[发明专利]一种用于ABS塑料的热塑性硫酸钡及制备方法

说明书

本发明属于填料改性领域，提供了一种用于ABS塑料的热塑性硫酸钡及制备方法。该方法将碳酸钡水溶液加入聚偏氟乙烯乳液后进行超声波分散，然后滴加硫酸钠溶液得到沉淀硫酸钡及碳酸钠，实现热塑性改性，然后离心分离、烘箱干燥，即得可用于ABS塑料的热塑性硫酸钡，与基体树脂混合，挤出造粒、注塑成型后可制得ABS工程塑料。与传统方法相比，本发明的制备中通过聚偏氟乙烯分子对沉淀硫酸钡的镶嵌牢固包覆，实现了对硫酸钡的热塑性改性，提高了硫酸钡在ABS树脂中的分散性和使用量，从而有效增强ABS塑料的抗老化性能、耐候性和表面光洁度，同时整个制备过程简单易操控，成本较低，可规模化推广。

技术领域

本发明属于填料改性的技术领域，提供了一种用于ABS塑料的热塑性硫酸钡及制备方法。

背景技术

塑料产品在我国产量大而用途广泛，其中绝大多数需要进行填充、改性及增强性质才可满足使用要求，无机材料作为塑料产品制造中的主要协助原料，需求越来越多，使用越来越广泛。无机填料广泛应用于高分子材料或高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）、无机复合材料、造纸、涂料等领域，是高聚物基复合材料中不可或缺的填充物或组分之一，用量占复合材料质量的5%～30%，除了可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外，还可赋予材料一定的功能性，如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等，对现代材料的发展，特别是高聚物基复合材料的发展具有重要作用。

目前用于塑料填充改性的无机填料种类很多，按其化学性质分为氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐和碳素等几大类。其中，硫酸钡因其独特优异的性能，应用十分广泛，成为塑料制品新的功能改性材料之一。硫酸钡外观是白色无定形粉末，相对密度为4.50，熔点为1580℃，粒径小于10μm。由于具有较高的折射率（1.63～1.65），表现出颜色较白并有一定的遮盖力，具有提高塑料制品的耐化学腐蚀性、耐热性、改善产品外观等特点，可广泛用于聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等树脂生产的家电外壳、机械零件、汽车部件、空调面板、电热壶外壳等。

ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广的热塑性工程塑料。利用硫酸钡对其进行填充改性，能有效增强产品的抗老化性能和耐候性，并能显著改善表面光洁度，降低制作生产成本。为了有效保证硫酸钡改性ABS塑料的效果，必须实现其在塑料中良好的分散应用，通常需要对硫酸钡进行表面有机化处理、对无机填料和纤维进行偶联处理或添加相容剂等。

目前国内外在塑料的无机填料填充改性，尤其是硫酸钡在ABS塑料中的应用已取得了一定成效。其中吴跃强发明了一种改性纳米硫酸钡的制备方法（中国发明专利申请号201610498022.4），该方法采用高剪切混合乳化机，湿法改性纳米硫酸钡，通过添加改性剂和控制乳化时间、乳化温度、改性剂用量，制备活化度高、吸油值低、分散性好的粉末状疏水性纳米硫酸钡，改性后的纳米硫酸钡表面呈疏水性，在有机介质中可均匀分散，并且与聚合物的结合力得到提高，在聚合物基体中分散性和稳定性得到改进，较容易分散到树脂和橡胶中。另外，刘学习发明了一种易分散耐热性好的改性纳米硫酸钡粉体的制备方法及其应用（中国发明专利申请号201410078367.5），包括如下步骤：将碳酸钡粉体加入自来水中，搅拌形成浆化的悬浊液；边搅拌边滴加浓硫酸；过滤得硫酸钡沉淀，并水洗直至洗涤液呈中性，然后将制得的硫酸钡沉淀分散为浆液；向浆液中加入改性剂对沉淀硫酸钡进行表面处理，然后压滤脱水、闪蒸干燥制成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。

可见，现有技术中因硫酸钡与ABS塑料相容性差，进而导致填料在塑料中分散性较差，在加工过程中形成的有机基团容易脱落，在塑料中的添加量较低，导致填充改性效果不佳。针对这种情况，我们提出一种用于ABS塑料的热塑性硫酸钡及制备方法，利用聚偏氟乙烯与ABS具有良好的相容性，依靠聚偏氟乙烯分子对沉淀硫酸钡镶嵌牢固包覆，表现出热塑性，可以大幅度提高沉淀硫酸钡在ABS塑料中的使用量，同时工艺过程简单而成本较低。