[发明专利]硅藻土/聚丙烯复合板材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅藻土/聚丙烯复合板材的制备方法。 

背景技术

聚丙烯是由丙烯（CH3-CH=CH2）聚合而得的高分子化合物。在通用五大树脂中，聚丙烯的比重最小，为0.90～0.91；机械性能如屈服强度、拉伸强度、压缩强度、表面硬度计弹性模量均较优异，并有突出的耐应力开裂和耐磨性。有较好的耐热性能，连续使用温度可达120℃，在没有外力作用下，升温到150℃也不变形。聚丙烯几乎无毒，且可耐高温消毒，因此可作为家庭用品、家具和医疗器械等。聚丙烯来源丰富，价格低廉，合成工艺比较简单,加工成型容易。聚丙烯塑料虽有很多优点，但也存在不足之处。最大缺点是耐寒性差，其次是耐气候差、高温刚性不足、透明性不足、熔融强度小和易燃等。为了延长使用寿命并扩大应用范围，须对聚丙烯塑料进行改性。添加无机填充材料是最常见的经济有效的物理改性方法。 

硅藻土是一种生物成因硅质沉积岩，由单细胞低等水生植物硅藻遗骸堆积而成，主要矿物成分是蛋白石及其变种，化学成分以无定型SiO₂为主，具有大量微孔结构。此外，还含有少量Al₂O₃，Fe₂O₃，CaO，MgO，K₂O，Na₂O和有机质等。硅藻土矿物中除了硅藻遗骸外，常含有一定粘土矿物（高岭土、水云母、蒙脱石等）和碎屑矿物（石英、方石英、长石）。硅藻土中杂质的含量不同，其颜色也有差异,主要有白色、灰色、灰白色和浅灰褐色等颜色。 

我国已经探明的硅藻土储量位居世界第二位，仅此于美国，主要集中在我国东部以及西南地区。到目前为止，已在全国14个省区发现硅藻土矿，其中以吉林、云南和浙江三大产区为主，其矿区较大，矿点较多，储量也最丰富，其次为河北和广东。 

硅藻土具有孔隙率高，化学稳定性好，松散密度小，耐磨性和电绝缘性好等特点，是一种性能较好的无机填充剂，近些年作为填充剂广泛应用于塑料，沥青和橡胶等中。 

充分发挥我国硅藻土资源优势，利用储存量大的硅藻土介孔硅材料其质量轻、热稳定性好和化学稳定性好的优良特性采用模压成型方法制备符合环保理念、性能均衡的硅藻土/聚丙烯复合板材,对于合理开发利用我国硅藻土资源具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种模压成型法制备满足实际生活需要的环保无毒装饰板材，达到节约木材资源，降低生产成本，保护生态环境；使用时无有害气体挥发，保护生命安全的硅藻土/聚丙烯复合板材。 

具体步骤为： 

（1）将30g硅藻土和水配成固液质量比为1～1.5:10的浆料，放入三口烧瓶中，搅拌，升温至75～80 ℃，加入占硅藻土质量分数的1%～2%的硅烷偶联剂，恒温加速搅拌50～60分钟，然后进行抽滤，100～105 ℃烘干，得到表面改性硅藻土。

 (2)将9～18g步骤（1）所得的表面改性硅藻土和90g聚丙烯粒料分别于恒温干燥箱中在70～80℃，恒温10～12小时，以除去含有的水分，将干燥后的改性硅藻土和聚丙烯混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机挤出，前后辊的温度均为175～180℃，转速33～35r/min，造粒，得粒料。 

（3）将步骤（2）所得粒料放入模具中，通过 0.25兆牛半自动压力成型机于170℃、3～5Mpa条件下开放气之后模压15～20分钟，后换压至8～10Mpa，保压10～15分钟，移出冷却至室温，脱模取出得硅藻土/聚丙烯复合板材。 

本发明用硅藻土为填料，通过模压成型法得到了复合板材，将所得板材按国标测定其力学性能，所用国标分别为：GB/T1040.1-06，GB1040-92，GB1043-79，GB/T 4340-2009。结果显示复合板材的拉伸强度和弯曲强度较纯PP板材下降了11.6%和8.16%，但是冲击强度和硬度分别提高了42.75%和32.09%。同时硅藻土作为异相成核剂，加速了结晶过程，结晶时间由16.6分钟缩短到14分钟，缩短了加工时间，制备过程及产品绿色无毒。。 

附图说明

图1为本发明实施例改性后的硅藻土电镜图。 

图2为本发明实施例硅藻土改性前后的红外图谱。 

图3为本发明实施例制得的硅藻土/聚丙烯复合板材外观图。 

图4为本发明实施例制得硅藻土/聚丙烯复合板材的冲击断口切面电镜图。 

具体实施方式

实施例：