專利名稱：一種改性滑石粉及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及材料領域，具體為一種用于高分子聚合物填料的滑石粉，尤其是改性滑石粉及制備方法和應用。
背景技術：
聚合物的增韌，是高分子材料領域一直以來倍受關注的一個問題。聚合物增韌的最主要的方法是加入橡膠類彈性體，制備成聚合物/彈性體二相或聚合物/彈性體/填料多相復合材料。低模量、低強度橡膠類彈性體作為增韌劑大量加入， 在提高了材料的韌性的同時，也造成使得材料的剛性下降。剛性粒子的增韌為這一問題提供了很好的解決方法。剛性粒子增韌聚合物材料微觀形態的特點是(1)剛性粒子在合物基體中均勻分散；( 剛性粒子與聚合物基體問存在彈性界面相，這種彈性界面相為剛粒子與聚合物基體間提供了具有一定形變能力的良好界面結合。無機填料在塑料改性中起到重要作用，已成為不可缺少的改性助劑。在不同的應用領域，滑石粉作為增量劑、增強劑、功能改性劑，已經為業內人士認同。這與滑石粉本身的特性密不可分層間的連接力(范德華力)很微弱，使其柔軟，降低了加工過程中對設備的磨損性；片層結構可給予填充體系剛度和沖擊強度間的最佳平衡；對于有機物具有一定的親和力；滑石粉表面既有疏水性又有惰性；而且滑石粉具有較高的白度。然而，滑石粉作為填料，與塑料基體之間的相容性差，影響體系的最終性能。為了改善兩者之間的界面有機結合，必須對滑石粉表面進行改性處理。用表面改性劑對滑石粉進行表面改性已經得到了的廣泛認可。為了獲得良好的界面，加入表面改性劑后，加入彈性體之后，在均勻分散的剛性粒子周圍嵌入非界面化學結合的但能產生強物理纏結的具有一定厚度的柔性界面層，形成軟包硬的核-殼結構，從而使體系的晃面粘結明顯加強、韌性與強度均有增加。用填充母粒法制備剛性核-殼結構粒子， 通過滑石粉表面處理，使之與彈性體二者物理化學性質相近，并在擠出機螺桿剪切力的作用下，提高滑石粉在載體中的分散程度；選擇與基體聚合物有較好相容性的、低粘度的彈性體為載體，通過之前的滑石粉表面處理，載體與滑石粉熔融改性，使物料在擠出機中停留的有限時間內，滑石粉彈性體間發生化學反應或產生物理作用，達到一定界面粘附強度，制備出含有滑石粉彈性體的“核-殼”結構粒子的聚合物材料。但是利用彈性體制備這樣一種核殼粒子的問題在于彈性體的成本較高，可能會限制這樣一種填充母粒的應用前景。目前國內還沒有用低熔點塑料對滑石粉進行包覆的專利報道。
發明內容
本發明旨在提供一種改性滑石粉。本發明還提供了這種改性滑石粉的制備方法。
本發明的另一個目的是將這種改性滑石粉用作聚合物的填料。一種改性滑石粉，在滑石粉外包覆有低熔點塑料，具有核-殼包覆結構。這種改性滑石粉的制備方法為，包括如下步驟(1)將滑石粉干燥后與表面改性劑在110 120°C下攪拌混合5 30min，得到預處理的滑石粉；混合攪拌的速度為500 IOOOrpm ；(2)將步驟⑴所得到預處理的滑石粉與低熔點塑料在105 110°C下共混10 30min ；共混攪拌的速度為1000 1500rpm ；所用的原料組分滑石粉、低熔點塑料和表面改性劑的重量比為1 0. 1 0. 2 0. 01 0. 05。所用述的表面改性劑選自鋁酸酯、鈦酸酯、硅烷偶聯劑或硬脂酸中的至少一種。鋁酸酯可選自DL-411、DL-411-AF或DL-411-D，鈦酸酯可選用NXT-201或NXT-401，硅烷偶聯劑可選用KH-550、KH560或KH570。上述各種表面改性劑可以單獨使用，也可以混合使用。所述的低熔點塑料選自低密度聚乙烯或線形低密度聚乙烯，這些低熔點的塑料聚合度一般為為40到1500。本發明采用熔融共混技術，對滑石粉進行表面改性，得到一種具有新型核-殼包覆結構的改性滑石粉粒子。該方法不僅工藝簡單，易于操作，而且使用低熔點的塑料取代了彈性體，成本上也有很大的優勢。這種熔融共混方法對操作的要求低，通過熔融共混使滑石粉與低熔點塑料形成了良好的核-殼包覆結構。所得到的改性滑石粉利于填充塑料粒子，能夠改善被填充的塑料的各項等力學性能，并且降低了塑料的成本，利于環保。
