專利名稱：一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料材料及其制備方法，尤其涉及一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯，英文縮寫為PP，CAS號(hào)9003-07_0。是一種由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。是1957年于意大利首先投入工業(yè)生產(chǎn)，是繼聚乙烯(PE)之后的又一個(gè)重要的塑料品種。它有較好的耐熱性，在135°C蒸煮IOOOh也不會(huì)被破壞，PP的比熱容、熱導(dǎo)率皆小于PE，但絕熱性優(yōu)于PE。PP屬于非極性聚合物，具有優(yōu)異的介電性和電絕緣性，電性能基本不受環(huán)境濕度及電場(chǎng)頻率的影響，在允許的工作范圍內(nèi)，溫度升高會(huì)使電性能降低，它的耐電弧性較高。PP的耐化學(xué)性良好，除強(qiáng)氧化劑對(duì)它有侵蝕作用外，其他試劑對(duì)它均無(wú)作用。在聚丙烯塑料中通常填充無(wú)機(jī)粉體，在滿足使用要求的前提下降低生產(chǎn)成本或者使材料的某些性能制得提高，目前使用量最大的是滑石粉和碳酸鈣。采用無(wú)機(jī)粉體填充可以大大降低生產(chǎn)成本，碳酸鈣是高分子復(fù)合材料中廣泛使用的無(wú)機(jī)填料。在塑料中添加碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料，可提高制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性及剛度等，并降低制品成本，但粉體不加處理加入到高分子材料中去，填料與聚合物之間存在明顯的界面，如同在基體樹脂中存在許多空洞，在外力作用下能承受外力的有效截面積減小，填充材料的力學(xué)性能變差。另外，通常生產(chǎn)過(guò)程中采用的是聚合物粒子，與無(wú)機(jī)粉料混合后成型，這樣很容易造成物料混合的不均勻，影響制品的性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一提供一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二提供上述偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法。本發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料，包括下述重量份的組分聚丙烯100份，碳酸鈣10-20份，偶聯(lián)劑0. 1-0. 3份。進(jìn)一步的，所述偶聯(lián)劑為Y -氯丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚中的一種或其混合物。優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑由下述組分按重量份組成Y-氯丙基三乙氧基硅烷10-30份、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯50-70份和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚10-30份。本發(fā)明還提供了上述偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法
(I)用偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性處理，制得改性碳酸鈣；(2)將聚丙烯和改性碳酸鈣加入混合器中攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠出造粒。進(jìn)一步的，所述表面改性處理為將偶聯(lián)劑用溶劑稀釋，然后均勻分散到碳酸鈣中，通過(guò)烘箱使溶劑完全揮發(fā)，再將烘干后的碳酸鈣用粉碎機(jī)粉碎成細(xì)粉。所述溶劑可以為乙醇、120號(hào)溶劑油、異丙醇、白油或二甲苯。所述步驟(2)中，混合器中，轉(zhuǎn)速在300-400r/min，攪拌溫度70-80°C、攪拌時(shí)間2-4分鐘，擠出機(jī)中的擠出溫度180-200°C。顯然，在本發(fā)明中為提高產(chǎn)品的其他性能，還可以適應(yīng)性地添加其他助劑，如抗氧劑、阻燃劑、著色劑和抗靜電劑等。具體的，在本發(fā)明中Y -氯丙基三乙氧基娃燒，英文名Y-chloropropyltriethoxysilane, CAS 編號(hào)5089-70-3，分子式=C9H21ClO3Si0
異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯，CAS =65345-34-8,英文名Is0pr0pyltri (dioctylphosphate)titanate。聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚，熟稱硅烷偶聯(lián)劑4140，其英文名為Polyethyleneglycol trimethoxysilylpropyl ether, CAS :98358-37_30在塑料研究和生產(chǎn)過(guò)程中，通常使用增強(qiáng)劑如碳酸鈣。這不僅能增加塑料的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本，而且還能改善塑料制品的某些性能。然而，由于無(wú)機(jī)填料與有機(jī)聚合物在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上存在著顯著的差異，兩者缺乏親和性，往往會(huì)使塑料制品的力學(xué)性能和成型加工性能受到影響。