[发明专利]一种用于塑料填充母料中的石墨烯改性高岭土及制备方法

说明书

本发明涉及塑料填料领域，公开了一种用于塑料填充母料中的石墨烯改性高岭土及制备方法。包括如下制备过程：（1）将高岭土的悬浊液加入硫酸铈溶液，反应后离心、干燥、研磨、焙烧，制得铈改性高岭土粉体；（2）将单体丙烯酰胺、交联剂、分散剂、铈改性高岭土粉体、石墨烯分散于水，混合后制得浆料A；（3）将冰晶石粉末加入浆料A水中，混合均匀制得浆料B；（4）在浆料B中加入起泡剂、引发剂和催化剂，聚合反应后焙烧，制得石墨烯改性高岭土。本发明制得的改性高岭土与普通高岭土相比，层间距和比表面积大，吸附性好，与塑料基体的相容性好，在塑料母料中的分散性佳，并且通过聚合反应将石墨烯、冰晶石粉与铈改性高岭土粉体良好的连接，可有效增强塑料母料的分散性和强度、耐磨性。

技术领域

本发明涉及塑料填料领域，公开了一种用于塑料填充母料中的石墨烯改性高岭土及制备方法。

背景技术

随着塑料工业的发展，塑料母料对推动塑料工业的迅猛发展起了很大作用，其主要特点是：可以简化生产工艺过程；原料混合方便，混炼质量均匀，提高生产效率及制品性能指标；减少粉尘飞扬及对设备的磨损；降低制品在换色时清洗螺杆的用料量；延长原料储存的保质期等。主要有：色母料，用于染色；填充母料替代各种填充剂，填充各种树脂；阻燃母料，用于各种场合下的阻燃制品；耐紫外线母料，用于室外制品的抗老化；导电母料，用于导电塑料制品；发泡母料，用于发泡塑料制品等。

母料的理想结构由四部分；母料的主体核心部分、偶联剂、分散剂、增混物。其中核心部分为无机粉末填料。一般要求粉末具有较细的粒度，平均粒径最好在10μm以下，添加量为70~85%。如碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、粉煤灰、玻璃微珠等等都可以作为填料的核心部分。其中高岭土的应用越来越广。

高岭石是世界上第一种以中国原产地为通用名称的矿物，高岭土以高岭石为主要矿物成分，是塑料、橡胶、电缆、耐火材料、涂料、造纸、水泥、油漆、油墨、陶瓷、催化剂、环保、农业等多种行业不可或缺的矿物原料。作为一种优质功能性填料应用后，可以显著提高产品的各项应用参数，将会大大提高目前条件下高岭土原矿的利用效率。高岭土的深加工技术主要包含选矿提纯、超细粉 碎及表面改性等。在超细粉碎、在表面改性领域，经常用到插层 - 剥片法获得纳米级高岭土。对高岭土表面改性,主要是追求提高其白度、表面化学活性及与聚合物的相容性。

中国发明专利申请号200710025322.1公开了一种以机械力化学方法制备表面疏水的改性高岭土粉体,以球磨机为改性工具，先在玛瑙球磨罐中放入玛瑙磨球，以6000目高岭土为原料，称取高岭土放入球磨罐，再加入有机改性剂，将装好原料的球磨罐固定，控制不同球磨时间和球磨转速对高岭土进行机械力化学改性。本发明所制得的改性高岭土粉体粒度小，颗粒分散均匀稳定，具有很好的疏水性能，可用于疏水涂膜，墙面防水涂料，橡胶塑料填充等生产领域。

中国发明专利申请号201611225368.3公开了一种改性高岭土的制备方法，包括以下步骤：S1，混合物料：将高岭土进行高温焙烧后冷却得到焙烧高岭土，将焙烧高岭土、外加铝源、外加锌源和酸加入容器中，搅拌均匀，制得混合物料；S2，将步骤S1中制备而成的混合物料过滤，用去离子水洗涤产物，得到混合物浆液；S3，将步骤S2中制得的混合物浆液放入密闭容器中高温加热反应，加热的温度为120~165℃，恒温反应1~2小时即得。此发明的改性高岭土的制备方法中在密闭条件下进行，使高岭土等物质中的铝源和锌源和酸的反应能更加完全，从而使无机酸的用量达到最小化，并且其它性能也相应得到提高。

根据上述，现有方案中用于塑料母料的高岭土无机填料存在与塑料基体相容性差，在塑料母料中的分散性差，影响塑料母料的强度，制约了高岭土在塑料母料中的应用，本发明提出了一种用于塑料填充母料中的石墨烯改性高岭土及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的用于塑料母料的高岭土存在与塑料基体相容性差，在塑料母料中的分散性差，得到的塑料母料强度低，性能不理想。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：