[其他]以铝体系偶联剂为改性剂的新型填充母料

说明书

本发明涉及以新型铝体系偶联剂为改性剂的新型填充母料制备方法。

塑料填充母料是母料（master    batch）中的一类。其作用是在保证良好加工性和制品性能的同时能方便而较多地填加廉价的填料。以达到降低生产成本，改善加工性和制品性能的目的。

填充母料出现于七十年代初，最初是厂家为了便于填充塑料制品的加工，因此只是填料、载体树脂和少量必要助剂的预混物。随着塑料工业的发展，人们希望有一种在填加量更多时仍能保持或进一步改善塑料制品性能的填料，因此一方面采用脂肪酸、树脂酸、表面活性剂和偶联剂等对填料进行活化改性;另一方面应用了改质剂和各种助剂，使之具有更好的性能，于是逐渐形成了介于塑料和原料之间的一类中间产品-填充母料。

我国在一九七八年由北京塑料工业公司文婉元等人研究出以合成聚丙烯中产生的无规副产物为主要载体树脂的无规聚丙烯填充母料（简称APP填充母料），很快在国内获得推广、应用，尤其在聚丙烯打包带等制品中取得较好应用效果和经济效益。但近几年，一方面因聚丙烯的生产采用高效聚烯烃催化剂，无规异构体产量剧减，使全国数十个生产APP填充母料厂家原料短缺，另一方面无规聚丙烯，由于本身分子量的高分散性和结构上的高支链性决定了其热稳定性和机械性能差，致使APP填充母料有许多性能上的不足，如填加量小。制品性能下降明显、易吸潮、光热稳定性差、同时贮存性不佳等。因此后来出现不少改进的APP填充母料，虽性能有所提高，但根本弱点并未完全得到克服。对此，国内外近几年来相继研究出以聚乙烯聚丙烯、低分子聚乙烯或聚乙烯蜡代替无规聚丙烯为载体的新型填充母料，但成本和售价都大幅度提高。

目前，国内外，尤其是国内，普遍采用的聚烯烃填充母料，其配方主要成分（按重量份数计）为：

填料    65.0～80.0

改性剂    0.5～3.0

载体树脂    30.0～15.0

加工助剂    4.5～2.0

常用的填料有各种碳酸盐（如碳酸钙），各种硅酸盐（瓷土、硅灰石、滑石、石棉、云母），氢氧化铝、炭黑、玻璃纤维等。改性剂有各种脂肪酸、树脂酸或其盐类、酯类、或各种表面活性剂、或其混合物、各种钛酸酯、硅烷、锆铝酸酯等偶联剂以及含锡、铝等金属的螯合有机物。在一些场合下有时直接使用已经改性过的活性填料。载体通常是高压聚乙烯、低压聚乙烯、线型低密度聚乙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃蜡、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS等及其混合物。

加工助剂包括润滑剂、软化剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、增白剂和交联剂等。

采用脂肪酸、树脂酸或其盐类、酯类表面活性剂或混合物作为改性剂，成本较低，但因其在填料表面的改性属于物理作用，改性效果往往不够理想，而采用钛酸酯、硼酸酯、硅烷和锆铝酸酯等偶联剂，虽然改性效果较好，但改性剂的成本较高，且改性工艺往往需要采用稀释剂和喷雾加料，致使工艺设备复杂。虽然D、G、Hawthorne也采用过（u.S.P.3、905，936）有机铝衍生物作为填料表面处理剂，但他们所用的有机铝衍生物水解性太大，只能在合成后短时间内用完，结果使其技术在实际上难以被应用。

国内外的填充母料料，尤其是国内，绝大多数的填充母料的载体全部或部分采用无规聚丙烯，但无规聚丙烯为分子量分散性大、高支链的无规异构体，其光热稳定性和机械性能均较差。以无规聚丙烯为主要载体的填充母料在贮存过程不稳定、易吸潮、变色、添加量不大。而且作为原料的无规聚丙烯，往往包混有部分水和机械杂质，生产使用前必需先经压水、烘干以及复杂的剔除机械杂质等许多步骤。这样又增加了填充母料生产工艺中的复杂性，从而导致产品质量的不稳定及产品成本的提高。

针对上述问题，本发明的目的在于通过以铝体系偶联剂为改性剂，提供一种应用范围广，原材料来源广泛，生产工艺简单，成本低、添加量大而且综合性能优异的塑料填充母料。

本发明提供的填充母料制备方法是通过如下方案来解决的：

1、采用本项发明人发明的且有良好水解稳定性和缔合稳定性的新型铝体系偶联剂（中国专利申请号85102942），如采用铝酸酯偶联剂作为填料改性剂，对无机填料进行表面改性，使无机填料的表面性质从亲无机性转变为亲有机性，这样就实现了大量的无机填料与小量的有机载体具有良好的亲和性，同时，在塑料制品的加工成型时，母料的无机组份与有机树脂有良好的亲和性。通常铝体系偶联剂的使用量为填料重量的0.4～2.3%。