本發(fā)明通過(guò)加入偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行改性，使碳酸鈣表面由親水性變成親油性，從而能夠與聚丙烯形成緊密結(jié)合，使塑料材料性能得到提高。對(duì)偶聯(lián)劑進(jìn)行優(yōu)選，三種偶聯(lián)劑間產(chǎn)生協(xié)同增效作用，使得粘度降低，各項(xiàng)力學(xué)性能更好，具有較好的拉升強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、缺口沖擊強(qiáng)度、熱變形溫度和洛氏硬度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1按照表I中對(duì)應(yīng)實(shí)施例1數(shù)據(jù)稱取各原料。(I)將偶聯(lián)劑用偶聯(lián)劑5倍重量的溶劑二甲苯稀釋，然后均勻分散到碳酸鈣中，通過(guò)烘箱使二甲苯完全揮發(fā)，再將烘干后的碳酸鈣用粉碎機(jī)粉碎成細(xì)粉，制得改性碳酸鈣。(2)將聚丙烯和改性碳酸鈣加入混合器中攪拌，控制轉(zhuǎn)速在300-400r/min、攪拌溫度70-80°C、攪拌時(shí)間2-4分鐘，再經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度180-200°C，在10-40°C的冷水中冷卻成型，即獲得所述偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料。顯然，改性碳酸鈣的制備為本行業(yè)通用方法，采用其他方式進(jìn)行改性也能夠達(dá)到相近的效果，特別之處在于偶聯(lián)劑的優(yōu)化選擇。表1:偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料配方表單位公斤實(shí)施例1|實(shí)施例2 I實(shí)施例3 I實(shí)施例4|對(duì)比例I I空白例
權(quán)利要求
1.一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料，其特征在于，包括下述重量份的組分■ 聚丙烯100份，碳酸鈣10-20份，偶聯(lián)劑O. 1-0. 3份。
2.如權(quán)利要求1所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為Y-氯丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚中的一種或其混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑由下述組分按重量份組成Y -氯丙基三乙氧基硅烷10-30份、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯50-70份和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚10-30份。
4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)用偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性處理，制得改性碳酸鈣； (2)將聚丙烯和改性碳酸鈣加入混合器中攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠出造粒。
5.如權(quán)利要求4所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述表面改性處理為將偶聯(lián)劑用溶劑稀釋，然后均勻分散到碳酸鈣中，通過(guò)烘箱使溶劑完全揮發(fā)，再將烘干后的碳酸鈣用粉碎機(jī)粉碎成細(xì)粉。
6.如權(quán)利要求5所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法，其特征在于所述溶劑為乙醇、120號(hào)溶劑油、異丙醇、白油或二甲苯。
7.如權(quán)利要求4所述的偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，混合器中，轉(zhuǎn)速在300-400r/min，攪拌溫度70-80°C、攪拌時(shí)間2_4分鐘，擠出機(jī)中的擠出溫度180-200°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料及其制備方法。所述偶聯(lián)劑改性碳酸鈣填充聚丙烯塑料，包括下述重量份的組分聚丙烯100份，碳酸鈣10-20份，偶聯(lián)劑0.1-0.3份，優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑由γ-氯丙基三乙氧基硅烷10-30份、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯50-70份和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚10-30份組成。本發(fā)明通過(guò)加入偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行改性，使碳酸鈣表面由親水性變成親油性，從而能夠與聚丙烯形成緊密結(jié)合，使塑料材料性能得到提高。進(jìn)一步，對(duì)偶聯(lián)劑進(jìn)行優(yōu)選，使得粘度降低，各項(xiàng)力學(xué)性能更好，具有較好的拉升強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、缺口沖擊強(qiáng)度、熱變形溫度和洛氏硬度。
文檔編號(hào)C08K9/06GK103030880SQ20121011127
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者宋國(guó)新, 黃毅 申請(qǐng)人:上海韜鴻化工科技有限公司