本發(fā)明涉及一種無機填料填充材料及其制備方法，尤其涉及一種流動性可控的填充材料及其制備方法。
背景技術：
：一般地，塑料材料添加無機填料以后，黏度增加，流動性降低，如碳酸鈣、玻纖、石墨、稻殼粉等添加到塑料材料中增加了塑料的黏度，降低了流動性。塑料流動性的降低不利于材料的成型加工，因此限制了塑料填充材料在注塑材料以及建筑材料中的應用。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術中塑料材料添加無機填料以后，黏度增加，流動性降低，對材料的成型加工產(chǎn)生影響的技術問題，本發(fā)明提供了一種能夠調(diào)整塑料材料的黏度，提高流動性的填充材料及其制備方法，通過調(diào)整填充填料的種類和用量，進而調(diào)整塑料材料的流動性，同時提高塑料材料的尺寸穩(wěn)定性、硬度，降低材料成本。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術方案：一種流動性可控的填充材料，按質(zhì)量百分比其組成為：聚烯烴50～78％，碳酸鈣10～30％，云母粉10～30％，鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5～2％，抗氧劑0.5～1％；上述聚烯烴為聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)；碳酸鈣為：1000～1300目的輕質(zhì)碳酸鈣(輕鈣)，云母粉為：1000～1300目的白云母；流動性可控的填充材料的制備工藝步驟如下：(1)干燥處理聚烯烴在烘箱(80℃)中干燥8小時；碳酸鈣和云母粉在烘箱(100℃)中干燥8小時；(2)碳酸鈣和云母粉表面處理將步驟(1)干燥過的碳酸鈣和云母粉分別添加1％的鈦酸酯偶聯(lián)劑用高速混合機進行混合10～15min，得到經(jīng)表面處理的碳酸鈣和經(jīng)表面處理的云母粉；(3)制備混合填料母粒將經(jīng)過表面處理的云母粉與碳酸鈣按比例混合，再與聚烯烴通過高速混合機共混10～15min，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制備混合填料母粒，在烘箱(80℃)中干燥8小時待用；擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速30-60r/min，其中，云母粉與碳酸鈣混合比例為1:2～2:1。(4)制備填充材料將干燥的混合填料母粒與聚烯烴按質(zhì)量比稱量好用高速混合機進行混合10～15min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料，其中，混合填料母粒與聚烯烴的質(zhì)量比為1～3:7～10，擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速40-80r/min。表1雙螺桿擠出機各區(qū)溫度一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)150℃160℃170℃180℃190℃六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機頭190℃200℃200℃200℃200℃有益效果：本發(fā)明通過將粉末狀云母和碳酸鈣按比例混合再與塑料顆粒熔融共混擠出制備成混和填料母粒，使得母粒中的云母粉和碳酸鈣被塑料包裹，再將母粒與塑料共混，保證了熔融擠出過程中母粒中的云母結構不被破壞；通過將碳酸鈣和云母粉配合使用，并調(diào)整混和填料母粒用量，從而控制塑料材料的流動性；同時采用母粒與塑料共混，母粒中的云母粉和碳酸鈣能夠在塑料中更均勻的分散，進一步提高了塑料材料的流動性，保證了材料的加工性能。由于添加的是無機填料，因而增加了塑料材料的尺寸穩(wěn)定性、硬度和耐溫性，使得材料可用于包裝、汽車、熱絕緣、建筑等領域。附圖說明圖1為pp/云母填充材料熔體流動速率隨云母母粒含量變化的關系曲線；圖2為hdpe/碳酸鈣填充材料熔體流動速率隨碳酸鈣母粒含量變化的關系曲線；具體實施方式本發(fā)明下面結合實施例作進一步詳述：實施例1：一、制備混合填料母粒：(1)將pp(t30s)在烘箱(80℃)中干燥8小時，將1200目碳酸鈣和1200目云母粉在烘箱(100℃)中干燥8小時；(2)將干燥過的碳酸鈣和云母粉分別添加1％的鈦酸酯偶聯(lián)劑，用高速混合機進行混合15min對碳酸鈣和云母粉進行表面處理；(3)稱取70份經(jīng)過表面處理的云母粉與碳酸鈣(云母粉與碳酸鈣按照2:1比例混合)的混合料，與30份的pp通過高速混合機共混10min，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制備混合填料母粒，在80℃烘箱中干燥8小時待用；其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速40r/min。二、制備填充材料稱取pp695g，混合填料母粒300g，再加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。采用熔融流動速率儀測試材料的熔融流動速率(mfr)，下同。測得材料的mfr為8.4g/10min(條件：230℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純pp的2.0％降為0.6％，洛氏硬度由純pp90上升為133，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為99℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為161℃，耐熱性能增加，材料的成本下降30％。實施例2一、制備混合填料母粒制備混合填料母粒工藝步驟同實施例(1)，其中，碳酸鈣(1300目)，云母粉(1300目)，云母粉與碳酸鈣按照1:1比例混合。二、制備填充材料稱取pp695g，混合填料母粒300g，并加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測得材料的mfr為8.0g/10min(條件：230℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純pp的2.0％降低為0.6％。洛氏硬度由純pp的90上升為134，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為100℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為160℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降30％。實施例3一、制備混合填料母粒將pp(t30s)換成hdpe(8008)，制備混合填料母粒工藝步驟同實施例(1)，其中，碳酸鈣(1100目)，云母粉(1100目)，云母粉與碳酸鈣混合比例1:1。二、制備填充材料：稱取hdpe775g，混合填料母粒220g，并加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測得材料的mfr為8.5g/10min(條件：190℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純hdpe的1.8％降低為0.7％，洛氏硬度由純pp的90上升為125，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為96℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為157℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降20％。