一種用于pvc管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料及其制備方法
【專利摘要】一種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料,由下列重量份的原料制成：氧化鏑2-3、琥珀酸二丁酯2-3、癸二酸2-4、氮化硼3-4、納米氧化鐵3-5、二氧化硅4-6、三聚磷酸二氫鋁3-5、羊毛脂3-5、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷1-1.5、泊洛沙姆0.3-0.4、氣相三氧化二鋁5-7、三氧化二銻2-3、輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140；本發(fā)明填料表面改性均勻，增加了有機(jī)性，疏水性好，補(bǔ)強(qiáng)性能好；通過(guò)添加氣相三氧化二鋁，能夠提高填料的流動(dòng)性，增加PVC的防靜電性能；通過(guò)添加二氧化硅、氮化硼、氧化鏑、三氧化二銻，增加了PVC的耐磨性、耐熱性和阻燃性；本發(fā)明助劑能增加碳酸鈣在PVC中的浸潤(rùn)性，減少了PVC的缺陷。
【專利說(shuō)明】-種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工領(lǐng)域，特別涉及一種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料及其制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳酸鈣是一種被廣泛使用的無(wú)機(jī)填料，可應(yīng)用到塑料制品、橡膠制品、涂料、膠黏 劑等中，特別是輕質(zhì)碳酸鈣，對(duì)PVC塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用，能提高制品的硬 度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性 可以提高，由于碳酸鈣白度在90%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。 但碳酸鈣的親水性強(qiáng)，若不進(jìn)行表面改性，則在聚合物制品的加工過(guò)程中與聚合物基體的 相容性差，非常容易團(tuán)聚，甚至因?yàn)閳F(tuán)聚而形成結(jié)構(gòu)缺陷，所以碳酸鈣粒子在應(yīng)用到聚合物 材料中之前，必須對(duì)其表面進(jìn)行改性，完成由親水性至親油性的適當(dāng)轉(zhuǎn)變。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳酸鈣的表面改性主要有兩個(gè)途徑，①使顆粒微細(xì)或超微細(xì)化；② 改進(jìn)碳酸鈣的表面性能，使其由無(wú)機(jī)性向有機(jī)性轉(zhuǎn)變，提高與有機(jī)聚合物的相容性。然而微 細(xì)化的碳酸鈣容易團(tuán)聚，而且無(wú)法改變其表面親水疏油的性能。碳酸鈣的表面改性包括局 部反應(yīng)改性和表面包覆改性，高能表面改性和機(jī)械化學(xué)改性等方式，但是目前PVC塑料工 業(yè)發(fā)展迅速，人們對(duì)復(fù)合材料的需求不斷增長(zhǎng)，碳酸鈣表面改性已成為深加工技術(shù)之一，從 而進(jìn)一步改善碳酸鈣的吸油性、分散性、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉 性等一系列性能，以滿足不斷進(jìn)步的PVC塑料工業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料及其制備方法，該填 料表面改性均勻，增加了有機(jī)性，疏水性好，補(bǔ)強(qiáng)性能好，能夠增加 PVC的防靜電性能，增加 了 PVC的耐磨性、耐熱性和阻燃性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：氧化鏑 2-3、琥珀酸二丁酯2-3、癸二酸2-4、氮化硼3-4、納米氧化鐵3-5、二氧化硅4-6、三聚磷酸 二氫鋁3-5、羊毛脂3-5、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷1-1. 5、泊洛沙姆0. 3-0. 4、氣相三氧化二鋁 5-7、三氧化二銻2-3、輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140 ; 所述助劑由下列重量份的原料制成：硬脂酸鈉〇. 04-0. 06、碳酸鈉0. 01-0. 03、碳酸氫 鈉0. 02-0. 03、苯丙乳液0. 4-0. 5、馬來(lái)酸二辛酯2-3、聚烯烴彈性體0. 1-0. 2、乙烯-醋酸乙 烯共聚物〇. 1-0. 2、白土 3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0. 01-0. 02、E-12環(huán)氧樹(shù)脂0. 1-0. 2、 二甘醇0. 2-0. 3、二甲基丙烯酸乙二醇酯0. 3-0. 4、淀粉微球0. 4-0. 6、水8-11 ;制備方法為： 將聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來(lái)酸二辛酯、E-12環(huán)氧樹(shù)脂、二甘醇、二甲基丙 烯酸乙二醇酯混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得?fù)合劑；將苯丙乳液、硬脂酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入白土、淀粉微球，攪拌 20-30分鐘，烘干粉碎成白土粉末，再加入復(fù)合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫下靜置，至 復(fù)合劑慢慢滲透至所述白土粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0006] 所述的用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將二氧化硅粉碎，過(guò)100目篩，得二氧化硅粉末； (2) 將泊洛沙姆加入水中，攪拌均勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鏑、氮化硼、三氧化二銻、 三聚磷酸二氫鋁、二氧化硅粉末，在3000-4000轉(zhuǎn)/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物料； (3) 將琥珀酸二丁酯、癸二酸羊毛脂、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷加入到第（2)步得到的物 料中，加熱至80-90°C，在7000-9000轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (4) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（3)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
