[发明专利]一种热塑性塑料用无机粉体的表面修饰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机粉体的表面修饰方法，具体涉及一种热塑性塑料用无机粉体的表面修饰方法。

背景技术

无机粉体在改性热塑性塑料学中应用广泛，通过无机粉体填充的聚丙烯材料，具有尺寸稳定性、改善刚性、耐热性、材料性价比提升等众多优点，广泛应用在了各种汽车塑料零部件中，但无机粉体与树脂材料之间的界面结合一直是如何进一步发挥无机粉体在树脂材料中特性的一个基本问题。

通过对无机粉体的表面功能化修饰处理是解决这一问题的一种重要技术手段，目前国内的技术主要集中在通过添加一些分子量较低的表面活性剂或界面偶联剂与粉体进行共混来解决这一问题。这种方法工艺方法粗糙，且由于所添加的表面活性剂（偶联剂）与无机粉体之间化学作用不强，不能很好改善无机粉体的亲油性，这将最终导致无机粉体无法完成材料与树脂界面之间的充分结合，仍易团聚，与有机树脂不能形成较强的结合，故需进一步开发更为先进的无机粉体表面处理的工艺技术方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热塑性塑料用无机粉体的表面修饰方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种热塑性塑料用无机粉体的表面修饰方法，包括以下步骤：

（1）室温下，将无机粉体加入表面活性剂溶液中，超声分散20-30min；

（2）将步骤（1）超声分散后的混合液离心，收集无机粉体半成品；

（3）将步骤（2）得到的无机粉体半成品与去离子水中混合，并调节PH为3-6，搅拌3-5min；

（4）向步骤（3）中得到的无机粉体混合液中加入硅烷偶联剂，先室温搅拌1.5-3h，继而升温至80-100℃，搅拌子搅拌反应2-4h；

（5）将步骤（4）得到混合液离心，收集得到表面修饰的无机粉体。

还包括步骤（6）：将步骤（5）得到的表面修饰的无机粉体用热乙醇清洗2-3次，置于烘箱中干燥备用。

优选的，所述无机粉体为纳米级或微米级的无机粉体。

优选的，所述表面活性剂溶液浓度为0.05-0.12mol/L。

优选的，所述去离子水用量为：去离子水（L）/无机粉体半成品（g）等于80-150L/g，所述硅烷偶联剂质量为所述无机粉体半成品质量的1.1-2.0倍。

优选的，所述无机粉体选自二氧化硅、氧化铝，碳酸钙，铁氧体及氢氧化镁中的一种或多种。

优选的，所述硅烷偶联剂为含异丙烯氧基或乙酰氧基的硅烷偶联剂。

本发明所达到的有益效果：

本发明利用无机粉体表面存在的羟基对其改性，先用表面活性剂对无机粉体进行预处理，使表面活性剂通过范德华力、静电力等较弱的分子间作用力先与无机粉体结合，活化并占据无机粉体表面的反应位点，进而再用硅烷偶联剂进行处理，硅烷偶联剂进而取代上述较弱的结合，与无机粉体表面形成氢键、甚至共价键等更为稳定的化学结合，这种方法处理得来的无机粉体亲油性更好更稳定，作为添加剂添加到热塑性塑料中能够更好的与有机树脂结合，提高热塑性塑料的综合性能；

此外，利用本发明的方法，即使对于表面羟基较少的碳酸钙，铁氧体及氢氧化镁等纳米颗粒也能达到非常好的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明所用原料均为本领域所熟知的原料，所用表面活性剂可以是阴离子表面活性剂也可以是阳离子表面活性剂或两性表面活性剂，或是它们的组合。

实施例1

一种热塑性塑料用无机粉体的表面修饰方法，包括以下步骤：

（1）室温下，将纳米级二氧化硅加入表面活性剂溶液中，表面活性剂溶液浓度为0.05mol/L，超声分散20min；

（2）将步骤（1）超声分散后的混合液离心，收集无机粉体半成品；

（3）将步骤（2）得到的无机粉体半成品与去离子水中混合，去离子水的用量为：去离子水（L）/无机粉体半成品（g）等于80L/g，并调节PH为4，搅拌3-5min；

（4）向步骤（3）中得到的无机粉体混合液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂质量为所述无机粉体半成品质量的1.1倍，先室温搅拌1.5h，继而升温至80℃，搅拌子搅拌反应2h；

（5）将步骤（4）得到混合液离心，收集得到表面修饰的无机粉体。

（6）将步骤（5）得到的表面修饰的无机粉体用热乙醇清洗2次，置于烘箱中干燥备用，最终得到表面修饰的纳米二氧化硅。