專利名稱：高低壓聚乙烯聚丙烯通用粒狀填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對高低壓聚乙烯、聚丙烯都適用的無機(jī)填料的制備方法，特別是涉及一種對高低壓聚乙烯、聚丙烯具有良好親和性和分散性，易于調(diào)合的填料的制備方法。
眾所周知，常用的無機(jī)填料有金屬碳酸鹽和硅酸鹽粉末，這些填料可廣泛地應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域。合理地選擇填料可最大限度地改進(jìn)塑料性能，擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，節(jié)約合成樹脂原料，節(jié)約能源，降低成本。但是，如果將天然產(chǎn)生的各種金屬碳酸鹽等粉碎，而不加任何處理就添加到高分子材料中，由于兩種物質(zhì)間的親合性很差，以及產(chǎn)生的二次凝聚等原因，會(huì)出現(xiàn)分散不均勻的現(xiàn)象，使其用途及作用受到限制，提高性能的效果也不明顯。
另外，現(xiàn)有的高分子樹脂材料一般為粒狀，在以金屬碳酸鹽粉末形式填充到高分子材料中時(shí)，由于粒狀樹脂與粉末狀填料比重不一樣，混合不勻，不能進(jìn)行有效的高濃度填充。從而也達(dá)不到改善最終產(chǎn)品性能的目的。
為了克服上述缺點(diǎn)，人們曾應(yīng)用了各種方法，如選用粒徑均一的粉末或顆粒，或進(jìn)行表面處理等。但是前者因粉粒與有機(jī)物的親和性差常常產(chǎn)生二次凝聚，致使調(diào)合不均勻，分散不良，從而使高分子材料改進(jìn)效果不大;而后者，即對粉末、顆粒進(jìn)行表面處理等，這種方法是指所謂的濕式法，其大致步驟是在氫氧化鈣水溶液中加入表面活性劑、金屬皂或脂肪酸等，再通入碳酸氣使其生成碳酸鈣，再將制得的碳酸鈣脫水、干燥，然后粉碎制成表面特性優(yōu)良的表面處理碳酸鈣粉末，或者，在硬脂酸等有機(jī)羧酸或其衍生物(如各種硬脂酸的酯)的水溶液中加入碳酸鈣并攪拌均勻，干燥后粉碎制成表面特性優(yōu)良的表面處理過的碳酸鈣粉末。但是這種濕式法的缺點(diǎn)是制造工藝繁瑣、效率低、成本高等。
除上述方法外，還有將各種金屬碳酸鹽粉末與上述試劑在脫水條件下混合攪拌均勻，使金屬鹽顆粒表面形成一層有機(jī)羧酸鈣及其它鹽的包覆層。這種方法很早以前人們就已經(jīng)知道了，但填料分散性和表面光澤性等不夠好，影響了塑料的加工效果。
本發(fā)明者為了克服上述各種現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，進(jìn)行了大量細(xì)致的研究工作，拋棄了過去的表面處理法，發(fā)現(xiàn)了以金屬碳酸鹽吸附或結(jié)合烴類物質(zhì)或有機(jī)羧酸及其酯，再與偶聯(lián)劑一起攪拌，然后與少量高分子樹脂再攪拌的方法，找到了獲得優(yōu)異分散性、表面特性及其它提高性能效果的新途徑。
更確切地說，100份金屬碳酸鹽粉末在用少量的烴類物質(zhì)(約0.05～15份)和/或有機(jī)羧酸或其衍生物(約0.1～12份)進(jìn)行表面處理的同時(shí)或處理之后，再按每100份金屬碳酸鹽加入0.1～10份偶聯(lián)劑等試劑的方式加入偶聯(lián)劑并高速攪拌，使粉末顆粒表面形成一包覆層，然后再加入1～15份高分子材料，高速攪拌并擠出、切粒。
為提高填料的分散性、高濃度填充性，本發(fā)明方法的特征是預(yù)先使填料吸附或結(jié)合所需的潤滑劑和偶聯(lián)劑等試劑，然后再與少量的高分子材料摻合攪拌均勻。從而可大幅度地改善填料對高分子材料的調(diào)合性。
本發(fā)明方法中所用的粉末是指粉末顆粒平均粒徑120～600目的元素周期表第Ⅱ族金屬碳酸鹽粉末，如碳酸鈣粉末，其單一物質(zhì)或混合物均可。組成中含有一定量的水和物、復(fù)合鹽或其它礦物亦可。
