[发明专利]复合型无机矿粉填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明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，属于化工材料技术领域。

背景技术

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。

发明内容

     为了解决上述问题，本发明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。

     本发明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。

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。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

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℃，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℃的温度条件下保温0.5-1h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0.5-1%。

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℃，且干燥时间为1-1.5h。

     本发明的有益效果为：本发明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，对本发明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γ-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℃，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；