CN102585369A - 复合改性填充母料 - Google Patents

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Abstract

在塑料制品编织袋，塑料管材、塑料薄膜生产过程中，添加较大比例的填充母料可以大幅度降低产品成本，还可以改善塑料制品的性能，本发明采取了超细无机粉体(粒径≤5μm)作为填料，偶联剂改性和高分子偶联剂二次复合改性的技术方法。在生产过程中，我们采用在高速搅拌机中进行充分的分散，混合，把高填充量的超细粉体与载体树脂，各种助剂在高速搅拌机中进行予塑化。这样做出来的母料就可以达到理想的均匀分散和增韧的效果。在塑料制品中添加到25-40％，大幅度降低了产品成本，节约了原材料，制品的力学性能更加优异。

Description

复合改性填充母料
技术领域
本发明属于塑料助剂领域，主要用于塑料制品的填充改性。
背景技术
塑料改性的传统方法，通常是将所使用的填料和助剂采用直接混合的方法加入到基体树脂中进行成型加工，目前公知的填充母料一般采用细度为400至1250目左右的重质碳酸钙为填料，采用一、二种树脂为载体，采用偶联剂活性法生产的普通填充母料。产品主要是价格低廉，其添加比例低，加入塑料制品中主要起到降低成本的作用，对塑料制品的拉力、强度、韧性起到了一定的损坏作用，普通填充母料会增加制品的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种不影响塑料制品性能，同时还能降低生产成本的复合改性填充母料。
根据塑料制品生产强调复合，互补，协调作用的原理，本发明充分认识到塑料制品的加工是树脂，助剂，添加剂(填料)组成的基本原理。抛开塑料加工决不是单一的树脂加工的误区。认识到塑料制品加工是由高分子树脂，无机粉体和各种助剂组成的复合材料，它的性质由强度，刚性，韧性三个方面协调给出。其中超细无机粉体决定了塑料制品性质的好坏，和塑料制品的强度、刚性以及尺寸稳定性关系密切，同时影响制品表面光泽性、耐温性能等指标，同时超细无机粉体的使用还要兼顾经济性。填充母料的根本作用就在于发挥超细无机粉体功能性作用的同时减小它的加入带来的负面影响。如界面问题，韧性指标下降的问题等。不断增加添加比例，提高制品的力学性能，在保证制品质量和性能的前提下，降低产品成本。
随着塑料加工业的迅速发展，塑料改性技术的发展日新月异。以偶联剂为代表的塑料改性经典理论已经远远不再适应生产技术的需要。针对不同的需要，采取多种手段，正是多元复合理论的基础。在塑料改性中也不能依靠单一的方法，例如偶联剂进行塑料改性工作。本发明的做法是：根据不同的树脂，不同的塑料制品及其不同使用场合和不同种类，不同填充量的无机填料，在使用偶联剂以后，还要使用一种或几种方法进行塑料改性以达到更好的实效。本发明采取了偶联剂改性和高分子偶联剂二次复合改性的技术方法。
具体的技术方案如下：
一种复合改性填充母料，它包含无机粉体、偶联剂、分散剂、相容剂、抗氧剂、及载体树脂，以重量份计，各组分的配比为：无机粉体75-85份，偶联剂0.7-1份，分散剂4份，载体树脂添加量为15份；载体树脂的选择要与塑料制品选用的树脂相同或者相近，熔体流动速率大于制品选用的树脂；相容剂1份，抗氧剂0.5份。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：无机粉体使用的是粒径≤5μm的超细活性重质碳酸钙，其白度在98％以上，含水量小于0.3％。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂的一种。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的分散剂为硬脂酸0.15-0.25份、硬脂酸钙0.15-0.25份、精炼石蜡3.5-3.7份。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的载体树脂为与制品相匹配的聚烯烃树脂，载体树脂分为主载体树脂和其它载体树脂，主载体树脂为聚丙烯(PP)树脂，聚乙烯(HDPE)2480树脂中的一种，主载体为10-12份；其它载体树脂为3-5份，其它载体树脂与主载体树脂的对应关系如下：
当主载体为聚丙烯(PP)树脂时，其它载体树脂为聚乙烯(5000S)树脂、茂金属(MPE)树脂中的一种或两种；
当主载体为聚乙烯(HDPE)2480树脂时，其它载体树脂为聚丙烯(PP)树脂、茂金属(MPE)树脂中的一种或两种。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的相容剂为聚合物合金相容剂，它不仅能很好地改善塑料与塑料、塑料与橡胶、塑料与填料间混合时各种材料间的界面相容性，提高界面粘接强度，增强产品性能，有很好的增韧相容性，它还具有偶联剂的作用。而且还有以下性质：
①熔融指数调节功能，它可以调节两个不同牌号树脂的熔融指数，可以达到预先设定的熔融指数。
②光亮性：它可以增加制品表面的光亮性。
③偶联性：它还具有类似偶联剂的性质，特别是对于填充量大的制品效果最好。所以在本专利技术母料中我们增加了聚合物合金相容剂，取得理想的效果。
上述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的抗氧剂为168-1010抗氧剂、168-1076抗氧剂其中一种。
本发明采用超细无机粉体作为填料，超细粒子与大粒径粒子相比，它的表面缺陷少，非配对原子多，与聚合物发生物理或化学结合的可能性大，因而增强了粒子与基体的界面粘合，故能承担一定的载荷。超细粒子存在基体中受冲击时会产生更多的微开裂，吸收更多的冲击能，使材料不至于破坏，达到了增韧的目的。超细无机粉体的使用使粉体小尺寸效应，量子效应，表面粒子聚集，表面原子处于高度活化状态，与聚合物的界面相互作用，对塑料制品的性能、成本的影响相对于普通大颗粒无机粉体产生了质的不同。
本发明中的一个重要内容是相容性理论，各种树脂本身相容性相差很大，有的相容，有的部分相容，有的不相容。如果违背了相容性原则，就会出现失败。所以对于两种或两种以上的树脂共混，如果相容性不好，必须采取措施，或者更换树脂，或者改善其相容性，本发明超细复合改性填充母料针对各种树脂共混相容的需要，即增加一种相容剂(高分子偶联剂)对粉体填料进行复合再次改性，更好地促进基体材料和粉体构成的复合材料的增韧效果。
本发明采用充分混合分散的予塑化技术生产制备：
本发明产品主要使用高速搅拌机和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机主要是直线运动，主要担负混合，混炼，塑化的作用。完全依靠它来进行分散，混合，效果不好，特别对于高填充材料。因此我们采用在高速搅拌机中进行充分的分散，混合，把高填充量的超细粉体与载体树脂，各种助剂在高速搅拌机中进行予塑化。即加热到160℃以下，把载体树脂完全熔化了，充分包覆了粉体，即使填充量达到80％也一样可以完全包覆粉体。这样的物料经过粉碎后再进入挤出机混炼，塑化，这样做出来的母料就可以达到理想的均匀分散的效果。
具体实施方式
实施例1
实施例1中，本发明的复合改性填充母料应用于聚丙烯塑料编织袋的生产。
本实施例的方案如下：
一种复合改性填充母料，它包含超细无机粉体、偶联剂、分散剂、相容剂、抗氧剂、及载体树脂，以重量份计，各组分的配比为：无机粉体80份，无机粉体使用的是粒径≤5μm的超细活性重质碳酸钙，其白度在98％以上，含水量小于0.3％；偶联剂1份，偶联剂为铝酸酯偶联剂；分散剂4份，分散剂为硬脂酸0.2份、硬脂酸钙0.2份、精炼石蜡3.6份；载体树脂添加量为15份，主载体树脂为聚丙烯(PP)树脂，用量为12份，其它载体树脂为聚乙烯(5000S)树脂2份及茂金属(MPE)树脂1份；载体树脂的选择要与塑料制品选用的树脂相同或者相近，熔体流动速率大于制品选用的树脂；聚合物合金相容剂1份，抗氧剂0.5份抗氧剂为168-1010抗氧剂。
上述方案的复合改性填充母料应用于聚丙烯塑料编织袋的生产，填充量为25％，在安徽安远塑胶股份有限公司现场试验，经过拉丝、圆织、制袋、印刷，生产出的编织袋进行外观和物理性能检测，结果见下表。
Figure BSA00000672037900051
检测结论：依据GB/T8947-1998复合塑料编织袋标准检验，添加量高达25％复合改性填充母料，符合该标准，应用本发明复合改性填充母料生产出来的塑料编织袋各项指标合格。
使用复合改性填充母料生产塑料编织袋，添加比列大，制品质量稳定，具有明显的经济效益，节约原材料。而且粉尘小，保护环境，有利于操作人员的身心健康，而且对设备的磨损小，有利于设备的长周期运行，具有较好的经济效益和社会效益，值得大力推广和应用。

