CN107474589B - 一种改善塑料使用特性的填料的制备方法 - Google Patents

一种改善塑料使用特性的填料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，包括如下步骤：（1）原料称取、（2）改性制备、（3）干燥处理。本发明制得的填料整体结构稳定，与塑料基体成分间的相容结合强度高，能有效的提升塑料的白度、光泽度、硬度、抗老化性等，具有很好的使用价值。

Description

一种改善塑料使用特性的填料的制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种改善塑料使用特性的填料的制备方法。
背景技术
塑料是人们生活中不可缺少的材料之一，给人们的生活带来了很大的便利。在塑料的制备过程中，填料是常见的成分之一，其关联着塑料整体的强度、耐腐性、白度、光泽度等理化特性。钛白粉是现在塑料常用的填料之一，但用其制成的塑料往往存在着白度、光泽度、耐候性较差等问题，性能仍需进一步的改善。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善塑料使用特性的填料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取两种粒度不同的钛白粉，分别命名为钛白粉A和钛白粉B，所述钛白粉A的颗粒大小为50~80μm，所述钛白粉B的颗粒大小为8~15μm，所述钛白粉A和钛白粉B的质量比为3~4：1；
（2）改性制备：
a.将步骤（1）称取的钛白粉A投入到改性液中，加热保持改性液的温度为60~70℃，不断搅拌处理50~60min后得混合物备用；所述的改性液中各成分及其对应重量份为：15~20份甲基丙烯酸甲酯、6~8份聚乙烯醇、3~5份羧甲基纤维素钠、2~4份六偏磷酸钠、7~10份硅烷偶联剂、4~7份十六烷基苯磺酸钠、200~220份水；
b.将步骤（1）称取的钛白粉B放入到60Co-γ射线辐照仪中进行辐照处理，10~15min后取出备用；
c.将操作b处理后的钛白粉B投入到操作a所得的混合物中，加热保持改性液的温度为75~80℃，再次搅拌处理30~40min，完成后滤出得滤渣备用；
（3）干燥处理：
将步骤（2）所得的滤渣投入到干燥箱内进行干燥处理，待滤渣干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的搅拌处理的转速为600~700转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的60Co-γ射线辐照处理的剂量率为1~2kGy/min。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的搅拌处理的转速为1000~1100转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理的温度为80~85℃。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理时保持干燥箱内的压力为1~1.2MPa。
钛白粉是现有塑料制造中常用的填料之一，其对塑料的整体性能有不错的改善效果，但在实际制造中发现钛白粉填充时易出现团聚、分散不均匀的现象，同时与塑料基体成分间的粘结强度不高，造成填充效果不甚理想，有人通过包覆改性处理来改善钛白粉的表面活性，虽然起到了一定效果，但会影响钛白粉对于塑料光学特性等的提升，对此本发明对钛白粉填料进行了特殊的改进处理，称取了两种粒径不同的钛白粉成分，利用小颗粒的钛白粉对大颗粒的钛白粉进行包覆处理，利用钛白粉对自身进行包覆改性很好的避免了其他颗粒成分包覆带来的光学填充特性损失的问题，同时裹覆了更细粒的钛白粉颗粒对于塑料光学特性的增强效果更好，改性液处理后的大颗粒钛白粉填料的表面活性明显增强，经过60Co-γ射线辐照处理后的小颗粒钛白粉填料的表面活性基团含量和种类得到提升，能更好的接枝裹覆于改性液处理后的大颗粒钛白粉填料的表面上，最后在干燥处理时提升了干燥箱内的压力，进一步提升了裹覆改性后的钛白粉填料结构的致密性和稳定性。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明制得的填料整体结构稳定，与塑料基体成分间的相容结合强度高，能有效的提升塑料的白度、光泽度、硬度、抗老化性等，具有很好的使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取两种粒度不同的钛白粉，分别命名为钛白粉A和钛白粉B，所述钛白粉A的颗粒大小为50~80μm，所述钛白粉B的颗粒大小为8~15μm，所述钛白粉A和钛白粉B的质量比为3：1；
（2）改性制备：
a.将步骤（1）称取的钛白粉A投入到改性液中，加热保持改性液的温度为60℃，不断搅拌处理50min后得混合物备用；所述的改性液中各成分及其对应重量份为：15份甲基丙烯酸甲酯、6份聚乙烯醇、3份羧甲基纤维素钠、2份六偏磷酸钠、7份硅烷偶联剂、4份十六烷基苯磺酸钠、200份水；
b.将步骤（1）称取的钛白粉B放入到60Co-γ射线辐照仪中进行辐照处理，10min后取出备用；
c.将操作b处理后的钛白粉B投入到操作a所得的混合物中，加热保持改性液的温度为75℃，再次搅拌处理30min，完成后滤出得滤渣备用；
（3）干燥处理：
将步骤（2）所得的滤渣投入到干燥箱内进行干燥处理，待滤渣干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的搅拌处理的转速为600转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的60Co-γ射线辐照处理的剂量率为1kGy/min。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的搅拌处理的转速为1000转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理的温度为80℃。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理时保持干燥箱内的压力为1MPa。
实施例2
一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取两种粒度不同的钛白粉，分别命名为钛白粉A和钛白粉B，所述钛白粉A的颗粒大小为50~80μm，所述钛白粉B的颗粒大小为8~15μm，所述钛白粉A和钛白粉B的质量比为3.5：1；
（2）改性制备：
a.将步骤（1）称取的钛白粉A投入到改性液中，加热保持改性液的温度为65℃，不断搅拌处理55min后得混合物备用；所述的改性液中各成分及其对应重量份为：18份甲基丙烯酸甲酯、7份聚乙烯醇、4份羧甲基纤维素钠、3份六偏磷酸钠、9份硅烷偶联剂、6份十六烷基苯磺酸钠、210份水；
b.将步骤（1）称取的钛白粉B放入到60Co-γ射线辐照仪中进行辐照处理，13min后取出备用；
c.将操作b处理后的钛白粉B投入到操作a所得的混合物中，加热保持改性液的温度为78℃，再次搅拌处理35min，完成后滤出得滤渣备用；
（3）干燥处理：
将步骤（2）所得的滤渣投入到干燥箱内进行干燥处理，待滤渣干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的搅拌处理的转速为650转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的60Co-γ射线辐照处理的剂量率为1.5kGy/min。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的搅拌处理的转速为1050转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理的温度为82℃。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理时保持干燥箱内的压力为1.1MPa。
实施例3
一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取两种粒度不同的钛白粉，分别命名为钛白粉A和钛白粉B，所述钛白粉A的颗粒大小为50~80μm，所述钛白粉B的颗粒大小为8~15μm，所述钛白粉A和钛白粉B的质量比为4：1；
（2）改性制备：
a.将步骤（1）称取的钛白粉A投入到改性液中，加热保持改性液的温度为70℃，不断搅拌处理60min后得混合物备用；所述的改性液中各成分及其对应重量份为：20份甲基丙烯酸甲酯、8份聚乙烯醇、5份羧甲基纤维素钠、4份六偏磷酸钠、10份硅烷偶联剂、7份十六烷基苯磺酸钠、220份水；
b.将步骤（1）称取的钛白粉B放入到60Co-γ射线辐照仪中进行辐照处理， 15min后取出备用；
c.将操作b处理后的钛白粉B投入到操作a所得的混合物中，加热保持改性液的温度为80℃，再次搅拌处理40min，完成后滤出得滤渣备用；
（3）干燥处理：
将步骤（2）所得的滤渣投入到干燥箱内进行干燥处理，待滤渣干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的搅拌处理的转速为700转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的60Co-γ射线辐照处理的剂量率为2kGy/min。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的搅拌处理的转速为1100转/分钟。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理的温度为85℃。
进一步的，步骤（3）中所述干燥处理时保持干燥箱内的压力为1.2MPa。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，用等质量份的粒度相同的碳化钛取代钛白粉B，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（2）改性制备中的操作b处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，省去步骤（3）干燥处理中的对于干燥箱的增压处理，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有市售的钛白粉填料。
为了对比本发明效果，对上述填料进行性能测试实验，具体为：以PVC树脂为基体，分别对应添加上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对照组对应的填料，除了填料的种类不同外，添加的质量分数、其他助剂种类等其他加工条件完全相同，最后对应制成PVC塑料样条，然后对塑料样条进行性能检测，具体对比数据如下表1所示：
表1
白度（%） 光泽度（%） 拉伸强度（MPa）
实施例2 86.6 80.0 46.6
对比实施例1 83.8 77.2 44.8
对比实施例2 84.6 78.3 44.0
对比实施例3 85.2 79.1 43.5
对照组 82.7 76.8 42.3
注：上表1中所述的拉伸强度参照GB-1040-79进行测定。
由上表1可以看出，本发明方法制备的填料能有效的改善塑料的综合品质，提升了其使用性能，具有很好的推广使用价值。