實施例4一、制備混合填料母粒將pp(t30s)換成hdpe(8008)制備混合填料母粒，工藝步驟同實施例(1)，其中，碳酸鈣(1150目)，云母粉(1150目)，云母粉與碳酸鈣混合比例1:1。二、制備填充材料：稱取hdpe695g，混合填料母粒300g，并加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測得材料的mfr為8.5g/10min(條件：190℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純hdpe的1.8％降低為0.4％，洛氏硬度由純pp的90上升為132，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為101℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為162℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降30％。實施例5一、制備云母母粒(1)干燥處理pp(t30s)在烘箱(80℃)中干燥8小時；云母粉在烘箱(100℃)中干燥8小時；(2)云母粉表面處理將步驟(1)干燥過的云母粉添加1％的鈦酸酯偶聯(lián)劑用高速混合機進行混合，混合時間10min，得到經(jīng)表面處理的云母粉；(3)制備云母母粒稱取30重量份pp與70重量份經(jīng)過表面處理的云母粉通過高速混合機共混10min，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制備云母母粒，在烘箱(80℃)中干燥8小時待用；擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速30r/min。二、制備pp/云母填充材料：按照pp：云母母粒的質(zhì)量比為90:10，80:20，70:30，60:40，50:50稱取物料，并分別加入0.5質(zhì)量份抗氧劑1010，然后采用高速混合機進行混合10min后，將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備pp/云母填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測試材料的mfr(條件：230℃，2.16kg)，如圖1所示，純pp(t30s)的mfr為7.9g/10min，而添加了10、20、30、40、50份的云母母粒后，pp/云母填充材料的mfr分別為13.3，10.5，11.6，10.6，10g/10min，可見填充云母母粒后pp的流動性均高于純pp。實施例6一、制備碳酸鈣母粒：(1)干燥處理pp(t30s)在烘箱(80℃)中干燥8小時；碳酸鈣在烘箱(100℃)中干燥8小時；(2)碳酸鈣表面處理將步驟(1)干燥過的碳酸鈣添加1％的鈦酸酯偶聯(lián)劑用高速混合機進行混合，混合時間10～15min，得到經(jīng)表面處理的碳酸鈣；(3)制備碳酸鈣母粒稱取30重量份pp與70重量份經(jīng)過表面處理的碳酸鈣通過高速混合機共混10min，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制備碳酸鈣母粒，在烘箱(80℃)中干燥8小時待用；擠出機料筒各段溫度為表1所示，螺桿轉(zhuǎn)速30r/min。二、制備hdpe/碳酸鈣填充材料：按照hdpe：碳酸鈣母粒的質(zhì)量比為90:10，80:20，70:30，60:40，50:50稱取物料，并加入0.5質(zhì)量份抗氧劑1010，然后采用高速混合機進行混合10min后，將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測試材料的mfr(條件：190℃，2.16kg)，如圖2所示，純hdpe(8008)的mfr為8g/10min，而添加了10、20、30、40、50份的碳酸鈣母粒后，填充材料的mfr隨著碳酸鈣母粒含量的增加而明顯呈線性下降的趨勢，加入了10份的碳酸鈣母粒，體系的mfr下降至7.14g/10min，當填充體系中加入50份的碳酸鈣母粒時，填充體系的mfr為3.75g/min，僅為純hdpe的50％。對比實施例1一、制備填充材料(1)將pp(t30s)在烘箱(80℃)中干燥8小時，碳酸鈣和云母粉在烘箱(100℃)中干燥8小時；(2)將干燥過的碳酸鈣和云母粉分別添加1％的鈦酸酯偶聯(lián)劑，用高速混合機進行混合15min對碳酸鈣或云母粉進行表面處理；(3)稱取pp695g，云母粉200g，碳酸鈣100g，再加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測得材料的mfr為7.2g/10min(條件：230℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純pp的2.0％降為0.6％，洛氏硬度由純pp的90上升為132，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為101℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為160℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降30％。對比實施例2一、制備混合填料母粒制備混合填料母粒工藝步驟同實施例(1)二、制備填充材料稱取原料：pp595g，混合填料母粒400g，并加入5g抗氧劑1010，用高速混合機進行混合10min，然后將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測得材料的mfr為6.7g/10min(條件：230℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純pp的2.0％降低為0.62％，洛氏硬度由純pp的90上升為134，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為102℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為162℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降30％。對比實施例3一、制備混合填料母粒將云母換成600目的云母制備混合填料母粒，其它工藝步驟同實施例(1)；測得材料的mfr為7.5g/10min(條件：230℃，2.16kg)，尺寸收縮率由純pp的2.0％降為0.65％，洛氏硬度由純pp的90上升為132，硬度增加，pp熱變形溫度由純料的93℃上升為98℃，維卡軟化溫度由純pp的153℃升高為160℃，材料的耐熱性能增加，材料的成本下降30％。對比實施例4一、制備pp/云母填充材料：按照pp：云母粉的質(zhì)量比為90:10，80:20，70:30，60:40，50:50稱取物料，并加入0.5質(zhì)量份抗氧劑1010，然后采用高速混合機進行混合10min后，將混合料由雙螺桿擠出機進行擠出造粒，制備pp/云母填充材料。其中，擠出機料筒各段溫度為表1所示。螺桿轉(zhuǎn)速60r/min。測試材料的mfr(條件：230℃，2.16kg)，純pp(t30s)的mfr為7.9g/10min，而添加了10、20、30、40、50份的云母粉后，pp/云母填充材料的mfr分別為7.8，7.6，7.3，7.1，6.7g/10min，可見填充云母粉后pp的流動性逐漸下降。當前第1頁12