[发明专利]增韧、增刚双功能填充母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填充母粒，特别是涉及一种用于增强塑料制品韧性或刚性的双功能填充母粒及其制备方法。

背景技术

塑料制品的主要原料来自石油，世界石油资源有限，随之时间的推移会越来越匮乏。将资源丰富、价格低廉的无机粉填加到塑料制品中(填充改性)是降低塑料制品生产成本、节约资源的有效手段。然而将改性无机粉填加到塑料中去，无论添加量多少，大多数情况下都会使塑料制品变脆，韧性降低。添加量越多，韧性降低越厉害。对于高分子材料来说，韧性与刚性是两种相互矛盾的固有属性，要想提高材料的韧性，刚性必然会降低，同样要想提高材料的刚性，韧性也要降低。对于填充改性来说，要想做到，在保证材料的刚性或韧性不受影响的情况下，提高韧性或刚性，是目前摆在填充改性行业一大难题，尽管大家在这方面做了不少工作，但至今都未得到很好解决。

增韧、增刚双功能填充母粒，主要应用于PE、PP、PS、HIPS等塑料制品领域，这种制品大约占塑料制品总量的70％。主要制品有：管材、片材，各种异型材，注塑制品和中空吹塑制品等。这类制品将占PE、PP、PS、HIPS总制品量的70％以上。2010年我国塑料制品总产量为5830.38万吨，如果按上述两个70％计算，我国2010年需要应用增韧、增刚双功能填充母粒的制品总量为2856.89万吨，按15％添加量计算，全年增韧、增刚双功能填充母粒需要量为428.5万吨，占填充母粒总量(612.2万吨)70％，由此可见，开发增韧、增刚双功能填充母粒，对于改善和提高填充改性塑料制品综合性能意义重大，市场需求量和发展空间十分广阔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有增韧、增刚双功能的填充母粒及其制备方法。

为达上述目的，本发明一种增韧、增刚双功能填充母粒，包括无机料、表面活化剂、加工助剂和载体树脂，所述各组分的重量比为：无机料∶表面活化剂∶加工助剂∶载体树脂＝70～82∶2～4∶3～6∶10～16。

进一步地，本发明的双功能填充母粒，其中所述无机料由晶须料、微观片状结构料和纳米CaCO₃按重量比40～60∶40～60∶2～8组成。优选所述晶须料选自硅灰石料(wollastonite)、透闪石料(Amphibole var.Tremolite)和硫酸钙晶须中的一种或两种以上任意比例的混合物，其粒径为5～10μm。所述微观片状结构料是滑石粉和云母粉中的一种或两种以任意比例的混合物，其粒径为5～10μm。

本发明的双功能填充母粒，其中所述表面活化剂由小分子活化剂和大分子活化剂按重量比1∶2～0.5组成；

优选地，所述小分子活化剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和稀土偶联剂中的一种或两种以上以任意比例的混合物；所述大分子活化剂为EAA(乙烯/丙烯酸共聚物)、聚乙烯/马来酸酐接枝共聚物、环氧大豆油、油酸和硬脂酸中的一种或两种以上以任意比例的混合物。

本发明的双功能填充母粒，其中所述加工助剂为PE蜡、pp蜡、固蜡、矿物油、脂肪酸酰胺中的一种或两种以上以任意比例的混合物。

本发明的双功能填充母粒，其中所述载体树脂由PE和弹性体按重量比1∶2～0.5组成；

优选地，所述PE为LDPE(低密度聚乙烯)和LLDPE(线型低密度聚乙烯)中的一种或两种以任意比例的混合物；所述弹性体为POE(乙烯-辛烯共聚物)、SBS(苯乙烯类热塑性弹性体，以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和乙丙橡胶中的一种或两种以上以任意比例的混合物。

本发明填充母粒中上述各原料市场有售。

本发明还涉及制备上述双功能填充母粒的方法，包括以下步骤：

(1)活性无机料的制备

将无机料加入搅拌机内，于80-100℃温度下先加入小分子活化剂高速搅拌10-15min，再加入大分子活化剂继续搅拌至温度达120-140℃，即得活性无机料；所述高速搅拌的速度为3000-5000r/min。

(2)双功能填充母粒的制备

将活性无机料、加工助剂和载体树脂按所述比例加入密炼机内，于160-190℃下塑炼15-20min成面团状物料，将面团状物料加入锥型双螺杆挤出机于160-190℃下挤出造粒，即得增韧、增刚双功能填充母粒。

本发明制备双功能填充母粒的方法中所用设备均为本领域常规设备。