[发明专利]一种叶蜡石改性塑料的复合材料及其制备方法和叶蜡石的应用

说明书

技术领域

本发明涉及塑料改性技术领域，具体涉及一种叶蜡石改性塑料的复合材料、制备方法及叶蜡石在塑料改性中的应用。

 

背景技术

目前塑料的用途越来越广泛，为了改善或增加塑料的功能，使其在电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性能等方面达到特殊环境条件下使用的功能，为了降低塑料的使用成本，提高或改善其综合性能，以满足不同的需要，塑料常要通过物理的、化学的或机械的方法进行改性才能适应各种实际要求。其中在塑料中加入一定量的填料是降低塑料价格，改善其性能的重要方法。但目前塑料改性的粉体填充体系最常用的有碳酸钙、硫酸钡、云母粉以及其他常见粉体材料，其主要作用是降低塑料的使用成本，对其性能方面没有任何的改善。此外在需要阻燃要求的体系中需要额外加入阻燃剂，一方面增加了材料改性成本，另一方面还会导致塑料机械性能有所下降。

叶蜡石为晶体结构，属层状硅酸盐矿物，其晶体结构是每一结构单位层由上下二层（Si-O）四面体层中间夹一层（Al-O,OH）八面体层组成。中国叶蜡石矿资源丰富，开发利用方面主要产品为陶瓷级、耐火材料级、玻璃级、雕刻级。

本发明中将叶腊石作为填料应用于塑料中可以提高热变形温度和弯曲强度，同时起到阻燃剂作用，并且能够降低成本。

 

发明内容

本发明的目的是提供了一种叶蜡石改性塑料的复合材料、制备方法，达到提高改性塑料的热变形温度和弯曲强度。

本发明的第三个目的是提供一种叶蜡石作为填料和阻燃剂在塑料改性中的应用，叶蜡石填充塑料后还可以起到阻燃作用，降低改性塑料的生产成本。

一种叶蜡石改性塑料的复合材料，由下列组份按重量份制备而成：

塑料树脂　100份

叶蜡石　　10~35份

偶联剂　　0~10份

抗氧剂　　0~1.5份

润滑剂　　0~2份。

上述方案的优选方案是，所述塑料树脂为聚烯烃和聚酰胺（PA）。所述的聚烯烃优选为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯，所述的聚酰胺优选为PA6、PA66、PA6 10和PA6 12。

所述叶蜡石为粉末状颗粒，其粒径为500～1500目。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和亚磷酸酯抗氧剂亚磷酸酯抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）。

所述润滑剂为次乙基双硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。

所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）或马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）。

本发明第二个技术方案是提供一种制备上述叶蜡石改性塑料复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）按以下比例配备原料：塑料树脂100份、叶蜡石10~35份、偶联剂0~10份、抗氧剂0~1.5份以及润滑剂0~2份；

（2）将偶联剂溶于甲醇或乙醇配制成质量比为20%~50%的偶联剂溶液；

（3）将叶蜡石置于（2）中的偶联剂溶液中进行表面处理15~35min后，烘干；

（4）将经（2）处理的叶蜡石与塑料树脂、抗氧剂、润滑剂一起置于高速混合机搅拌分散10~25min；

（5）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得叶蜡石改性塑料复合材料；所述挤出机从喂料到机头各区温度分别为150℃~180℃、180℃~235℃、210℃~240℃、210℃~245℃、220℃~245℃、210℃~245℃和210℃~240℃，主机转速350rpm~450rpm，切粒机频率15Hz~35Hz。

本发明的第三个技术方案是提供一种叶蜡石在塑料改性中的应用，所述叶蜡石作为塑料改性中的填料和阻燃剂的用途。

本发明中叶蜡石为层状铝硅酸盐矿物，晶型呈扁长板状，其每一结构单位层由上下二层（Si-O）四面体层中间夹一层（Al-O,OH）八面体层组成。叶蜡石加工性优异，遮盖性、热稳定性好，常用白度为50%～90%。本发明中叶蜡石经筛选、研磨和精制等步骤制得细度为500～1500目的粉末状颗粒。

本发明的叶蜡石改性塑料复合材料中叶蜡石可直接作为填料进行使用，但经偶联剂表面处理后其填充、阻燃的效果更佳。

本发明的叶蜡石可应用于其他塑料树脂的改性过程中，用作填充剂与阻燃剂，但最优的是应用于聚烯烃和聚酰胺，其改性效果更为显著。

所以本发明具有下述有益效果：