一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料，包括以下組分且各組分的重量份數(shù)為：無機(jī)礦粉100份和高分子樹脂10-15份，且所述的高分子樹脂包覆在所述的無機(jī)礦粉的表面。本發(fā)明同時(shí)公開其制備方法。本發(fā)明通過在無機(jī)礦粉表面包覆高分子樹脂得到復(fù)合無機(jī)礦粉，使得無機(jī)礦粉在摻加到高分子材料中后，與高分子材料基體具有很好的相容性，界面剪切應(yīng)力消除，保證了材料本身的沖擊性能，同時(shí)保證了無機(jī)礦粉對(duì)高分子材料的改性功能。
【專利說明】一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無機(jī)礦粉填料及其制備方法，尤其涉及一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料 及其制備方法，屬于化工材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著無機(jī)礦粉加工技術(shù)和高分子材料復(fù)合技術(shù)的進(jìn)步，在高分子材料中 應(yīng)用無機(jī)礦粉已從傳統(tǒng)意義上的填充劑變?yōu)楦咝阅芨男詣┗蚬δ苄灾鷦?，其使用范圍越?越廣，然后，由于無機(jī)礦粉的種類繁多，其本體的化學(xué)組成，表面物理化學(xué)特征和物理形態(tài) 學(xué)特征上存在這多樣性，目前的復(fù)合技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能做到對(duì)每一種無機(jī)礦粉都能最大限度 地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 如滑石粉或云母可以改善材料的強(qiáng)度和剛性，高嶺土可以改善材料的絕緣性，氫 氧化鎂或氫氧化鋁可以改善材料的阻燃性，碳酸鈣可以降低材料的成本。
[0004] 但是，無機(jī)礦粉與橡膠、塑料等基體材料是兩種性質(zhì)完全不同的材料，他們之間存 在很大的不相容性，如果直接使用無機(jī)礦粉作為填料，其界面間容易產(chǎn)生剪切應(yīng)力，從而導(dǎo) 致復(fù)合材料的性能下降，如沖擊韌性產(chǎn)生較大幅度的降低，因此，需要對(duì)無機(jī)礦粉填料的表 面需要進(jìn)行處理，以克服其本身的缺陷，使其表面產(chǎn)生新的物理、化學(xué)等性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種方法簡(jiǎn)單、改性效果好的復(fù)合型無機(jī)礦粉 填料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為： 一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料，其特征在于，包括以下組分且各組分的重量份數(shù)為：無機(jī)礦 粉100份和高分子樹脂10-15份，且所述的高分子樹脂包覆在所述的無機(jī)礦粉的表面。
[0007] 進(jìn)一步，所述的無機(jī)礦粉為滑石粉、云母粉、高嶺土中的至少一種。
[0008] 所述的高分子樹脂為Ρ0Ε、丙烯酸、PP、PE中的任一種。
[0009] 而上述的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 制備高分子樹脂乳液：首先按照重量份數(shù)稱取高分子樹脂，然后將高分子樹脂加入 到有機(jī)溶劑中，并在50-60°C的溫度條件下，攪拌1-1. 5h，得到高分子樹脂乳液，并用氨水 調(diào)節(jié)乳液的pH值為6-8 ; (2) 無機(jī)礦粉表面改性：按照重量份數(shù)稱取無機(jī)礦粉，將無機(jī)礦粉加入到步驟（1)得到 的高分子樹脂乳液中，持續(xù)攪拌2-3h后，去除溶劑，并經(jīng)干燥后得到高分子樹脂包覆在無 機(jī)礦粉表面的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料。
[0010] 更進(jìn)一步，攪拌過程中的攪拌速度為200-250r/min。
[0011] 所述的高分子樹脂乳液的平均粒徑為2-5um。
[0012] 所述的有機(jī)溶劑為乙醇、丙醇或丙酮中的任一種。
[0013] 且，所述的有機(jī)溶劑與無機(jī)礦粉的質(zhì)量比為3-5:1。
[0014] 而干燥過程中的干燥溫度為100-120°C,且干燥時(shí)間為1-1. 5h。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過在無機(jī)礦粉表面包覆高分子樹脂得到復(fù)合無機(jī) 礦粉，使得無機(jī)礦粉在摻加到高分子材料中后，與高分子材料基體具有很好的相容性，界面 剪切應(yīng)力消除，保證了材料本身的沖擊性能，同時(shí)保證了無機(jī)礦粉對(duì)高分子材料的改性功 能。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明： 實(shí)施例1 (1) 制備高分子樹脂乳液：首先按照重量份數(shù)稱取高分子樹脂P0E10份，然后將高分 子樹脂加入到有機(jī)溶劑乙醇中，有機(jī)溶劑與無機(jī)礦粉的質(zhì)量比為3:1，并在50°C的溫度條 件下，攪拌lh，攪拌速度為250r/min，得到高分子樹脂乳液，高分子樹脂乳液的平均粒徑為 2um，并用氨水調(diào)節(jié)乳液的pH值為6 ; (2) 無機(jī)礦粉表面改性：按照重量份數(shù)稱取無機(jī)礦粉100份，將無機(jī)礦粉滑石粉加入到 步驟（1)得到的高分子樹脂乳液中，持續(xù)攪拌2h后，攪拌速度為250r/min，去除溶劑，并在 溫度為KKTC條件下干燥Ih后得到高分子樹脂包覆在無機(jī)礦粉表面的復(fù)合型無機(jī)礦粉填 料。
[0017] 實(shí)施例2 (1) 制備高分子樹脂乳液：首先按照重量份數(shù)稱取高分子樹脂丙烯酸15份，然后將高 分子樹脂加入到有機(jī)溶劑丙醇中，有機(jī)溶劑與無機(jī)礦粉的質(zhì)量比為5:1，并在60°C的溫度 條件下，攪拌I. 5h，攪拌速度為200r/min，得到高分子樹脂乳液，高分子樹脂乳液的平均粒 徑為5um，并用氨水調(diào)節(jié)乳液的pH值為8 ; (2) 無機(jī)礦粉表面改性：按照重量份數(shù)稱取無機(jī)礦粉100份，將無機(jī)礦粉云母粉加入到 步驟（1)得到的高分子樹脂乳液中，持續(xù)攪拌2. 5h后，攪拌速度為200r/min，去除溶劑，并 在溫度為IKTC條件下干燥I. 2h后得到高分子樹脂包覆在無機(jī)礦粉表面的復(fù)合型無機(jī)礦 粉填料。
