CN104448482A - 一种聚烯烃填充母料及其制备方法 - Google Patents

一种聚烯烃填充母料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚烯烃填充母料，包括硅酸盐水泥粉体；优选地，所述硅酸盐水泥粉体为标号为32.5或42.5的硅酸盐水泥粉体。本发明还提供其制备方法。本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。具有良好的力学性能和分散性能,可以广泛使用于塑料排水管道和土工塑料制品中。具有较好的实用价值。

Description

一种聚烯烃填充母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃填充母料及其制备方法。
背景技术
聚烯烃填充母料是二十世纪九十年代兴起的一种高分子改性材料,是塑料制品生产的重要填充助剂。对于降低生产成本,改进塑料制品性能具有重要作用。目前生产聚烯烃填充母料的粉体主要是碳酸钙方解石和滑石粉,但是,滑石粉矿储量较少,价格较高,使用最多的是碳酸钙方解石粉体,由于开采量大,优质的方解石矿资源逐渐减少。聚烯烃填充母料的制备原料来源问题受到了阻碍，需要尽快寻找到能够替代的原料。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚烯烃填充母料，为此，本发明还提供其制备方法。
本发明是采用硅酸盐水泥粉体作为填充料来生产聚烯烃填充母料。
矿产资源量最大的是石灰石矿,其中主要是用于生产建材用的硅酸盐水泥,水泥生产规模大,成本低,价格低廉。一般常用硅酸盐水泥标号是32.5或42.5,价格与碳酸钙方解石同样细度(目数)差不多,为每吨250--350元。硅酸盐水泥比重为3.1,方解石比重为2.7,略高一些,差距不大。
而硅酸盐水泥是用石灰石(约占60-70%)和硅石、粘土等原料经高温锻烧(1400℃)生成硅酸三钙和硅酸二钙,即熟料，再加入适量石膏磨细而成。其主要化学成分为氧化钙(约占60%),二氧化硅(20%),石膏以及三氧化二铁,三氧化二铝等组成。硅酸盐水泥粉体主要由非金属矿物组成,本申请人通过将其改性处理，制备得到聚烯烃填充母料，使之能够均匀分散填充进塑料制品中去。
其中，硅酸盐水泥粉体优选为标号为32.5或42.5中的一种；标号32.5或42.5的水泥细度为300-400目粉体，更适用于塑料管材或注塑制品填充使用。
本发明的聚烯烃填充母料的配方由以下重量份的各组分制备而成：
硅酸盐水泥粉体          70-80份；
树脂                    10-12份；
偶联剂                  1-3份；
润滑剂                  4-8份；
分散剂                   2-4份。
优选地，树脂为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯中的一种。
优选地，润滑剂为硬脂酸和石蜡；进一步地，硬脂酸为1-3份，石蜡为3-5份。
优选地，偶联剂为铝酸酯偶联剂，熔点为65-70℃。
优选地，分散剂为聚乙烯蜡，分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
本发明还提供上述聚烯烃填充母料的制备方法，步骤如下：首先将硅酸盐水泥粉体高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后加入偶联剂搅拌，进行改性处理,再加入树脂、润滑剂、分散剂搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼挤出 ,风冷至室温，热切造粒，即得到聚烯烃水泥填充母料。
进一步地，聚烯烃填充母料的制备方法，步骤如下：首先将硅酸盐水泥粉体加入到高速搅拌机锅内高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后将铝酸酯偶联剂倒入锅内,700-800转/分搅拌5分钟改性处理,再将低密度聚乙烯树脂,石蜡,硬脂酸,聚乙烯蜡倒入锅内搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼（螺杆转速100-200转、切粒转速60-100转）挤出 ,风冷至室温，热切造粒（没有目数要求），即得到聚烯烃水泥填充母料。
本发明的聚烯烃填充母料的有益效果为：
(1)用硅酸盐水泥粉体作塑料母料填充料,原料丰富,成本低廉。
(2)硅酸盐水泥经过高温煅烧,具有较高活性,而且水分含量低,改性效率高,可达98%以上,分散性能优良,具有较好的加工流动性。
(3)硅酸盐水泥粉体中氧化钙占60%,遇水可生成氢氧化钙,具有较强的吸湿功能。在使用含有水分的再生塑料加工时,可不用加消泡剂,制品表面光洁,无气孔,平滑光亮,塑化良好。
(4)由于硅酸盐水泥中含有约20%的二氧化硅成分,具有一定的补强作用,有利于提高塑料制品的强度。特别在用于填充大口径（200mm-800mm）塑料排水管道,可以提高其环刚度；使用本发明的聚烯烃填充母料填充大口径塑料排水管道比使用普通碳酸钙母料可以提高环钢度5%-10%。
(5)由于硅酸盐粉体颜色是灰白色的,故生产出来的水泥母料呈暗灰白色,不适合用于生产白色或彩色的塑料制品。比较适用于排水管道和土工塑料制品,如黑色的大口径波纹排水管道,防渗的土工黑膜等。