Claims (7)

1.一种复合改性填充母料，它包含无机粉体、偶联剂、分散剂、相容剂、抗氧剂、及载体树脂，以重量份计，各组分的配比为：无机粉体75-85份，偶联剂0.7-1份，分散剂4份，载体树脂添加量为15份；载体树脂的选择要与塑料制品选用的树脂相同或者相近，熔体流动速率大于制品选用的树脂；相容剂1份，抗氧剂0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：无机粉体使用的是粒径≤5μm的超细活性重质碳酸钙，其白度在98％以上，含水量小于0.3％。
3.根据权利要求2所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂的一种。
4.根据权利要求2所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的分散剂为硬脂酸0.15-0.25份、硬脂酸钙0.15-0.25份、精炼石蜡3.5-3.7份。
5.根据权利要求2所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的载体树脂为与制品相匹配的聚烯烃树脂，载体树脂分为主载体树脂和其它载体树脂，主载体树脂为聚丙烯(PP)树脂，聚乙烯(HDPE)2480树脂中的一种，主载体为10-12份；其它载体树脂为3-5份，其它载体树脂与主载体树脂的对应关系如下：
当主载体为聚丙烯(PP)树脂时，其它载体树脂为聚乙烯(5000S)树脂、茂金属(MPE)树脂中的一种或两种；
当主载体为聚乙烯(HDPE)2480树脂时，其它载体树脂为聚丙烯(PP)树脂、茂金属(MPE)树脂中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的相容剂为聚合物合金相容剂。
7.根据权利要求6所述的一种复合改性填充母料，其特征在于：所述的抗氧剂为168-1010抗氧剂、168-1076抗氧剂其中一种。
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