复合型无机矿粉填料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合型无机矿粉填料，包括以下组分且各组分的重量份数为：无机矿粉100份、高分子树脂10-15份、硅烷偶联剂3-5份，且所述的高分子树脂和硅烷偶联剂包覆在所述的无机矿粉的表面。本发明专利技术同时公开了其制备方法。本发明专利技术通过在无机矿粉表面包覆高分子树脂和硅烷偶联剂得到复合无机矿粉，使得无机矿粉在掺加到高分子材料中后，与高分子材料基体具有很好的相容性，界面剪切应力消除，保证了材料本身的冲击性能，同时保证了无机矿粉对高分子材料的改性功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无机矿粉填料及其制备方法，尤其涉及一种复合型无机矿粉填料 及其制备方法，属于化工材料
。
技术介绍
近年来，随着无机矿粉加工技术和高分子材料复合技术的进步，在高分子材料中 应用无机矿粉已从传统意义上的填充剂变为高性能改性剂或功能性助剂，其使用范围越来 越广，然后，由于无机矿粉的种类繁多，其本体的化学组成，表面物理化学特征和物理形态 学特征上存在这多样性，目前的复合技术还远远不能做到对每一种无机矿粉都能最大限度 地发挥其应用价值。 如滑石粉或云母可以改善材料的强度和刚性，高岭土可以改善材料的绝缘性，氢 氧化镁或氢氧化铝可以改善材料的阻燃性，碳酸钙可以降低材料的成本。 但是，无机矿粉与橡胶、塑料等基体材料是两种性质完全不同的材料，他们之间存 在很大的不相容性，如果直接使用无机矿粉作为填料，其界面间容易产生剪切应力，从而导 致复合材料的性能下降，如冲击韧性产生较大幅度的降低，因此，需要对无机矿粉填料的表 面需要进行处理，以克服其本身的缺陷，使其表面产生新的物理、化学等性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种方法简单、改性效果好的复合型无机矿粉 填料及其制备方法。 本专利技术所采用的技术方案为： 复合型无机矿粉填料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数为：无机矿粉 1〇〇份、高分子树脂10-15份、硅烷偶联剂3-5份，且所述的高分子树脂和硅烷偶联剂包覆在 所述的无机矿粉的表面。 进一步，所述的无机矿粉为滑石粉、云母粉、高岭土中的至少一种。 所述的高分子树脂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯晴树脂中的任一种。 所述的娃烧偶联剂为Y_氨丙基二乙氧基娃烧。 上述的复合型无机矿粉填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 无机矿粉预处理：在溶剂中按照重量份数加入硅烷偶联剂，然后再按照重量份数加 入无机矿粉，超声振荡2h后过滤、洗涤干燥，得到表面处理的无机矿粉； (2) 制备高分子树脂单体乳液：在反应容器中加溶剂、乳化剂、并用氨水调节溶液 的pH值为6-8,然后按照重量份数向溶液中滴加高分子树脂单体，加温至80-120°C，在 200-250r/min的搅拌速度下搅拌得到高分子树脂单体乳液； (3) 制备复合型无机矿粉填料：将步骤（1)制备的表面处理后的无机矿粉加入到步 骤（2)制备得到的高分子树脂单体乳液中，同时加入引发剂，超声分散8-10min，然后，在 80-120°C的温度条件下保温0.5-lh进行聚合反应，再经降温、过滤、出料、去除溶剂、烘干 后得到高分子树脂和硅烷偶联剂包覆在无机矿粉表面的复合型无机矿粉填料。 且，所述的引发剂的加入质量为高分子树脂单体质量的〇. 5-1%。 所述的高分子树脂单体乳液的平均粒径为2-5um。 所述的溶剂为水、乙醇、丙醇或丙酮中的任一种。 所述的溶剂与无机矿粉的质量比为3-5:1。 此外，干燥过程中的干燥温度为100-120°C，且干燥时间为1-1. 5h。 本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在无机矿粉表面包覆高分子树脂和硅烷偶联剂 得到复合无机矿粉，使得无机矿粉在掺加到高分子材料中后，与高分子材料基体具有很好 的相容性，界面剪切应力消除，保证了材料本身的冲击性能，同时保证了无机矿粉对高分子 材料的改性功能。 【具体实施方式】 下面结合具体的实施例和对比例，对本专利技术技术方案作进一步详细说明： 实施例1: (1) 无机矿粉预处理：在溶剂中按照重量份数加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷3份，然后 再按照重量份数加入滑石粉100份，超声振荡2h后过滤、洗涤干燥，得到表面处理的无机矿 粉； (2) 制备高分子树脂单体乳液：在反应容器中加溶剂为水、乳化剂、并用氨水调节溶液 的pH值为6,溶剂与无机矿粉的质量比为3:1，然后按照重量份数向溶液中滴加环氧树脂单 体10份，加温至80°C，在200r/min的搅拌速度下搅拌得到高分子树脂单体乳液，高分子树 脂单体乳液的平均粒径为3um; (3) 制备复合型无机矿粉填料：将步骤（1)制备的表面处理后的无机矿粉加入到步骤 (2)制备得到的高分子树脂单体乳液中，同时加入引发剂，引发剂的加入质量为高分子树脂 单体质量的〇. 