本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展和塑料制品的廣泛應(yīng)用，塑料填充技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。在塑料加工行業(yè)中，通過(guò)加入各種無(wú)機(jī)填料復(fù)合成型，在大幅度降低塑料制品的生產(chǎn)成本的同時(shí)，還能顯著提高塑料的性能，如：機(jī)械性能，熱性能，電性能，耐磨性能，潤(rùn)滑性能和耐老化等，從而賦予塑料制品新的特性，以滿(mǎn)足塑料制品在不同應(yīng)用環(huán)境下的需求。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410044460.4公開(kāi)了一種塑料加工用潤(rùn)滑母粒及其制備方法，該發(fā)明所述的塑料加工用潤(rùn)滑母粒按照質(zhì)量計(jì)，100份基體樹(shù)脂、100份具有潤(rùn)滑作用的填料、3-10kg各種塑料加工用潤(rùn)滑劑、0.1-0.5份抗氧劑組成；所述的塑料加工用潤(rùn)滑母粒通過(guò)擠出造粒制成球狀、柱狀等顆粒。該發(fā)明制備的潤(rùn)滑母粒可以作為高分子材料改性加工時(shí)潤(rùn)滑劑使用，便于添加、計(jì)量準(zhǔn)確，且捏合加工時(shí)混合均勻，但是該發(fā)明制備的潤(rùn)滑母料僅具有潤(rùn)滑功能，應(yīng)用受限。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410115572.4公開(kāi)了一種塑料母粒，該發(fā)明所述的塑料母粒包括以下重量份的成分：纖維素50～65份，聚乙烯8～15份，聚甲基酚醛1～5份，潤(rùn)滑劑1～5份，石英1～5份，還包括云母，所述云母占1～5重量份。該發(fā)明制備的塑料母粒能夠提高注塑產(chǎn)品的硬度和耐磨度，但是該發(fā)明制備的塑料母粒只具有簡(jiǎn)單的增強(qiáng)和耐磨功能。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410115851.0公開(kāi)了一種含淀粉母粒，該發(fā)明所述的含淀粉母粒，包括：以下重量份的成分：淀粉45～60份，聚丙烯10～15份，甲醛1～3份，潤(rùn)滑劑1～5份，氧化鋁1～5份，還包括光亮劑；所述的含淀粉母粒能夠增強(qiáng)注塑產(chǎn)品的強(qiáng)度和光亮度，但是該發(fā)明制備的含淀粉母粒只具有簡(jiǎn)單的增強(qiáng)和增亮功能。

現(xiàn)有的發(fā)明專(zhuān)利制備的塑料母料只具備塑料潤(rùn)滑功能，或是簡(jiǎn)單的增強(qiáng)功能，不能達(dá)到把潤(rùn)滑填充和增強(qiáng)結(jié)合。因此，本發(fā)明旨在提供一種不僅具有良好的潤(rùn)滑、增強(qiáng)性能，而且還兼具與聚烯烴塑料良好相容性的增亮性塑料填充潤(rùn)滑母料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決以上技術(shù)問(wèn)題，提供增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料及其制備方法，通過(guò)對(duì)層狀硅酸鹽插層改性、分層細(xì)化、接枝改性，配合適合的助劑，利用螺桿擠出設(shè)備將各組分合理的復(fù)合，使制備的增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料在塑料加工中不僅具有潤(rùn)滑、增強(qiáng)，而且還與聚烯烴塑料良好相容性，有利于簡(jiǎn)化塑料配方和工藝，提高塑料制品性能，降低生產(chǎn)成本。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料的制備方法，其特征在于：利用插層劑將層狀硅酸鹽插層脆化，然后通過(guò)超細(xì)研磨設(shè)備分層細(xì)化，再利用單體對(duì)分層細(xì)化后的層狀硅酸鹽接枝，制備得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料，具體步驟如下：

（1）將重量份為80-100的層狀硅酸鹽和過(guò)量插層劑在高速混合機(jī)中插層脆化，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為200-400rpm，混合時(shí)間為30-90min，過(guò)濾、干燥，得到插層脆化改性層狀硅酸鹽；其中所述的過(guò)量插層劑為飽和鹽溶液；

（2）將步驟（1）得到的插層脆化改性層狀硅酸鹽與重量份為1.0-5.0的分散劑加入超細(xì)研磨設(shè)備中分層細(xì)化，得到分層細(xì)化的硅酸鹽；

（3）將步驟（2）得到的分層細(xì)化硅酸鹽和重量份為10-15的苯乙烯、重量份1-3的順酐在溫度為140-180℃下投入到高速混合機(jī)中充分混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1000-1800rpm,混合反應(yīng)時(shí)間為5-10min；

（4）將步驟（3）得到的物料和與重量份3-5的潤(rùn)滑劑、重量份為0.1-2.0的功能助劑通過(guò)螺桿擠出設(shè)備造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。

