[发明专利]一种纳米碳酸钙塑料母粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米碳酸钙塑料母粒，其包括以下质量分数的原料：高分子量聚乙烯60～70份，聚烯烃弹性体POE 35～45份，改性纳米碳酸钙15～25份，云母粉10～15份，滑石粉10～15份，纳米二氧化钛5～10份，茶多酚3～5份，硅烷偶联剂1～3份，聚乙烯吡咯烷酮5～8份；所述的纳米碳酸钙塑料母粒的制备方法，其是将上述原料混合均匀后送入双螺杆造粒机，经双螺杆造粒机高温熔融、塑化混合、挤出造粒后，冷却得到纳米碳酸钙塑料母粒。本发明解决纳米碳酸钙在塑料母粒中分散不均匀、易团聚的问题，制备得到高性能的纳米碳酸钙塑料母粒。

技术领域

本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种纳米碳酸钙塑料母粒及其制备方法。

背景技术

近年来，由于各种合成树脂及化工原料的用量不断扩大，在塑料、橡胶等工业中，人们越来越多地考虑到在高分子合成材料中加入资源丰富、价格低廉的无机填料，塑料填充改性母粒是近年来发展最快的塑料新行业，已成为塑料加工业的重要部分和塑料制品的主要添加材料之一，而碳酸钙以其价格低廉、色泽洁白、综合性能良好成为塑料填充改性母粒的主要填料，以前用于填充的碳酸钙主要为重质碳酸钙、轻钙，补强、增韧性能很低，主要是起填充作用。随着复合材料工业的迅速发展,碳酸钙已不仅仅是一种填充剂,也是一种重要的改性剂，使用纳米碳酸钙作为一种功能性填料，由于其具有粒子尺寸小、比表面积大、表面原子处于高度活化状态，与聚合物有很强的界面相互作用，可对聚合物同时进行增韧增强，在降低成本的同时，还能改善塑料制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热稳定性，提升塑料制品的耐老化和阻燃等性能，但纳米碳酸钙在塑料母粒中的分散粒径大小及分散均匀性对填充母粒的性能和均匀性有很大的影响，会直接影响塑料母粒的加工和补强性，而且还会出现与橡塑有机物相容性差，耐高温黄变效果不佳等问题。

发明内容

针对上述不足，本发明公开了一种纳米碳酸钙塑料母粒及其制备方法，解决纳米碳酸钙在塑料母粒中分散不均匀、易团聚的问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种纳米碳酸钙塑料母粒，其包括以下质量分数的原料：高分子量聚乙烯60～70份，聚烯烃弹性体POE 35～45份，改性纳米碳酸钙15～25份，云母粉10～15份，滑石粉10～15份，纳米二氧化钛5～10份，茶多酚3～5份，硅烷偶联剂1～3份，聚乙烯吡咯烷酮5～8份；

所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括以下步骤：

S1取纳米氢氧化钙和去离子水搅拌混合得到浆料，所述浆料中纳米氢氧化钙的浓度为60～90g/L；接着搅拌浆料并且向浆料中加入豆蔻酸和透明质酸，然后加热至60～65℃恒温1～2h，所述浆料、豆蔻酸和透明质酸的质量比为100:（0.5～1）:（1～3）；

S2向经过步骤S1处理的浆料中加入氨水调节pH值为7.0～8.5，然后投入到超重力碳化反应器中，控制碳化温度为80～90℃，二氧化碳气流量为100～150L/h，超重力碳化反应器中转子的转速为2000～2500r/min，碳化时间为1～2h，然后将碳化结束后得到的浆液压滤，将沉淀在95～100℃下干燥4～6h后粉碎，即得到改性纳米碳酸钙。

一种纳米碳酸钙塑料母粒的制备方法，其包括以下步骤：

（1）取纳米氢氧化钙和去离子水搅拌混合得到浆料，所述浆料中纳米氢氧化钙的浓度为60～90g/L；接着搅拌浆料并且向浆料中加入豆蔻酸和透明质酸，然后加热至60～65℃恒温1～2h，所述浆料、豆蔻酸和透明质酸的质量比为100:（0.5～1）:（1～3）；

（2）向经过步骤（1）处理的浆料中加入氨水调节pH值为7.0～8.5，然后投入到超重力碳化反应器中，控制碳化温度为80～90℃，二氧化碳气流量为100～150L/h，超重力碳化反应器中转子的转速为2000～2500r/min，碳化时间为1～2h，然后将碳化结束后得到的浆液压滤，将沉淀在95～100℃下干燥4～6h后粉碎，即得到改性纳米碳酸钙；