[0018] 實(shí)施例3 (1) 制備高分子樹脂乳液：首先按照重量份數(shù)稱取高分子樹脂PE12份，然后將高分子 樹脂加入到有機(jī)溶劑丙酮中，有機(jī)溶劑與無機(jī)礦粉的質(zhì)量比為4:1，并在55°C的溫度條件 下，攪拌I. 2h，攪拌速度為220r/min，得到高分子樹脂乳液，高分子樹脂乳液的平均粒徑為 4um，并用氨水調(diào)節(jié)乳液的pH值為7 ; (2) 無機(jī)礦粉表面改性：按照重量份數(shù)稱取無機(jī)礦粉，將無機(jī)礦粉粉高嶺土加入到步驟 (1)得到的高分子樹脂乳液中，持續(xù)攪拌3h后，攪拌速度為220r/min，去除溶劑，并在溫度 為120°C條件下干燥I. 5h后得到高分子樹脂包覆在無機(jī)礦粉表面的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料。
[0019] 將實(shí)施例1-3制備得到的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料和未改性的無機(jī)礦粉填料作為對(duì) 比例1分別添加到聚丙烯復(fù)合材料中，形成四組實(shí)施例，加入質(zhì)量百分比相同，其他組分也 相同，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，制得聚丙烯復(fù)合材料。
[0020] 下面進(jìn)行性能測(cè)試，方法、標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試結(jié)果如下： 將實(shí)施例1-3、對(duì)比例1所得聚丙烯復(fù)合材料，事先在80?KKTC的鼓風(fēng)烘箱中干燥 2?3小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。
[0021] 上述實(shí)施例1-3和對(duì)比實(shí)施例1的性能測(cè)試方法為： 拉伸性能測(cè)試按ISO 527-2進(jìn)行，試樣尺寸為150*10*4mm，拉伸速度為50mm/min ;彎曲 性能測(cè)試按ISO 178進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm ;簡(jiǎn)支 梁沖擊強(qiáng)度按ISO 179進(jìn)行，試樣尺寸為80*6*4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一；熱變 形溫度按ISO 75進(jìn)行，試樣尺寸為120*10*3. 0mm，載荷為I. 8MPa ;相容性實(shí)驗(yàn)通過電鏡實(shí) 驗(yàn)進(jìn)行。
[0022] 材料的綜合力學(xué)性能通過測(cè)試所得的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率，彎曲模量，熱變性溫 度以及沖擊強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判。
[0023] 表1 :實(shí)施例1-3和對(duì)比例1所制材料的配方及材料性能表

【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料，其特征在于，包括以下組分且各組分的重量份數(shù)為：無 機(jī)礦粉100份和高分子樹脂10-15份，且所述的高分子樹脂包覆在所述的無機(jī)礦粉的表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料，其特征在于，所述的無機(jī)礦粉為 滑石粉、云母粉、高嶺土中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料，其特征在于，所述的高分子樹脂 為POE、丙烯酸、PP、PE中的任一種。
4. 一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 制備高分子樹脂乳液：首先按照重量份數(shù)稱取高分子樹脂，然后將高分子樹脂加入 到有機(jī)溶劑中，并在50-60°C的溫度條件下，攪拌1-1. 5h，得到高分子樹脂乳液，并用氨水 調(diào)節(jié)乳液的pH值為6-8 ; (2) 無機(jī)礦粉表面改性：按照重量份數(shù)稱取無機(jī)礦粉，將無機(jī)礦粉加入到步驟（1)得到 的高分子樹脂乳液中，持續(xù)攪拌2-3h后，去除溶劑，并經(jīng)干燥后得到高分子樹脂包覆在無 機(jī)礦粉表面的復(fù)合型無機(jī)礦粉填料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，攪拌過 程中的攪拌速度為200-250r/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，所述的 高分子樹脂乳液的平均粒徑為2-5um。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，所述的 有機(jī)溶劑為乙醇、丙醇或丙酮中的任一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，所述 的有機(jī)溶劑與無機(jī)礦粉的質(zhì)量比為3-5:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合型無機(jī)礦粉填料的制備方法，其特征在于，干燥過 程中的干燥溫度為100_120°C,且干燥時(shí)間為1-1. 5h。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK104479171SQ201410727267
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】汪理文, 李慶貴, 翁永華, 丁賢麟 申請(qǐng)人:蘇州潤佳工程塑料股份有限公司