一种石塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于石塑复合材料领域，具体公开了一种石塑复合材料及其制备方法。本发明专利技术通过无机填料的表面改性技术，实现了多种高分子聚合物与无机填料的复合改性，改善了无机填料与塑料的相容性，制得了一种兼具良好外观形貌及力学性能的石塑复合材料，提升了该类材料的综合性能，使其能够满足于应用于高端塑料制品时的性能需求，打破了无机填料只能用于低端塑料制品的填充材料的限制，同时大大降低了工程塑料生产成本，减少了石油资源的消耗，拓展了无机填料的应用空间。填料的应用空间。

【技术实现步骤摘要】
一种石塑复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于石塑复合材料领域，具体涉及一种石塑复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高科技时代塑料作为新型人造材料，成为了经济与科技发展的重要支柱材料之一，目前全球塑料制品年产量超过3亿吨，随着塑料行业的高速发展生产企业越来越多，产品也是五花八门的渗透到了各个领域，新产品、新花样、新功能层出不穷，这些产品在满足产业需求和丰富人们生活的同时也消耗了大量日趋枯竭的不可再生的石油资源，因此，导致出现塑料树脂价格大幅上涨的现象，给大量的塑料生产企业带来了残酷的价格竞争，许多企业希望不断改进塑料性能的同时进一步降低成本；同时这些纯塑料树脂生产的塑料制品在用弃后，还会产生大量环境不可消纳的废弃物，给环境造成大量“白色垃圾”，也给人类带来了极大的环境污染困扰。如何平衡工业应用、降低生产成本、节约石油资源与环境保护之间的关系，成为当前塑料行业生存与发展的主要难题。
[0003]石、塑复合改性技术可能成为解决这一问题的可行途径。石、塑复合改性技术主要是将塑料基体树脂和廉价矿石制成的无机粉体采用特殊的聚合物共混改性技术，制成一种聚合物石、塑复合材料，该复合材料用于生产塑料制品时需要满足制品的不同技术要求，这就需在制备该复合材料时加入不同矿石粉和不同的用量，以达到某种或多种不同技术需求。矿石粉除了降低成本外，还能够改进塑料的加工性能，并赋予材料某些特殊的物理化学性能。且不同的矿石粉体有着不同的改性功能，如提高材料的刚性和尺寸稳定性、抗压抗冲击、耐腐蚀、绝缘、降低制品收缩率，提高其耐热性、改进塑料的散光性、吸附材料气味、抗擦伤性、平滑度等多种功能。因此，一种理想的聚合物石、塑复合材料不仅可以大大降低塑料制品生产成本，还可以提高塑料制品物理性能，同时又可以节省大量石油资源。此外，该类材料由于添加了大量的无机粉体，用弃后在自然条件下受到光照后就会产生崩解变成碎片，经过一段时间光照后就变成了粉末，实现了减少白色污染的目的。因此，聚合物石、塑复合材料在未来高速发展的塑料工业中将发挥重要的作用。
[0004]目前聚合物石、塑复合材料有两部分，其中一部分为碳酸钙填充聚氯乙烯，主要用于生产塑料地板，另一部分是碳酸钙填充聚烯烃的低端填充料，这部分填充料是采用碳酸钙填充通用塑料聚烯烃树脂制成。所以，聚合物石、塑复合材料也属于一类无机粉体填充材料，这类材料目前仍存在着诸多缺点。例如，存在填充料分散性不好、填料添加量少、制品有团聚晶点、流痕、气味、表面析出及光洁度差等缺点，还存在填料的添加量超过20％的塑料制品综合性能急剧下降，限制了聚合物石、塑复合材料在高科技塑料领域的推广应用，限制了塑料制品在高科技领域的发展空间，也给高端塑料制品生产企业带来了高成本的经济困扰，同时塑料的使用量无法明显降低。
[0005]现有聚合物石、塑复合材料中为了增加填料和塑料的相容性，一般在矿石粉与塑料复合前表面形成小分子包覆层，该包覆层有机链段短，在高分子聚合物高温加工条件下，很多会被分解变成气体排出聚合物，所以能和高分子聚合物材料起化学反应的基团大大减
少，导致无机粉体与高分子有机聚合物的界面相容性降低，无法很好地解决填料与塑料相容性差的问题，导致其韧性较差。且常规的技术仍然存在生产塑料制品时出现了难闻气味、表面析出、粉体团聚晶点、制品表面粗糙、综合性能下降等现象，这些问题进一步导致填料的添加量很低，达不到降低生产成本的目的。因此，仍需开发一种既能够增加填料和塑料的相容性，又能实现高填充量，从而达到了石、塑复合材料良好的综合性能，满足高端塑料制品对其韧性性能需求。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术涉及的填料和塑料相容性及产品物理综合性能差等问题，本专利技术通过表面改性技术将提供一种石塑复合材料及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，具体包括以下技术方案：
[0008]一种石塑复合材料，包括如下重量份的制备原料：无机填料30
‑
90份，聚合物10
‑
70份，粉体表面改性剂0.5
‑
4.5份，扩链剂0.01
‑
1份，改性剂0.01