（6）本发明的聚烯烃填充母料具有良好的力学性能和分散性能,可以广泛使用于塑料排水管道和土工塑料制品中，具有较好的实用价值。
（7）本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。
（8）使用时，可按5-20%比例添加到塑料挤出机中，在各种塑料管材、土工塑料制品或注塑制品中使用。本发明的聚烯烃填充母料易吸潮，必须干燥保存。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
实施例1
本发明的聚烯烃填充母料的配方如下：
标号为32.5的硅酸盐水泥粉体           75kg；
铝酸酯偶联剂                          1kg；
硬脂酸                                1kg；
石蜡                                  3kg；
聚乙烯蜡                              2kg；
低密度聚乙烯树脂                      10kg。
铝酸酯偶联剂的熔点为65-70℃；
聚乙烯蜡的分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
本发明的聚烯烃填充母料的制备方法为：
首先将硅酸盐水泥粉体加入到高速搅拌机锅内高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后将铝酸酯偶联剂倒入锅内,800转/分搅拌5分钟改性处理,再将低密度聚乙烯树脂,石蜡,硬脂酸,聚乙烯蜡倒入锅内搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼（螺杆转速100转、切粒转速100转）挤出 ,风冷至室温，热切造粒（没有目数要求），即得到聚烯烃水泥填充母料。
经检测，本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。
使用时，按5%的比例添加到塑料挤出机中，在各种塑料管材、土工塑料制品或注塑制品中使用。本发明的聚烯烃填充母料易吸潮，必须干燥保存。
对比试验：
1、本发明实施例1制备得到的聚烯烃填充母料；
2、采用实施例1的方法以碳酸钙为主要原料制备得到的聚烯烃填充母料；
采用上述两种填充母料分别填充大口径塑料排水管道，发现对比1较对比2填充得到的排水管道的环钢度提高5%。
实施例2
本发明的聚烯烃填充母料的配方如下：
标号为32.5的硅酸盐水泥粉体            70kg；
铝酸酯偶联剂                           2kg；
硬脂酸                                 2kg；
石蜡                                   4kg；
聚乙烯蜡                               3kg；
高密度聚乙烯树脂                       11kg。
铝酸酯偶联剂的熔点为65-70℃；
聚乙烯蜡的分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
本发明的聚烯烃填充母料的制备方法为：
首先将硅酸盐水泥粉体加入到高速搅拌机锅内高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后将铝酸酯偶联剂倒入锅内,750转/分搅拌5分钟改性处理,再将低密度聚乙烯树脂,石蜡,硬脂酸,聚乙烯蜡倒入锅内搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼（螺杆转速150转、切粒转速80转）挤出 ,风冷至室温，热切造粒（没有目数要求），即得到聚烯烃水泥填充母料。
经检测，本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。
使用时，按10%的比例添加到塑料挤出机中，在各种塑料管材、土工塑料制品或注塑制品中使用。本发明的聚烯烃填充母料易吸潮，必须干燥保存。
对比试验：
1、本发明实施例2制备得到的聚烯烃填充母料；
2、采用实施例2的方法以碳酸钙为主要原料制备得到的聚烯烃填充母料；
采用上述两种填充母料分别填充大口径塑料排水管道，发现对比1较对比2填充得到的排水管道的环钢度提高8%。
实施例3
本发明的聚烯烃填充母料的配方如下：
标号为42.5的硅酸盐水泥粉体             80kg；
铝酸酯偶联剂                            3kg；
硬脂酸                                  3kg；
石蜡                                    5kg；
聚乙烯蜡                                4kg；
聚乙烯树脂                              12kg。
铝酸酯偶联剂的熔点为65-70℃；
聚乙烯蜡的分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
本发明的聚烯烃填充母料的制备方法为：