進(jìn)一步的，所述層狀硅酸鹽為硅酸鎂、硅酸鋅和硅酸鈣中的任一種，厚度介于10-50微米之間。

進(jìn)一步的，所述插層劑為氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀、硫酸鈉中至少一種鹽配制的飽和鹽溶液。

進(jìn)一步的，所述分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種。

進(jìn)一步的，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述功能助劑是抗氧劑、熱穩(wěn)定劑中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述超細(xì)研磨設(shè)備為氣流粉碎機(jī)、球磨機(jī)中的任一種。

進(jìn)一步的，所述螺桿擠出設(shè)備為雙螺桿擠出機(jī)，并設(shè)置了溫度為120-150℃加料段，溫度為150-170℃的混煉段，溫度為170-180℃的均化段，溫度為120-170℃的擠出段。

本發(fā)明提供一種增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料及其制備方法，利用特選的鹽做插層劑將層狀硅酸鹽插層脆化，弱化層狀硅酸鹽層間范德華力，易于分層細(xì)化；然后通過(guò)超細(xì)研磨設(shè)備粉碎剝離能，將插層改性后的層狀硅酸鹽一層一層剝離細(xì)化；特別的通過(guò)鹽脆化得得層界面具有反應(yīng)活性，通過(guò)進(jìn)一步苯乙烯單體和順酐的接枝改性，使硅酸鹽的層具有良好的分散性、滑動(dòng)性、與聚乙烯相容性，并擠出造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。作為母料在塑料加工，良好分散的硅酸鹽層不僅促進(jìn)塑料制品的加工潤(rùn)滑性，而且極易形成致密的連接面，在塑料制品中表現(xiàn)為優(yōu)異的耐磨增強(qiáng)性。使實(shí)現(xiàn)了塑料制品加工存在潤(rùn)滑和增強(qiáng)不能同時(shí)兼顧的缺陷。

本發(fā)明一種增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)和優(yōu)異的效果在于：

1.本發(fā)明制備的增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料，在具備潤(rùn)滑、增強(qiáng)性能的同時(shí)，兼具與聚烯烴塑料良好相容性。

2.本發(fā)明通過(guò)插層脆化處理和超細(xì)研磨設(shè)備將層狀硅酸鹽分層細(xì)化，再利用單體在螺桿擠出設(shè)備中接枝改性，簡(jiǎn)化塑料配方和工藝，提高塑料制品性能，降低生產(chǎn)成本。

3.本發(fā)明制備方法易于控制，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化封閉式生產(chǎn)，投入小、成本低、無(wú)環(huán)境污染、產(chǎn)量高，具有顯著的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更,均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

（1）將重量份為80的層狀硅酸鎂和過(guò)量的氯化鈉飽和溶液在高速混合機(jī)中插層脆化，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm，混合時(shí)間為30min，過(guò)濾、干燥，將氯化鈉完全插層入層狀硅酸鎂，由于氯化鈉的脆性和支撐性，使硅酸鎂層間極易脆化剝離；

（2）將步驟（1）得到的插層脆化改性層狀硅酸鎂與重量份為3的分散劑六偏磷酸鈉加入氣流粉碎機(jī)中分層細(xì)化，得到分層細(xì)化的硅酸鹽；

（3）將步驟（2）得到的分層細(xì)化硅酸鹽和重量份為10的苯乙烯、重量份1的順酐在溫度為150℃下投入到高速混合機(jī)中充分混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1000rpm,混合反應(yīng)時(shí)間為10min；通過(guò)接枝改性，使硅酸鹽的層具有良好的分散性、滑動(dòng)性、與聚乙烯相容性；

（4）將步驟（3）得到的物料和與重量份3的潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟、重量份為0.1抗氧劑加入雙螺桿擠出機(jī)，并設(shè)置了溫度為120℃加料段，溫度為150℃的混煉段，溫度為170℃的均化段，溫度為150℃的擠出段，通過(guò)螺桿擠出設(shè)備造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。

將實(shí)施例1得到的母料以30%的質(zhì)量比例與通用樹(shù)脂PP30R壓延成厚度0.2mm的片材，其加工過(guò)程電流較直接使用PP電流下降25%，片材表面光澤度、平整度提升明顯，通過(guò)對(duì)其加工性能和片材性能測(cè)試，測(cè)試的性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，物料流動(dòng)性增加同時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)。

實(shí)施例2

（1）將重量份為90的層狀硅酸鋅和過(guò)量硫酸鈉飽和溶液在高速混合機(jī)中插層脆化，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm，混合時(shí)間為45min，過(guò)濾、干燥，得到插層脆化改性層狀硅酸鹽；

