[发明专利]一种用于塑料的热塑性无机填料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于塑料的热塑性无机填料及其制备方法。该方法将无机填料和未交联前为液体的热固性树脂在高速混合机中混合均匀，再加热、加压使热固性树脂在无机填料表面交联固化，再与热塑性树脂进行混合均匀并进入混练机中反复混炼包覆，出料并冷却，即可制得热塑性无机填料。该方法通过热固性树脂与无机填料的交联固化和包覆，有效提高了界面粘接强度，同时通过热塑性树脂对无机填料的紧密包覆，使得无机填料与塑性料紧密连接，大大增加了在塑料中的添加量，并且整个制备过程简单，原料易得，成本较低，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及填料改性领域，具体涉及通过包覆层进行表面改性，特别是涉及一种用于塑料的热塑性无机填料及其制备方法。

背景技术

随着复合材料研究的深入发展和应用，作为复合材料组分之一的填料，受到人们的重视。填料是材料改性的重要手段，不仅可以降低材料成本，而且可以显著改善材料的各种性能，赋予材料新的特征，扩大其应用范围。对于塑料制品，无机填料地位越来越突出，特别是随着现代材料改性技术的发展，通过无机填料的填充改性，很多塑料制品被赋予了独特的物理与化学性能，如耐磨性、导电性、导热性、阻燃性、耐腐蚀性、气密性等。因此，塑料行业的无机填料的研究和应用受到国内外的广泛关注。

在无机填料中，最重要的是无机矿物填料的研究和应用。塑料是无机矿物填料最主要的应用领域之一，也是塑料成为最广泛使用的工程材料和日用品的主要原因之一，包括塑料薄膜、板片及型材、管材及塑料丝及编织制品、包装箱及容器、包装袋、日用品以及泡沫塑料、人造革、合成革等塑料制品均要填充无机矿物填料。常用的无机矿物填料主要有碳酸钙、滑石粉、高岭土和煅烧高岭土粉、皂土粉、云母和绢云母粉、多孔粉石英、硅灰石粉、透闪石粉、透辉石粉、长石粉、海泡石粉、凹凸棒石粉、重晶石粉、白云石粉、石墨粉、硅藻土粉、以及阻燃无机填料氢氧化镁、氢氧化铝等。无机矿物填料已成为现代有机复合材料和无机复合材料发展最快的原料或辅料，也是现代功能材料最活跃的研究领域之一。

填料的技术层面而言，随着现代新材料性能不断提高的要求，无机矿物填料的技术性能也将进一步优化，成分复杂化、结构多样化、粒度微细化、表面活性化将成为无机矿物填料的主要发展趋势，其中，成分复杂化和结构多样化，实际上就是填料品种的多样化和复合化；粒度微细化，就是无机矿物填料粒度及其分布的超细化；表面活性化，就是填料颗粒表面性质的优化或表面改性。针对用于塑料填充改性时，由于填料与塑料在化学结构和物理形态上，存在显著的差异，两者缺乏亲和性，材料热塑性较差，而现有的表面改性技术，如细化处理或添加偶联剂等，效果不佳，需要进一步的深入研究。

中国发明专利申请号201410727267.0公开了一种复合型无机矿粉填料，各组分的重量份数为：无机矿粉100份和高分子树脂10-15份，将高分子树脂包覆在所述的无机矿粉的表面。此发明通过在无机矿粉表面包覆高分子树脂得到复合无机矿粉，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。

中国发明专利申请号201410004534.1公开了一种制备聚合物/无机填料复合材料的方法，将聚合物和无机填料按照一定配比混合造粒后，通过双向拉伸熔体混合成型一体化装置中的挤出机输送，经塑化熔融，并在双向拉伸熔体混合器的双向拉伸-剪切作用力下，得到无机填料分散较好、性能优异的聚合物/无机填料复合材料的粒料或片材。

中国发明专利申请号201510573366.2公开了一种新型塑料粉末，包括线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、偶联剂处理的纳米二氧化硅、偶联处理的微米级石灰石、增韧剂EVA、抗氧化剂1010、粉末助剂复合改性聚乙烯粉末。采用平行双螺杆挤出机、高速混合机和高速粉碎机进行制备，所得产品的机械强度高、柔韧性好、与基材粘合力强。