首先将硅酸盐水泥粉体加入到高速搅拌机锅内高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后将铝酸酯偶联剂倒入锅内,700转/分搅拌5分钟改性处理,再将低密度聚乙烯树脂,石蜡,硬脂酸,聚乙烯蜡倒入锅内搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼（螺杆转速200转、切粒转速60转）挤出 ,风冷至室温，热切造粒（没有目数要求），即得到聚烯烃水泥填充母料。
经检测，本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。
使用时，按20%的比例添加到塑料挤出机中，在各种塑料管材、土工塑料制品或注塑制品中使用。本发明的聚烯烃填充母料易吸潮，必须干燥保存。
对比试验：
1、本发明实施例3制备得到的聚烯烃填充母料；
2、采用实施例3的方法以碳酸钙为主要原料制备得到的聚烯烃填充母料；
采用上述两种填充母料分别填充大口径塑料排水管道，发现对比1较对比2填充得到的排水管道的环钢度提高10%。
实施例4
本发明的聚烯烃填充母料的配方如下：
标号为42.5的硅酸盐水泥粉体          70kg；
铝酸酯偶联剂                          2kg；
硬脂酸                                1kg；
石蜡                                  3kg；
聚乙烯蜡                              3kg；
低密度聚乙烯树脂                      10kg。
铝酸酯偶联剂的熔点为65-70℃；
聚乙烯蜡的分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
本发明的聚烯烃填充母料的制备方法为：
首先将硅酸盐水泥粉体加入到高速搅拌机锅内高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后将铝酸酯偶联剂倒入锅内,720转/分搅拌5分钟改性处理,再将低密度聚乙烯树脂,石蜡,硬脂酸,聚乙烯蜡倒入锅内搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼（螺杆转速120转、切粒转速70转）挤出 ,风冷至室温，热切造粒（没有目数要求），即得到聚烯烃水泥填充母料。
经检测，本发明制备得到的聚烯烃填充母料符合中华人民共和国行业标准填充母料QB1126-1991规定的各项性能指标。
使用时，按8%的比例添加到塑料挤出机中，在各种塑料管材、土工塑料制品或注塑制品中使用。本发明的聚烯烃填充母料易吸潮，必须干燥保存。
对比试验：
1、本发明实施例1制备得到的聚烯烃填充母料；
2、采用实施例1的方法以碳酸钙为主要原料制备得到的聚烯烃填充母料；
采用上述两种填充母料分别填充大口径塑料排水管道，发现对比1较对比2填充得到的排水管道的环钢度提高6%。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种聚烯烃填充母料，其特征在于：所述聚烯烃填充母料包括硅酸盐水泥粉体。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述硅酸盐水泥粉体为标号为32.5或42.5的硅酸盐水泥粉体。
3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述聚烯烃填充母料由以下重量份数的各组分制备而成：
硅酸盐水泥粉体          70-80份；
树脂                    10-12份；
偶联剂                  1-3份；
润滑剂                  4-8份；
分散剂                  2-4份。
4.根据权利要求3所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述树脂为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯中的一种。
5.根据权利要求3所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸和石蜡。
6.根据权利要求3所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述硬脂酸为1-3份，石蜡为3-5份。
7.根据权利要求3所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，熔点为65-70℃。
8.根据权利要求3所述的聚烯烃填充母料，其特征在于：分散剂为聚乙烯蜡，分子量为2000-4000，熔点为100-105℃。
9.权利要求1-8任一所述的聚烯烃填充母料的制备方法，其特征在于：步骤如下：首先将硅酸盐水泥粉体高速搅拌直至加热到110℃,烘干水泥粉体中的水分,然后加入偶联剂搅拌，进行改性处理,再加入树脂、润滑剂、分散剂搅拌,等到树脂基本熔化后放出再加入到平行双螺杆挤出机内加热塑化,混炼挤出 ,风冷至室温，热切造粒，即得到聚烯烃水泥填充母料。
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