（2）將步驟（1）得到的插層脆化改性層狀硅酸鹽與重量份為5.0的分散劑十二烷基磺酸鈉加入超細(xì)研磨設(shè)備中分層細(xì)化，得到分層細(xì)化的硅酸鹽；

（3）將步驟（2）得到的分層細(xì)化狀硅酸鹽和重量份為15的苯乙烯、重量份1的順酐在溫度為140℃下投入到高速混合機(jī)中充分混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1200rpm,混合反應(yīng)時(shí)間為5min；

（4）將步驟（3）得到的物料和與重量份3的潤(rùn)滑劑聚丙烯蠟、重量份為2.0的熱穩(wěn)定劑計(jì)入螺桿機(jī)，并設(shè)置了溫度為150℃加料段，溫度為170℃的混煉段，溫度為180℃的均化段，溫度為170℃的擠出段，通過(guò)螺桿擠出設(shè)備造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。

將實(shí)施例2得到的母料以30%的質(zhì)量比例與通用樹(shù)脂PP30R壓延成厚度0.2mm的片材，其加工過(guò)程電流較直接使用PP電流下降25%，片材表面光澤度、平整度提升明顯，通過(guò)對(duì)其加工性能和片材性能測(cè)試，測(cè)試的性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，物料流動(dòng)性增加同時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)。

實(shí)施例3

（1）將重量份為100的層狀硅酸鈣和過(guò)量氯化鈉飽和溶液在高速混合機(jī)中插層脆化，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為300rpm，混合時(shí)間為60min，過(guò)濾、干燥，得到插層脆化改性層狀硅酸鹽；

（2）將步驟（1）得到的插層脆化改性層狀硅酸鹽與重量份為3的分散劑三聚磷酸鈉加入超細(xì)研磨設(shè)備中分層細(xì)化，得到分層細(xì)化的硅酸鹽；

（3）將步驟（2）得到的分層細(xì)化硅酸鹽和重量份為10的苯乙烯、重量份2的順酐在溫度為180℃下投入到高速混合機(jī)中充分混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1800rpm,混合反應(yīng)時(shí)間為10min；

（4）將步驟（3）得到的物料和與重量份5的潤(rùn)滑劑硬脂酸、重量份為0.5的抗氧劑加入雙螺桿擠出機(jī)，并設(shè)置了溫度為1400℃加料段，溫度為150℃的混煉段，溫度為170℃的均化段，溫度為160℃的擠出段，通過(guò)螺桿擠出設(shè)備造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。

將實(shí)施例3得到的母料以30%的質(zhì)量比例與通用樹(shù)脂PP30R壓延成厚度0.2mm的片材，其加工過(guò)程電流較直接使用PP電流下降25%，片材表面光澤度、平整度提升明顯，通過(guò)對(duì)其加工性能和片材性能測(cè)試，測(cè)試的性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，物料流動(dòng)性增加同時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)。

實(shí)施例4

（1）將重量份為100的層狀硅酸鎂和過(guò)量插層劑硫酸鉀飽和溶液在高速混合機(jī)中插層脆化，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm，混合時(shí)間為90min，過(guò)濾、干燥，得到插層脆化改性層狀硅酸鹽；

（2）將步驟（1）得到的插層脆化改性層狀硅酸鹽與重量份為1.0的分散劑十二烷基磺酸鈉加入球磨機(jī)研磨分層細(xì)化，得到分層細(xì)化的硅酸鹽；

（3）將步驟（2）得到的分層細(xì)化硅酸鹽和重量份為15的苯乙烯、重量份3的順酐在溫度為140℃下投入到高速混合機(jī)中充分混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1500rpm,混合反應(yīng)時(shí)間為10min；

（4）將步驟（3）得到的物料和與重量份3的潤(rùn)滑劑氧化聚乙烯蠟、重量份為0.1的熱穩(wěn)定劑通過(guò)螺桿擠出設(shè)備造粒，得到增強(qiáng)性塑料填充潤(rùn)滑母料。

將實(shí)施例4得到的母料以30%的質(zhì)量比例與通用樹(shù)脂PP30R壓延成厚度0.2mm的片材，其加工過(guò)程電流較直接使用PP電流下降25%，片材表面光澤度、平整度提升明顯，通過(guò)對(duì)其加工性能和片材性能測(cè)試，測(cè)試的性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，物料流動(dòng)性增加同時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)。

表1：

由實(shí)施例1-4的性能測(cè)試數(shù)據(jù)看出，不同于傳統(tǒng)的塑料性能，傳統(tǒng)的塑料因熔體指數(shù)增加強(qiáng)度會(huì)降低。而通過(guò)使用本發(fā)明母料，在增加熔體指數(shù)的同時(shí)，強(qiáng)度同樣增加，因此本發(fā)明是一種兼具增強(qiáng)和潤(rùn)滑的特殊母料。具有比傳統(tǒng)母料顯著的優(yōu)勢(shì)和性能。