本發(fā)明方法所使用的烴類潤滑劑有液體石蠟、天然石蠟、微晶石蠟、聚乙烯蠟、氯代烴、氟代烴，通常以其中的一種石蠟或兩種以上的混合物加入，其用量根據(jù)使用目的和條件可以適當(dāng)調(diào)整，但為充分發(fā)揮本發(fā)明的效果，每100份金屬碳酸鹽粉末中可以加入0.05～15份，而以2～10份為最佳。
本發(fā)明方法所使用的有機(jī)羧酸及其衍生物有月桂酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、亞油酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、硬脂酸丁酯等飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸及其各種酯?？蓡为?dú)使用其中的一種，也可幾種混合起來使用。其用量一般為每100份金屬碳酸鹽粉末可用0.1～12份，以0.5～6份為最佳。
本發(fā)明方法中所使用的偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑，主要有異丙基(二辛基磷酸酯基)鈦酸酯、異丙基(二辛基焦磷酸酯基)鈦酸酯、二(二辛基磷酸酯基)氧代醋酸鈦、二(二辛基磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、四辛氧基鈦二(二月桂基亞磷酸酯基)鈦酸酯等。其添加量為每100份金屬碳酸鹽粉末用0.1～10份，以0.5～3份為最佳。
本發(fā)明方法中所用的高分子材料有高壓聚乙烯、聚丙烯等，其用量為每100份金屬碳酸鹽粉末用1～15份，尤其是2～11份最佳。
本發(fā)明的方法是使用金屬碳酸鹽(如碳酸鈣)和烴類物質(zhì)或有機(jī)羧酸類物質(zhì)以及偶聯(lián)劑在高速剪切熱合機(jī)中捏合后再加入少量高分子材料(如高壓聚乙烯)，然后經(jīng)單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)捏合并切粒，從而制成高低壓聚乙烯、聚丙烯的通用填料。
用本發(fā)明的方法制得的填料，幾乎看不到二次凝聚現(xiàn)象，當(dāng)與高分子材料拌合時(shí)，表現(xiàn)出極好的光澤性、分散性以及與有機(jī)高分子材料的親合性等。另外，本發(fā)明填料的制備方法簡單，成本低廉、便宜，而且具有極好的分散性和親合性、對高分子材料可實(shí)現(xiàn)高濃度填充配合，所以，從經(jīng)濟(jì)角度看也是一種極好的填料。
下面用實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例將120～600目的輕質(zhì)碳酸鈣粉末100份加入攪拌機(jī)，在60℃的溫度下添加天然石蠟10份，異丙基(二辛基焦磷酸酯基)鈦酸酯偶聯(lián)劑1份。高速攪拌15份，然后向上述混合物中加入10份高壓聚乙烯，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)攪拌捏合10分鐘后切粒，便可制得高低壓聚乙烯、聚丙烯的通用填粒。
應(yīng)用例1用不同份數(shù)的上述實(shí)施例制得的填料與聚乙烯(1F7B型)100份一起放入混煉機(jī)中，在常溫下混合均勻，將混合均勻的組合物在150℃，模具溫度為100℃的條件下，在注射成形機(jī)上成形，制出樣板，然后按GB1039-79《塑料力學(xué)性能試驗(yàn)方法總則》等各項(xiàng)測試方法測出各項(xiàng)性能，結(jié)果列于表1中，表1中的對照例為未用本發(fā)明填料的白板。
表1
從表1中可以看出，對于聚乙烯使用本發(fā)明的填料可以提高其調(diào)合性能。
應(yīng)用例2用不同份數(shù)的填料(由實(shí)施例提供)和100份聚丙烯(2401型)混合均勻，在擠出機(jī)中將樹脂升溫到260℃，調(diào)均樹脂混合物，在塑料組合物為260℃，模具溫度為180℃條件下，在注射成形機(jī)上成形后，制成樣板條，然后按GB1039-79《塑料力學(xué)性能試驗(yàn)方法總則》進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)，其結(jié)果列于表2中，表2中的對照例為未加本發(fā)明填料的聚丙烯。