[0007] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明填料表面改性均勻，增加了有機(jī)性，疏水性好，補(bǔ)強(qiáng)性能好；通過(guò)添加氣相三氧 化二鋁，能夠提高填料的流動(dòng)性，增加 PVC的防靜電性能；通過(guò)添加二氧化硅、氮化硼、氧化 鏑、三氧化二銻，增加了 PVC的耐磨性、耐熱性和阻燃性；本發(fā)明助劑能增加碳酸鈣在PVC中 的浸潤(rùn)性，減少了 PVC的缺陷。

【具體實(shí)施方式】
[0008] -種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料，由下列重量份（公斤）的原料制成：氧化 鏑2. 5、琥珀酸二丁酯2. 5、癸二酸3、氮化硼3. 5、納米氧化鐵4、二氧化硅5、三聚磷酸二氫 錯(cuò)4、羊毛脂4、鮑錯(cuò)基聚_甲基娃氧燒1. 3、泊洛沙姆0. 3、氣相二氧化_錯(cuò)6、二氧化_鋪 2. 5、輕質(zhì)碳酸鈣83、助劑15、水130 ; 所述助劑由下列重量份(公斤）的原料制成：硬脂酸鈉〇. 05、碳酸鈉0. 02、碳酸氫鈉 0. 02、苯丙乳液0. 4、馬來(lái)酸二辛酯2. 5、聚烯烴彈性體0. 1、乙烯-醋酸乙烯共聚物0. 1、白 土 4、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0. 01、E-12環(huán)氧樹(shù)脂0. 1、二甘醇0. 2、二甲基丙烯酸乙二 醇酯〇. 3、淀粉微球0. 5、水9 ;制備方法為：將聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來(lái) 酸二辛酯、E-12環(huán)氧樹(shù)脂、二甘醇、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合，充分?jǐn)嚢杈鶆颍频脧?fù)合 齊U;將苯丙乳液、硬脂酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加熱至 65°C，攪拌均勻，加入白土、淀粉微球，攪拌25分鐘，烘干粉碎成白土粉末，再加入復(fù)合劑， 分散研磨25分鐘，于室溫下靜置，至復(fù)合劑慢慢滲透至所述白土粉末表面，再分散研磨成 2-50 μ m的顆粒，即得。
[0009] 所述的用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將二氧化硅粉碎，過(guò)100目篩，得二氧化硅粉末； (2) 將泊洛沙姆加入水中，攪拌均勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鏑、氮化硼、三氧化二銻、 三聚磷酸二氫鋁、二氧化硅粉末，在3500轉(zhuǎn)/分下攪拌7分鐘，得到混合物料； (3) 將琥珀酸二丁酯、癸二酸羊毛脂、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷加入到第（2)步得到的物 料中，加熱至85°C，在8000轉(zhuǎn)/分下攪拌35分鐘，得到混合物料； (4) 將其他剩余成分混合研磨分散18分鐘，加入第（3)步得到的混合物料中，加熱至 85°C，在1300轉(zhuǎn)/分下攪拌35分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0010] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 本實(shí)施例填料的吸油值為36mL/100g，與水的接觸角為90°。將該填料用于制取硬質(zhì) PVC試片，添加量為20%，性能測(cè)試結(jié)果為：屈服強(qiáng)度55. 125Mpa，斷裂強(qiáng)度為46. 52Mpa，斷 裂伸長(zhǎng)率102%，楊氏模量2745. 54Mpa。
[0011] 將該填料用于制取軟質(zhì)PVC試片，添加量為20%，性能測(cè)試結(jié)果為：屈服強(qiáng)度 6. 97Mpa，斷裂強(qiáng)度為7. 48Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率109%，楊氏模量75. 4Mpa。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：氧化 鏑2-3、琥珀酸二丁酯2-3、癸二酸2-4、氮化硼3-4、納米氧化鐵3-5、二氧化硅4-6、三聚磷 酸二氫鋁3-5、羊毛脂3-5、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷1-1. 5、泊洛沙姆0. 3-0. 4、氣相三氧化二 鋁5-7、三氧化二銻2-3、輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140 ; 所述助劑由下列重量份的原料制成：硬脂酸鈉〇. 04-0. 06、碳酸鈉0. 01-0. 03、碳酸氫 鈉0. 02-0. 03、苯丙乳液0. 4-0. 5、馬來(lái)酸二辛酯2-3、聚烯烴彈性體0. 1-0. 2、乙烯-醋酸乙 烯共聚物〇. 1-0. 2、白土 3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0. 01-0. 02、E-12環(huán)氧樹(shù)脂0. 1-0. 2、 二甘醇0. 2-0. 3、二甲基丙烯酸乙二醇酯0. 3-0. 4、淀粉微球0. 4-0. 6、水8-11 ;制備方法為： 將聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來(lái)酸二辛酯、E-12環(huán)氧樹(shù)脂、二甘醇、二甲基丙 烯酸乙二醇酯混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得?fù)合劑；將苯丙乳液、硬脂酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入白土、淀粉微球，攪拌 20-30分鐘，烘干粉碎成白土粉末，再加入復(fù)合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫下靜置，至 復(fù)合劑慢慢滲透至所述白土粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC管的阻燃高補(bǔ)強(qiáng)性填料的制備方法，其特征在于包 括以下步驟： (1) 將二氧化硅粉碎，過(guò)100目篩，得二氧化硅粉末； (2) 將泊洛沙姆加入水中，攪拌均勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鏑、氮化硼、三氧化二銻、 三聚磷酸二氫鋁、二氧化硅粉末，在3000-4000轉(zhuǎn)/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物料； (3) 將琥珀酸二丁酯、癸二酸羊毛脂、鯨蠟基聚二甲基硅氧烷加入到第（2)步得到的物 料中，加熱至80-90°C，在7000-9000轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (4) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（3)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
【文檔編號(hào)】C08K3/38GK104194195SQ201410366410
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】劉三寶 申請(qǐng)人:安徽九子山塑業(yè)有限公司