法，特别是涉及一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法。

背景技术

滑石粉，作为最常见的硅酸盐矿，是一种优良的塑料填充剂。但滑石粉属于极性、水不溶性物质，当其分散在极性小塑料中时，因极性差异，会造成两者相容性不佳。因此对其表面进行适当处理非常有必要。一般，可通过化学反应或物理方法使其表面极性接近所填充的聚合物，或者使其表面具有可反应性的官能团，从而改善界面结合效果。

一般地，在聚合物加工中，大多选择在高速混合机中进行干法涂覆处理。使用KH-550硅烷偶联剂、硬脂酸钠表面改性滑石粉。该方法简单易行。但只起到粉体表面改性的作用。使用筒式超细振动磨研磨无机粉体，并用将表面改性剂喷至粉体表面，实现超细改性一体化。该方法得到的粒径仍比较大，15～20μm的粒径，后续需要分级处理。而且干法处理对环境污染比较大。

文献讲述了一种氧化物粉体、氢氧化物粉体、黏土矿物粉、碳酸盐粉体的表面处理方法。采用水和有机溶剂两相界面和相转移，在非极性溶剂中对无机粒子进行表面化学改性。该方法采用苯类溶剂，步骤繁杂，而且未阐述改性效果。

本发明针对以上不足，以简易可行环保的方法，使滑石粉的超细粉碎和表面改性一体化，而且改性效果显著。同未经改性的粉体填充结果相比，具有更高的强度和刚性，冲击强度大幅度提高，同时，粉体和填充制品的白度得到了改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的滑石粉超细粉碎和表面改性的方法。通过高能研磨，剪切冲击不断发生，无机粒子表面不断生成新界面，偶联剂或反应性单体与无机粉体表面充分接触，达到在良好的分散状态下发生某种理化作用，能显著提高改性的效果。具体阐述如下：

本发明提供一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法，其特征在于，以滑石粉加水，配制成分散液，加入占滑石粉重量1～2％的偶联剂或反应性单体，进行湿法研磨，研磨介质为0.4mm～1.0mm的氧化锆锆珠，研磨完毕，陈放去水后，真空烘干制得填充聚丙烯用超细滑石粉。

所述偶联剂为硅烷偶联剂；反应性单体为丙烯酸或者甲基丙烯酸或羧酸盐。

所述湿法研磨为在一密封缸体内，加入缸体积70％的研磨介质，搅拌研磨介质，剪切冲击滑石粉。

所述滑石粉粒度为4325～1250目；所述分散液浓度为100～300g/L。

附图说明

图1原滑石粉和处理后滑石粉粒径分布对比

图2原滑石粉SEM图

图3实施例1处理后的滑石粉的SEM图

图4实施例1处理后的滑石粉的红外图谱

具体实施方式

下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，在不违反本发明的宗旨条件下，本发明应不限于以下实验例具体明示内容。

实施例1

以800目滑石粉加水，配制成150g/L浓度的分散液。加入占滑石粉重量1.2％的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)，用DMQ湿法研磨机进行湿法研磨，，研磨介质为0.4mm的氧化锆锆珠，研磨转速为3375rpm，时间为2h。研磨完毕，陈放去水后，真空烘干，粉碎，所制得的滑石粉和原滑石粉的红外光谱如图四所示。从红外光谱中可以看出，经过湿法研磨和表面改性后，在1450cm^-1和880cm^-1处的峰变得更加尖锐。以1003cm^-1处的峰为Si-O-Si的伸缩振动峰为基准，计算1450cm^-1处变化，原滑石粉I₁₄₅₀/I₁₀₀₃＝0.159，处理后的滑石粉I₁₄₅₀/I₁₀₀₃＝0.646，初步推断1450cm^-1峰为CO₃ ^2-的反对称伸缩振动，880cm^-1为CO₃ ^2-的弯曲振动。说明湿法研磨过程中有CO₃ ^2-生成。

粒度分布如表1所示。

白度经WSB-3白度计测试，原滑石粉白度为48.88wb，湿法研磨改性后所得的滑石粉白度为52.60wb。

将制得的粉体加入到PP中，基本比例为滑石粉∶聚丙烯∶聚乙烯辛烯共弹性体＝20∶75∶5，液体石蜡助混，双螺杆挤出机挤出切粒，加工温度范围为180-215℃，双螺杆转速为180转/min。注塑标准样条测试，性能测试按照表2的各项标准进行。