表2
從表2可以看出，本發(fā)明的填料對聚丙烯有良好的親合性，并提高了聚丙烯塑料的性能。
權(quán)利要求
1.一種高低壓聚乙烯、聚丙烯通用粒狀填料的制備方法，該方法包括使作為高分子材料填料的元素周期表第II族金屬元素的碳酸鹽粉末與烴類潤滑物質(zhì)或有機(jī)羧酸及其酯一起混合攪拌，對該碳酸鹽粉末進(jìn)行表面處理，在處理的同時(shí)或在處理之后，添加偶聯(lián)劑，攪拌均勻后，再添加高分子材料，攪拌均勻后擠出切粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的表面處理采用高速剪切熱合機(jī)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每100份的金屬碳酸鹽粉末與0.05～15份的烴類潤滑物質(zhì)、0.1～10份的偶聯(lián)劑混合均勻，然后再與1～15份的高分子材料混合均勻，所說的份數(shù)均指重量份數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每100份的金屬碳酸鹽粉末與0.1～12份的有機(jī)羧酸或其衍生物、0.1～10份的偶聯(lián)劑混合均勻，然后再與5～15份的高分子材料混合均勻，所說的份數(shù)均指重量份數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所說的方法，其中所說的金屬碳酸鹽粉末為碳酸鈣粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所說的方法，其中所說的烴類潤滑物質(zhì)為液體石蠟、天然石蠟、微晶石蠟、聚乙烯蠟、氯代烴和氟代烴，其優(yōu)選用量為每100份碳酸鈣粉末用2～10份，所說的份數(shù)指重量份數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑，主要有異丙基(二辛基磷酸酯基)鈦酸酯、異丙基(二辛基焦磷酸酯基)鈦酸酯、二(二辛基磷酸酯基)氧代醋酸鈦、二(二辛基磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、四辛氧基鈦二(二月桂基亞磷酸酯基)鈦酸酯，其優(yōu)選用量為每100份碳酸鈣粉末用0.5～3份重，所說份數(shù)為重量份數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的高分子材料為高低壓聚乙烯、聚丙烯，其優(yōu)選量為每100份碳酸鈣粉末用2～11份，所說份數(shù)為重量份數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所說的有機(jī)羧酸及其衍生物有月桂酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸和亞油酸及其衍生物，其最佳用量為每100份碳酸鈣粉末用0.5～6份，所說份數(shù)為重量份數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的高速攪拌擠出用雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行。
全文摘要
一種高低壓聚乙烯、聚丙烯通用粒狀填料的制備方法，該方法包括使作為高分子材料填料的元素周期表第II族金屬元素的碳酸鹽粉末與烴類潤滑物質(zhì)或有機(jī)羧酸及其酯一起混合攪拌，對該碳酸鹽粉末進(jìn)行表面處理，在處理的同時(shí)或在處理之后，添加偶聯(lián)劑，攪拌均勻后，再添加高分子材料，攪拌均勻后擠出切粒。
文檔編號C08K13/02GK1043146SQ8810813
公開日1990年6月20日 申請日期1988年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月6日
發(fā)明者張春芳 申請人:張春芳