[发明专利]用于塑料制品的有机膨润土改性填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料制品填料及其制备方法，具体的说涉及一种用于塑料制品的有机膨润土改性填料及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是一种重要的塑料制品填料，由于其具有价格低廉、无毒、化学性质稳定等优点，其加入塑料中可以起到增量、降低成本、提高产品冲击韧性、提高尺寸稳定性等作用，因此在塑料中有广泛的应用。

由于碳酸钙为无机离子，与塑料的相容性较差，碳酸钙直接加入塑料中对其改性效果差，因此先将碳酸钙加工成填充母粒可以显著改善碳酸钙与塑料的相容性，因此一般采用碳酸钙母粒对塑料进行改性。

公布日2011年5月25日，公布号CN102070918A的中国发明专利公开了一种碳酸钙母粒的制备方法，该母粒按以下质量份的原料加工而成：聚烯烃10-35份，碳酸钙55-85份，聚乙烯蜡5-10份，偶联剂、分散剂和稀释剂适量，加工而成的碳酸钙母粒可以直接用于与聚烯烃树脂混合注塑、共混改性，但其仍有较多的不足，该母粒应用在对性能要求不高的塑料制品中是可以的，但针对力学性能要求较高的塑料制品，如抗压、防水性能，该填充料的分散性还是存在缺陷，加入碳酸钙填充母粒量较多时（试验发现当添加量≥30%时），由于分散性的缺陷，制成的塑料制品各部位的抗压性存在差异，塑料产品的品质不均一，另外塑料制品外部还存在瑕疵斑。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，提供一种分散度高、能满足不同添加量要求、塑料制品的力学性能均一的有机膨润土改性填料。

本发明的另一个目的在于提供一种上述有机膨润土改性填料的制备方法。

本发明采用以下技术方案解决其提出的技术问题：

用于塑料制品的有机膨润土改性填料，所述填料由下列重量份的原料加工而成：

碳酸钙60-80份，

树脂15-30份，

硬脂酸2-6份，

热塑性弹性体10-15份，

有机膨润土4-8份，

偶联剂1-3份，

异丙醇8-12份，

抗氧化剂1-2份，

所述热塑性弹性体为聚酰氨基有机硅热塑性弹性体与苯乙烯类热塑性弹性体按质量比1:2的混合物；

所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的等比例混合物；

所述填料的制备方法按如下步骤进行：

（1）称取配方量的碳酸钙加入60-80重量份的沸水，搅拌均匀形成稳定的混悬液，维持体系温度85℃，然后边搅拌边流加配方量的硬脂酸，20-25min流加完毕，再继续搅拌20-25min，然后经过干燥获得含水量≤8%的碳酸钙粉末，然后将所述碳酸钙粉末置入高速搅拌机中，搅拌30-40min，高速搅拌机内温度维持在120-130℃；

（2）将配方量的钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂与有机膨润土混合均匀，然后加入异丙醇稀释剂进行稀释并进一步混合均匀；

（3）向步骤（1）高速搅拌机的混合料中加入配方量树脂和热塑性弹性体以及步骤（2）的混合料，搅拌25-30min混合均匀，然后送入密炼机内于170-185℃密炼20-30min；

（4）向步骤（3）密炼机中的混合料中加入配方量的抗氧化剂，搅拌10-15min混合均匀，送入挤出机内于165-175℃条件下，挤出造粒获得填料。

在用做塑料制品填料时，碳酸钙表面存在较强的亲水性羟基，呈亲水疏油性，与有机高聚物之间的极性差异较大，相容性不好，本身易团聚，因而使用时在高聚物基复合材料中分散不均匀，影响塑料制品的力学性能，本发明通过上述技术方案克服了这一缺陷，首先采用硬脂酸对碳酸钙表面按上述操作条件进行有机化处理，然后采用偶联剂与有机膨润土对碳酸钙表面做进一步处理，其中偶联剂与有机膨润土充分混合以吸附、分散偶联剂，再用稀释剂稀释后用于填料的制备，使得碳酸钙具有活性能更好的与树脂、热塑性弹性体熔合，进而使用时与塑料基体更好的相容并均匀的分散，本申请的发明人发现采用偶联剂与有机膨润土共同对碳酸钙表面处理后，碳酸钙与树脂、热塑性弹性体熔合的效果提高一倍以上，使得碳酸钙具有良好的润滑性，与树脂、热塑性弹性体更佳的熔合，与单一采用偶联剂或有机膨润土来处理碳酸钙相比，具有突出的处理效果，即偶联剂和有机膨润土在处理碳酸钙表面的过程中存在协同作用。

优选的，所述填料由下列重量份的原料加工而成：碳酸钙70份，树脂25份，硬脂酸4份，热塑性弹性体12份，有机膨润土6份，偶联剂2份，异丙醇10份，抗氧化剂1.5份。

一种用于塑料制品的有机膨润土改性填料的制备方法，按如下步骤进行：