[发明专利]无机粉体塑料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无机粉体塑料（俗称石头塑料）及其制备方法。

背景技术

将无机粉体应用于塑料制品的生产由来已久。其不但可以降低成本，而且可以提高塑料制品的性能。目前在塑料制品生产中，无机粉体主要通过对粉体的表面偶联改性从而达到与树脂相容填充，无机粉体的添加量一般仅为10%-30%。随着石油资源的逐渐缩减，使塑料原料的价格不断升高，人们希望利用更多低成本的无机粉体替换塑料。但如果进一步提高无机粉体在塑料制品中的填充量，将会严重影响制品的力学性能。因此通过改进无机粉体的性能和提高在塑料制品中的填充量对无机粉体的进一步推广应用至关重要。

无机粉体作为一种公认的低成本无公害、无“三废”的绿色环保产品，世界各国都非常重视对它的研究开发。已有研究报道，微细化的无机粒子尺寸效应源于其表面的非配对原子多，与聚合物能力强，对聚合物的物理性能有极大的改善。然而在实际应用中，微细化的无机粉体粒子在聚合物中的分散状态并不理想。由于微细化粉体的粒径小、比表面积大、表面能高，易团聚成聚集体，从而导致聚合物的加工困难，性能下降。因此只要从根本上改进无机粉体的性能将极大地促进无机粉体在塑料中的添加量，从而缓解人们对石油资源塑料的依赖。本发明为此提出了一种以无机粉体为主要成分的无机粉体塑料（俗称石头塑料）。该石头塑料可直接加工成塑料制品，塑料制品的无机粉体含有量可高于75%，其性能达到或超过普通塑料制品的性能，成本大幅降低，减少了石油资源的消耗量。符合当前国内产业结构转型和调整，具有极大的发展潜力和市场需求。

发明内容

    针对上述情况，本发明首先提供了一种具有良好的流动性和可热塑加工、可以加工塑料制品的无机粉体塑料（俗称石头塑料），并进一步提供了其制备方法。

本发明的无机粉体塑料，由裹覆层包覆的微细化无机粉体颗粒微胶囊与高分子聚合物组成，以重量份计的组成为：

无机粉体微胶囊                  75-85份，

高分子聚合物成分                15-25份。

其中：所说的高分子聚合物成分，一般可以为塑料工业中常用的聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、茂金属聚乙烯（MPE）、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丙烯（PP）中的至少一种；

所说无机粉体微胶囊中的无机粉体，可以包括目前在塑料制品加工中常用的多种无机粉体材料，如粒径为2.5~5.0μm的云母粉、方解石、大理石、高岭土、重晶石粉、硅藻土、滑石粉、硅灰石、水镁石、海泡石、玻璃纤维中的至少一种；所说裹覆层的重量份组成为：

活性剂                           1-2份，

引发剂                       0.05-0.1份，

界面改性剂                       2-3份，

分散剂                        0.1-0.5份，

其中，活性剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸酐、烷氧基苯乙烯-苯乙烯磺酸共聚物、癸二酸中的一种；

引发剂为过硫酸盐、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种；

界面改性剂为凝固点≥50℃的聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、56号石蜡、单硬脂酸甘油酯、乙撑双硬脂酸酰胺、十八烷酸中的一种；

分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、硬脂酸钠、氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、月桂酸钠中的至少一种。

上述组成中，对所说无机粉体微胶囊中的无机粉体材料的一种优选方式，是采用由云母粉、方解石、大理石、高岭土、重晶石粉、硅藻土、滑石粉中的至少一种成分，与长径比为5-10的硅灰石、水镁石、海泡石、玻璃纤维中的至少一种成分组成的复合物形式。采用粒状无机粉体材料与纤维状无机粉体搭配使用的方式，可有利于根据使用需要调整和保证最终制品达到所希望的韧性、强度等方面力学性能。

上述组成中的另一种优选形式，是选择熔体指数为0.2~4.0g/10min范围的所说高分子聚合物成分，并可在此范围内进行调整，以有利于满足加工工艺的需要。例如，作为制造板材、注塑制品的塑料原料使用时，可以选择具有较高熔体指数的高分子聚合物成分，而作为用于包装薄膜、薄片材制造原料的塑料时，则可以选用熔体指数较低的高分子聚合物成分。