Claims (5)

1.一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取两种粒度不同的钛白粉，分别命名为钛白粉A和钛白粉B，所述钛白粉A的颗粒大小为50~80μm，所述钛白粉B的颗粒大小为8~15μm，所述钛白粉A和钛白粉B的质量比为3~4：1；
（2）改性制备：
a.将步骤（1）称取的钛白粉A投入到改性液中，加热保持改性液的温度为60~70℃，不断搅拌处理50~60min后得混合物备用；所述的改性液中各成分及其对应重量份为：15~20份甲基丙烯酸甲酯、6~8份聚乙烯醇、3~5份羧甲基纤维素钠、2~4份六偏磷酸钠、7~10份硅烷偶联剂、4~7份十六烷基苯磺酸钠、200~220份水；
b.将步骤（1）称取的钛白粉B放入到60Co-γ射线辐照仪中进行辐照处理，10~15min后取出备用；所述的60Co-γ射线辐照处理的剂量率为1~2kGy/min；
c.将操作b处理后的钛白粉B投入到操作a所得的混合物中，加热保持改性液的温度为75~80℃，再次搅拌处理30~40min，完成后滤出得滤渣备用；
（3）干燥处理：
将步骤（2）所得的滤渣投入到干燥箱内进行干燥处理，待滤渣干燥至恒重后取出即可；所述干燥处理时保持干燥箱内的压力为1~1.2MPa。
2.根据权利要求1所述的一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作a中所述的搅拌处理的转速为600~700转/分钟。
3.根据权利要求1所述的一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，其特征在于，步骤（2）操作c中所述的搅拌处理的转速为1000~1100转/分钟。
5.根据权利要求1所述的一种改善塑料使用特性的填料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述干燥处理的温度为80~85℃。
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