‑
3份，润滑剂1
‑
3份；
[0009]所述粉体表面改性剂包括环链式多元聚合物超分散剂、多己内多酯多元醇
‑
多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯型高分子分散剂、聚酯型高分子分散剂、复合型大分子聚合物改质剂、偶联剂中的至少一种；所述偶联剂包括含稀土元素的偶联剂。
[0010]目前现有的石、塑复合材料中，一般是采用钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂等对无机填料进行改性，如上述
技术介绍
所述，这些偶联剂均为低分子化合物，因此对无机填料改性后在其表面形成小分子包覆层，该包覆层有机链段短，在高分子聚合物高温加工条件下，很多会被热分解变成气体排出，能和高分子聚合物材料起化学反应的基团大大减少，导致无机填料与高分子有机聚合物的界面相容性较差。而本专利技术采用了带有高分子链段的粉体表面改性剂对无机填料进行了表面活化改性，所述粉体表面改性剂选择所述特定物质种类的大分子聚合物，所述特定选择的粉体表面改性剂能够在无机填料表面引进大量不可逆的有机官能团，使聚合物的大分子有机官能团与无机填料形成较好的相容性，又能和基体塑料形成很好的结合，可大大提高的复合材料中的无机填料的添加量，且复合材料的力学、外观性能等综合性能较好。
[0011]作为本专利技术优选的实施方式，所述粉体表面改性剂包括环链式多元聚合物改性剂LD
‑
1019、复合型大分子聚合物改质剂LD
‑
300P中的至少一种。
[0012]作为本专利技术优选的实施方式，所述聚合物包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲醛(POM)中的至少一种，上述的聚合物基体能够与本专利技术改性后的无机填料具有良好的相容性。
[0013]作为本专利技术优选的实施方式，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、硅藻土、云母粉、高岭土、硅灰石中的至少一种。
[0014]作为本专利技术优选的实施方式，所述无机填料粒径为600
‑
2500目。
[0015]上述无机填料一般也称矿石粉，都是塑料改性常用的矿石粉，不同矿石粉对塑料制品有着不同的改性功能，可以使用单一一种、两种或两种以上的复合矿石粉，可根据实际
制品性能需求选择不同的矿石粉的方案。
[0016]作为本专利技术优选的实施方式，所述粉体表面改性剂进一步包括偶联剂。本申请中所述粉体表面改性剂进一步优选含有偶联剂，所述偶联剂的加入可以与上述所述粉体表面改性剂的特定物质相互配合对无机填料进行表面改性，在无机填料表面共同引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石塑复合材料，其特征在于，包括如下重量份的制备原料：无机填料30
‑
90份，聚合物10
‑
70份，粉体表面改性剂0.5
‑
4.5份，扩链剂0.01
‑
1份，改性剂0.01
‑
3份，润滑剂1
‑
3份；所述粉体表面改性剂包括环链式多元聚合物超分散剂、多己内多酯多元醇
‑
多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯型高分子分散剂、聚酯型高分子分散剂、复合型大分子聚合物改质剂、偶联剂中的至少一种；所述偶联剂包括含稀土元素的偶联剂。2.如权利要求1所述的石塑复合材料，其特征在于，所述粉体表面改性剂包括环链式多元聚合物改性剂LD
‑
1019、复合型大分子聚合物改质剂LD
‑
300P中的至少一种。3.如权利要求1所述的石塑复合材料，其特征在于，所述偶联剂还包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝锆复合偶联剂中的至少一种。4.如权利要求3所述的石塑复合材料，其特征在于，所述含稀土元素的偶联剂为稀土偶联剂、稀土铝钛复合偶联剂中的至少一种。5.如权利要求1所述的石塑复合材料，其特征在于，所述改性剂包括甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯三元共聚物、聚烯烃弹性体和甲基丙烯酸缩水甘油酯中至少一种。6.如权利要求1所述的石塑复合材料，其特征在于，所述扩链剂包括噁唑啉类扩链剂、异氰酸酯类扩链剂中的至少一种。7.如权利要求6所述的石塑复合材料，其特征在于，包括如下中的至少一项：所述噁唑啉类扩链剂包括2,2
‑
双(2
‑
噁唑啉)、2,2
‑
(1,3
‑
苯撑)
‑
双(2
‑
噁唑啉)中的至少一种；所述异氰酸酯类扩链剂包括二苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：庾高轩，李玉荣，
申请(专利权)人：永轩新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：