一种聚烯烃增强增韧母料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种聚烯烃增强增韧母料及其生产方法。母料中包括如下重量比的组分：聚烯烃：10%-42%，复合超细粉体：50%-80%，粉体活化激发剂：0.02%-1.5%，粉体表面修饰剂：0.8%-5%，粉体表面改性剂：1.2%-5%，接枝剂：0.1%-0.3%，抗氧剂：0.3%-5%，润滑剂：5%-15%，加工助剂：0.5%-1%；其中复合超细粉体是由具有一维针状结构、二维片层结构和三维球形结构的微纳米粉体复合而成。本发明专利技术中针状、片层、球形三种结构的非金属粉体以三维立体网格结构均匀分散在材料中，以此增加了材料的强度和韧性。本发明专利技术母料的生产方法中，先采用多层包覆复合反应工艺对复合超细粉体进行表面活化改性处理，大大提高了非金属材料与载体树脂的相容性，使非金属材料以三维立体网格结构单元的形式均匀分散于材料中，作为材料的骨架，材料力学性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚烯烃功能母料及其生产方法，特别涉及一种以改性多种不同形貌的有机/无机非金属材料的复合超细粉体作为填充料的聚烯烃增强增韧母料及其生产方法。
技术介绍
通过物理或化学的方法在高分子聚合物中添加或共混无机或有机物质，目的是降低材料成本、改善成型工艺、提高材料的性能。国外将煤和改良剂，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯脯、天然橡胶和丁二烯聚合物等混合，制取煤基塑料。以上煤基塑料及组合物采用简单机械共混，表面化学改性，煤和基体之间的相容性较差，材料力学性能不理想。有机/无机材料的形貌决定了其对塑料力学性能的贡献，国内常将碳酸钙或滑石粉采用简单的机械共混改性添加到聚合物中，由于添加的材料较单一，使得制得的材料性能不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种以改性多种不同形貌的有机/无机非金属材料的复合超细粉体作为填充料的聚烯烃增强增韧母料，以使材料的力学性能得到提闻。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种上述聚烯烃增强增韧母料的生产方法，以提高有机/无机非金属材料与载体树脂的相容性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种聚烯烃增强增韧母料，其特征在于，母料中包括如下重量比的组分聚烯烃10%_42%复合超细粉体50%_80%粉体活化激发剂0. 02%-1. 5%粉体表面修饰剂0.8%_5%粉体表面改性剂I 2%-5%接枝剂0.1%-0.3%抗氧剂0.3%_5%润滑剂5%_15%加工助剂0.5%_1%;上述复合超细粉体是由具有一维针状结构、二维片层结构和三维球形结构等多种不同形貌的有机/无机非金属材料的微纳米粉体复合而成；即上述复合超细粉体中包含A、针状粉体，即具有一维针状结构的非金属材料，如纤维材料(包括各种玻璃纤维、木粉、竹粉)、晶须材料(包括镁盐晶须、硫酸钙晶须)、硅灰石等；B、片层无机粉体，即具有二维片层结构的非金属材料，如片状云母、滑石粉等；C、球形无机粉体，即具有三维球形结构的非金属材料，如目数在800目以上的超细碳酸钙及纳米碳酸钙、高岭土、陶土、硅藻土、玻璃微珠、重晶石粉、叶腊石粉等；上述复合超细粉体中各组分的重量比为A、针状粉体1%_20%B、片层无机粉体30%_50%C、球形无机粉体40%_50%。上述复合超细粉体中A、B、C三组分的最佳配比为针状粉体A :片层无机粉体B :球形无机粉体C=IO 40 :50。上述聚烯烃包括各种牌号的聚乙烯和聚丙烯。 上述粉体活化激发剂是硫酸盐；上述粉体表面改性剂是大分子结构的羧酸型稀土 ；上述接枝剂是马来酸酐。上述粉体表面修饰剂是硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂，硬脂酸，硬脂酸钠以及它们的复合物。上述抗氧剂是四季戊四醇酯(抗氧剂1010)，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)，硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)，硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧剂DSTP)以及它们的复合物。上述润滑剂是硬脂酸，硬脂酸钠，硬脂酸锌，硬脂酸钙，氧化聚乙烯蜡(OPE)，聚乙烯蜡，石蜡以及它们的复合物。上述加工助剂是PPA (氟聚合物加工助剂)。