5%，超声分散lOmin，然后，在80°C的温度条件下保温lh进行聚合反应，再经 降温、过滤、出料、去除溶剂、经温度为l〇(TC烘干1.5h后得到高分子树脂和硅烷偶联剂包 覆在无机矿粉表面的复合型无机矿粉填料。 实施例2: (1) 无机矿粉预处理：在溶剂中按照重量份数加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷5份，然后 再按照重量份数加入云母粉100份，超声振荡2h后过滤、洗涤干燥，得到表面处理的无机矿 粉； (2) 制备高分子树脂单体乳液：在反应容器中加溶剂为丙醇、乳化剂、并用氨水调节溶 液的pH值为8,溶剂与无机矿粉的质量比为5:1，然后按照重量份数向溶液中滴加酚醛树脂 单体15份，加温至120°C，在250r/min的搅拌速度下搅拌得到高分子树脂单体乳液，高分子 树脂单体乳液的平均粒径为5um; (3) 制备复合型无机矿粉填料：将步骤（1)制备的表面处理后的无机矿粉加入到步骤 (2)制备得到的高分子树脂单体乳液中，同时加入引发剂，引发剂的加入质量为高分子树脂 单体质量的〇. 5%，超声分散8min，然后，在120°C的温度条件下保温0. 5h进行聚合反应，再 经降温、过滤、出料、去除溶剂、经温度为120°C烘干lh后得到高分子树脂和硅烷偶联剂包 覆在无机矿粉表面的复合型无机矿粉填料。 实施例3: (1) 无机矿粉预处理：在溶剂中按照重量份数加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷4份，然后 再按照重量份数加入高岭土 100份，超声振荡2h后过滤、洗涤干燥，得到表面处理的无机矿 粉； (2) 制备高分子树脂单体乳液：在反应容器中加溶剂为丙酮、乳化剂、并用氨水调节溶 液的pH值为7,溶剂与无机矿粉的质量比为4:1，然后按照重量份数向溶液中滴加丙烯晴树 脂单体12份，加温至80-120°C，在220r/min的搅拌速度下搅拌得到高分子树脂单体乳液， 高分子树脂单体乳液的平均粒径为4um; (3) 制备复合型无机矿粉填料：将步骤（1)制备的表面处理后的无机矿粉加入到步骤 (2)制备得到的高分子树脂单体乳液中，同时加入引发剂，引发剂的加入质量为高分子树脂 单体质量的〇. 8%，超声分散9min，然后，在100°C的温度条件下保温0. 8h进行聚合反应，再 经降温、过滤、出料、去除溶剂、经温度为11(TC烘干1. 2h后得到高分子树脂和硅烷偶联剂 包覆在无机矿粉表面的复合型无机矿粉填料。 将实施例1-3制备得到的复合型无机矿粉填料和未改性的无机矿粉填料作为对 比例1分别添加到聚丙烯复合材料中，形成四组实施例，加入质量百分比相同，其他组分也 相同，经双螺杆挤出机中经熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料。 下面进行性能测试，方法、标准和测试结果如下： 将实施例1-3、对比例1所得聚丙烯复合材料，事先在90?100°C的鼓风烘箱中干燥 2?3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。 上述实施例1-3和对比实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合型无机矿粉填料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数为：无机矿粉100份、高分子树脂10‑15份、硅烷偶联剂3‑5份，且所述的高分子树脂和硅烷偶联剂包覆在所述的无机矿粉的表面。

【技术特征摘要】
1. 复合型无机矿粉填料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数为：无机矿 粉100份、高分子树脂10-15份、硅烷偶联剂3-5份，且所述的高分子树脂和硅烷偶联剂包 覆在所述的无机矿粉的表面。2. 根据权利要求1所述的复合型无机矿粉填料，其特征在于，所述的无机矿粉为滑石 粉、云母粉、高岭土中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的复合型无机矿粉填料，其特征在于，所述的高分子树脂为环 氧树脂、酚醛树脂、丙烯晴树脂中的任一种。4. 根据权利要求1所述的复合型无机矿粉填料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为 Y _氛丙基二乙氧基娃烧。5. 如权利要求1-4任一项权利要求所述的复合型无机矿粉填料的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： (1) 无机矿粉预处理：在溶剂中按照重量份数加入硅烷偶联剂，然后再按照重量份数加 入无机矿粉，超声振荡2h后过滤、洗涤干燥，得到表面处理的无机矿粉； (2) 制备高分子树脂单体乳液：在反应容器中加溶剂、乳化剂、并用氨水调节溶液 的pH值为6-8,然后按照重量份数向溶液中滴加高分子树脂单体，加温至80-120°C，在 200-250r/min的搅拌速...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪理文，李庆贵，翁永华，丁贤麟，
申请(专利权)人：苏州润佳工程塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32