具體實施例方式實施例1(1)取滑石粉IOkg干燥后，與鋁酸酯(DL-411，南京道寧化工有限公司)0. 2kg在 120°C下用高混機以700rpm的速度攪拌20min混勻，得到預處理的滑石粉，取出備用；(2)取1. 8kg低熔點聚乙烯LDPE，與步驟(1)所得預處理過的滑石粉在105°C下用高混機以1400rpm的速度熔融共混15min，得到改性滑石粉。(3)取步驟O)的改性滑石粉13kg，與87kg回收PP (聚丙烯)混勻，經過低溫固相加工方法擠出造粒。產品性能見表1。雙螺桿擠出機一區溫度為130°C，二區溫度為150°C，三區溫度為150°C，四區溫度為180°C，五區溫度為180°C，六區溫度為200°C，七區溫度為210°C，機頭溫度為200°C ；螺桿轉速為120rpm。實施例2(1)取滑石粉IOkg干燥后，與0. Ikg鈦酸酯(NXT-401，南京翔飛化學研究所)和 0. Ikg的硬脂酸在120°C下用高混機以700rpm的速度攪拌20min混勻，得到預處理的滑石粉，取出備用；(2)取1.8kg低熔點聚乙烯LDPE，干燥后與步驟(1)所得預處理過的滑石粉在 105°C下用高混機以1400rpm的速度熔融共混15min，得到改性滑石粉。(3)取步驟( 制備的改性滑石粉13kg，與87kg回收PP混勻，經過低溫固相加工方法擠出造粒。擠出的工藝同實施例1。產品性能見表1。實施例3(1)取滑石粉IOkg干燥后，與鋁酸酯(DL-411-AF，南京道寧化工有限公司)0. 2kg 在120°C下用高混機以700rpm的速度攪拌20min混勻，得到預處理的滑石粉，取出備用；(2)取1. 8kg線形低熔點聚乙烯LLDPE，干燥后與步驟⑴所得預處理過的滑石粉在105°C下用高混機以1400rpm的速度熔融共混15min，得到改性滑石粉。(3)取步驟( 制備的改性滑石粉13kg，與87kg回收PP混勻，經過低溫固相加工方法擠出造粒。擠出的工藝同實施例1。產品性能見表1。實施例4(1)取滑石粉IOkg干燥后，與硅烷偶聯劑(KH-550，深圳市成企商貿有限公司)0. 2kg在120°C下用高混機以700rpm的速度攪拌20min混勻，得到預處理的滑石粉，取出備用；(2)取1. 8kg線形低熔點聚乙烯LLDPE，干燥后與步驟⑴所得預處理過的滑石粉在105°C下用高混機以1400rpm的速度熔融共混15min，得到改性滑石粉。(3)取步驟( 制備的改性滑石粉13kg，與87kg回收PP混勻，經過低溫固相加工方法擠出造粒。擠出的工藝同實施例1。產品性能見表1。表 權利要求
1.一種改性滑石粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將滑石粉干燥后與表面改性劑在Iio 120°C下攪拌混合5 30min，得到預處理的滑石粉；(2)將步驟(1)所得到預處理的滑石粉與低熔點塑料在105 110°C下共混10 30min ；所用的原料組分中，滑石粉、低熔點塑料和表面改性劑的重量比為1 0.1 0. 2 0. 01 0. 05。
2.權利要求1所述一種改性滑石粉的制備方法，其特征在于，所述表面改性劑選自鋁酸酯、鈦酸酯、硅烷偶聯劑或硬脂酸中的至少一種。
3.權利要求1所述一種改性滑石粉的制備方法，其特征在于，所述的低熔點塑料選自分子量為400 1500的低密度聚乙烯或線形低密度聚乙烯。
4.權利要求1所述一種改性滑石粉的制備方法，其特征在于，步驟(1)中混合攪拌的速度為 500 IOOOrpm0
5.權利要求1所述一種改性滑石粉的制備方法，其特征在于，步驟(2)中共混攪拌的速度為 1000 1500rpm。
6.一種改性滑石粉，其特征在于，通過權利要求1 5所述的方法制備，具有核-殼包覆結構。
7.權利要求6所述改性滑石粉作為填充劑在制備改性塑料方面的應用。
全文摘要
本發明公開了一種改性滑石粉，在滑石粉外包覆有低熔點塑料，具有核-殼包覆結構。制備方法包括如下步驟(1)將滑石粉干燥后與表面改性劑在110～120℃下攪拌混合5～30min，得到預處理的滑石粉；混合攪拌的速度為500～1000rpm；(2)將步驟(1)所得到預處理的滑石粉與低熔點塑料在105～110℃下共混10～30min；共混攪拌的速度為1000～1500rpm；滑石粉、表面改性劑和低熔點塑料的重量比為1∶0.1～0.2∶0.01～0.05。方法不僅工藝簡單，易于操作，成本低，能夠改善被填充的塑料的各項等力學性能。
文檔編號C09C3/12GK102558915SQ20101061393
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者吳馳飛, 姜亮靚, 張靚, 王敏, 許海燕 申請人:上海寶利納材料科技有限公司