一种上述聚烯烃增强增韧母料的生产方法，它是以聚烯烃为载体树脂、微纳米粉体为填料，加入粉体活化激发剂、表面改性剂、表面修饰剂、抗氧剂、润滑剂等助剂；利用高速混合机组进行混合、改性、预塑化，再通过挤出机组进行熔融、塑化、混炼、挤出、造粒，最后风冷切粒得到产品；或者，利用密炼机进行混合、改性、熔融、塑化、混炼，再通过挤出机组进行挤出、造粒，最后风冷切粒得到产品；其特征在于所述填料是由上述A、B、C 二种微纳米粉体组成的复合超细粉体；所述母料的生产方法包括如下步骤(一)高速混合阶段在复合超细粉体与载体树脂复合之前，先采用多层包覆复合反应工艺对复合超细粉体进行表面活化改性处理；所述多层包覆复合反应工艺,包括如下步骤I.复合超细粉体在105 110°C下干燥脱水；2.加入粉体活化激发剂，进行一层包覆复合反应，以释放无机粉体材料表面极性，降低粉体表面结合能；3.加入粉体表面修饰剂，进行再一层包覆复合反应，使粉体材料表面由亲水性向亲油性转变；4.加入粉体表面改性剂，进行再一层包覆复合反应，在粉体表面形成铰链，铰链一端和粉体材料键合，另一端准备与载体树脂在熔融挤出过程中键合，使粉体与树脂相容性增强；(二)熔融挤出阶段在加温和一定挤出压力的作用下，材料在挤出设备中熔融，此时按比例注入接枝剂，使粉体表面改性剂、接枝剂、载体树脂在熔融挤出过程中发生一定化学反应，使粉体和载体树脂牢牢结合。再配以使用具有特殊结构设计的螺杆进行熔融挤出造粒，可使粉体按照一定结构组合成三维立体网格，成为材料的骨架，并由此提高母料产品中具有三维立体网格结构的母料所占的比率。上述方法中，所述复合超细粉体由(A)针状粉体1%_20%、(B)片层无机粉体30%-50%、(C)球形无机粉体40%-50%组成；所述粉体活化激发剂是硫酸盐(其中以硫酸钠效果最佳)，加量为0. 02%-1. 5%，反应时间3飞分钟；所述粉体表面修饰剂是复合偶联剂，即硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂，硬脂酸，硬脂酸钠以及它们的复合物，加量为0. 8%-5%，反应时间2飞分钟；所述粉体表面改性剂是大分子结构的羧酸型稀土，加量为I.2%-5%，反应时间2飞分钟；所述接枝剂是马来酸酐，加量为0. 1%-0. 3%。上述聚烯烃增强增韧母料可按如下两种工艺流程加工生产流程I :精配(电子天平)一高速混合活化包覆(混合机)一加料(螺旋上料机)一混 炼挤出(双螺杆挤出机)一挤出造粒(单螺杆挤出机)一风冷切粒及包装(高压风送、成品料仓、缝包机)。流程2 :精配(电子天平)一密炼混合活化包覆(密炼机)一加料(自动提升机)一喂料(锥双喂料机组)一挤出(单螺杆挤出机组)一造粒(风冷切粒机及高压风送)一包装(成品料仓、缝包机)。本专利技术的有益效果本专利技术的聚烯烃母料以多种不同形貌的有机/无机非金属材料复合改性后的超细粉体作为填充料，多种不同形貌的有机/无机非金属材料中，纤维、晶须等具有一维的针状结构，云母、滑石粉等具有二维的片层结构，碳酸钙等具有三维的球形结构，根据三维立体共混理论，结合特种加工工艺，使得三种结构的非金属粉体以三维立体网格结构均匀分散在材料中，针状、片层、球形的结构材料分别作为三维立体网格结构的梁、墙、核，以此增加了材料的强度和韧性。本专利技术中的改性工艺采用无机-有机多层包覆复合反应工艺，大大提高了有机/无机非金属材料与载体树脂的相容性，使有机/无机非金属材料以三维立体网格结构单元的形式均匀分散于材料中，作为材料的骨架，使材料力学性能得到提高。本专利技术工艺简单、成本低廉，聚烯烃母料的生产过程采用简单的工艺，大量使用廉价的非金属尾矿、伴生矿及木制品工业边角料等非金属材料，因而具有较低的成本，而且性能优良、用途广泛，同PE波纹管和PP管的国家标准对比，性能均达到或超过国家标准。附图说明图I是本专利技术中聚烯烃增强增韧母料的生产工艺流程图；图2是本专利技术中三维立体网格结构单元的示意图；其中，I是三维立体网格结构单元的梁，即纤维、晶须等针状无机粉体，2是三维立体网格结构单元的墙，即片层无机粉体，3是三维立体网格结构单元的核，即球形无机粉体。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃增强增韧母料，其特征在于，母料中包括如下重量比的组分：所述复合超细粉体是由具有一维针状结构、二维片层结构和三维球形结构的三种不同形貌的有机/无机非金属材料的微纳米粉体复合而成；上述复合超细粉体中包含：A、针状粉体，即具有一维针状结构的非金属材料，包括：纤维材料（各种玻璃纤维、木粉、竹粉）、晶须材料（镁盐晶须、硫酸钙晶须）、硅灰石；B、片层无机粉体，即具有二维片层结构的非金属材料，包括：片状云母、滑石粉；C、球形无机粉体，即具有三维球形结构的非金属材料，包括：目数在800目以上的超细碳酸钙及纳米碳酸钙、高岭土、陶土、硅藻土、玻璃微珠、重晶石粉、叶腊石粉；上述复合超细粉体中各组分的重量比为：A、针状粉体：？？？？？？？？1%？20%B、片层无机粉体：？？？？30%？50%C、球形无机粉体：？？？？40%？50%。FDA00001854606300011.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏武，周玮，
申请(专利权)人：安徽邦尼新材料有限公司，李宏武，周玮，
类型：发明
国别省市：