表1原滑石粉和处理过滑石粉粒径对照

	d(0.1)	d(0.5)	D(0.9)
				原滑石粉	3.210	12.657	39.866
处理后滑石粉	2.266	6.634	16.418

实施例2

以800目滑石粉加水，配制成150g/L浓度的分散液。加入占滑石粉重量2％的丙烯酸(AA)，用DMQ湿法研磨机进行湿法研磨，研磨介质为0.4mm的氧化锆锆珠，研磨转速为3375rpm，时间为2h。研磨完毕，陈放去水后，真空烘干，粉碎，粒度分布如表2所示。

白度经WSB-3白度计测试，原滑石粉白度为48.88wb，改性后所得的滑石粉白度为50.20wb。

将制得的粉体加入到PP中，基本比例为滑石粉∶聚丙烯∶聚乙烯辛烯共弹性体＝20∶75∶5，液体石蜡助混，同时加入抗紫外剂和抗氧化剂，双螺杆挤出机挤出切粒，加工温度范围为180-215℃，双螺杆转速为180转/min。注塑标准样条测试，性能测试按照表2的各项标准进行。

表2原滑石粉和AA处理过滑石粉粒径对照

	d(0.1)	d(0.5)	D(0.9)
				原滑石粉	3.210	12.657	39.866
AA处理后滑石粉	1.937	6.040	16.467

对比例1

以800目滑石粉加入到PP中，基本比例为滑石粉∶聚丙烯∶聚乙烯辛烯共弹性体＝20∶75∶5，液体石蜡助混，双螺杆挤出机挤出切粒，加工温度范围为180-215℃，双螺杆转速为180转/min。注塑标准样条测试，性能测试按照表2的各项标准进行，测试结果对照如表3所示。

对比例2

以800目滑石粉加水，配制成150g/L浓度的分散液，用DMQ湿法研磨机进行湿法研磨，研磨介质为0.4mm的氧化锆锆珠，研磨转速为3375rpm，时间为2h。研磨完毕，陈放去水后，真空烘干，粉碎，将制得的粉体加入到PP中，基本比例为滑石粉∶聚丙烯∶聚乙烯辛烯共弹性体＝20∶75∶5，液体石蜡助混，双螺杆挤出机挤出切粒，加工温度范围为180-215℃，双螺杆转速为180转/min。注塑标准样条测试，性能测试按照表2的各项标准进行。测试结果对照如表3所示。

由表3可知，湿法研磨处理后的滑石粉填充改性PP的性能基本上均优于原滑石粉。参考对比例2和实施例可以看出，在湿法研磨的同时，进行表面改性，刚性会略有下降，抗冲性能却大幅度提高，尤其是常温下的冲击强度，提高约70％。

表3各性能测试对照标准列表

项目	标准
		拉伸强度	GB/T 1040-2006，速度50mm/min
拉伸模量	GB/T 1040-2006
		弯曲强度	GB/T 9341-2000，速度2mm/min
弯曲模量	GB/T 9341-2000
		MFR	GB/T 3682-2000，230℃，2.16kg
悬臂梁冲击强度	GB/T 1043.1-2008
		白度	GB/T 2913-1982

表4性能测试结果列表(23℃，50％)

Claims (4)

1.一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法，其特征在于，以滑石粉加水，配制成分散液，加入占滑石粉重量1～2％的偶联剂或反应性单体，进行湿法研磨，研磨介质为0.4mm～1.0mm的氧化锆锆珠，研磨完毕，陈放去水后，真空烘干制得填充聚丙烯用超细滑石粉。

2.根据权利要求1所述的一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂；反应性单体为丙烯酸或者甲基丙烯酸或羧酸盐。

3.根据权利要求1所述的一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法，其特征在于，所述湿法研磨为在一密封缸体内，加入缸体积70％的研磨介质，搅拌研磨介质，剪切冲击滑石粉。

4.根据权利要求1所述的一种填充聚丙烯用超细无机粉体的制备方法，其特征在于，所述滑石粉粒度为4325～1250目；所述分散液浓度为100～300g/L。

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