[发明专利]聚丙烯和聚乙烯用碳酸钙填料母粒及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及高聚物加工助剂领域，具体涉及一种聚丙烯和聚乙烯用碳酸钙填料母粒及其制备工艺。

背景技术

碳酸钙是高分子复合材料中广泛使用的一种无机填料。在橡胶、塑料制品中添加碳酸钙，可在一定程度上提高制品的强度、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性及刚性等，并降低制品成本。但无机填料亲水正在油的表面特性，使其与高分子材料相容性差，因此加工中易形成不规则的聚集体，造成在高分子材料内部分散不均匀，从而产生内部缺陷，导致制品的物理机械性能降低。为了克服碳酸钙粉体应用中的上述缺点，改善其与高分子材料的相容性和分散性，使其成为一种功能性补强增韧的填充材料，近年来一直是国内外粉体改性及应用领域的一个热点。因此，如何能在保证制品各项性能的前提下，通过一定的表面改性技术，有效提高无机填料（碳酸钙）的用量，减少高分子材料的相对用量，降低制品的成本，成为衡量一个企业技术能力高低的重要标志。目前，碳酸钙的处理方法有干法和湿法两种，其中湿法处理的处理效果较好，可以便表面处理剂均匀分散于无机填料颗粒的表面，且具有自动化程度高，粉尘污染小，能耗低等优点；而干法处理工艺操作简单，是最常用的碳酸钙表面处理方法。通过这些表面处理，使碳酸钙表面由亲水性变成了亲油性，提高了其与高分子材料的相容性及在高分子材料中的分散性，从而提高了制品的综合性能，而且由于碳酸 钙粉体价格低廉，故而经过表面处理的碳酸钙粉体可以对各类塑料制品起到提质降本的作用。

目前，碳酸钙表面活化处理大多采用硬脂酸、硬脂酸盐及各种偶联剂（如铁酸醋、铝酸醋、硼酸醋、磷酸醋等），这些表面处理剂对改善填料的表面亲油性及分散性效果很好，但改性效果单一，且其有机链通常较短，有些品种也易水解，不能形成良好稳定的界面层，材料性能得不到稳定的提高，满足不了目前塑料制品加工行业提质降本的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决聚丙烯、聚乙烯以及其他高聚物添加碳酸钙填料时遇到的容易团聚、且碳酸钙与基质结合力不强造成产品性能受碳酸钙影响较大以及现有的碳酸钙表面改性存在的效果单一、不能形成良好稳定的界面层以及材料性能得不到稳定的提高的问题

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚丙烯和聚乙烯用碳酸钙填料母粒，所述聚丙烯和聚乙烯用碳酸钙填料母粒的原料由以下重量份数的各组分组成：功能改性碳酸钙晶须60-80份，载体树脂10-20份，偶联剂0.5-3份，润滑剂1-3份。碳酸钙晶须是继纳米碳酸钙之后的又一种新型无机填充，无毒，无气味，呈白色蓬松状固体（显微镜下为针状单晶体）作为新一代填充材料该产品具有如下性能和特点：1：综合性能高的机械强度，并在使用过程中能减振，防滑，降噪，吸波；2：综合性能好，摩擦系数高，耐磨性能和耐热性能高；3：摩擦性能稳定，热衰退与热恢复性能较好，特别是碳酸钙晶须的填充更将增摩、减磨有机地统一在一个体系中，高温摩擦磨损性能优越；4：产品寿命能提高30%；因此采用碳酸钙晶须作为高聚物的填料，但是由于碳酸钙具备无机物的典型性质，使其表面具有很高的亲水性，且由于其表面的碱性特点不仅导致应用范围较小且无法与高聚物进行有效结合从而大大降低了高聚物的性能。通过采用经过改性处理的超细碳酸钙可以有效与高聚物进行结合，提高碳酸钙与高聚物基质的结合力，从而避免由于碳酸钙的加入导致高聚物性能降低过多现象的发生。载体树脂作为载体助于造粒，并且帮助碳酸钙晶须能够更加容易地在高聚物基质中进行分散。

作为优选方案，所述功能改性碳酸钙晶须的直径为0.5-1μm。直径过大会导致高聚物性能降低过多，只经过小成本较大。

作为优选方案，所述功能改性碳酸钙晶须的制备方法为：

1）将碳酸钙晶须置于重量为碳酸钙晶须2-5倍的水中形成悬浊液，在悬浊液中加入重量为碳酸钙晶须0.3-2%的硬脂酸钠，在50-80℃下搅拌20-40min，热风干燥并使碳酸钙晶须的含水量＜1；