[发明专利]一种聚丙烯专用的微波改性方解石粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯专用的微波改性方解石粉，其特包括以下质量份数的原料组分：方解石粉120～180份，石墨烯液40～60份，十六烷基硫酸酯3～5份，偶联剂1～3份；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯中的任意一种。所述的改性方解石粉的制备方法是按比例称取各组分原料，接着将方解石粉、石墨烯液、十六烷基硫酸酯和偶联剂在温度为90～120℃且微波条件下高速搅拌混合15～25min，然后低速搅拌处理3～5min后冷却出料。将所述的改性方解石粉和聚丙烯干燥后按比例混合，混匀后送至双螺杆挤出机中造粒，造粒后再注塑成型得到复合材料。本发明解决了方解石表面与高聚物的相容性差的技术问题，将改性方解石粉和聚丙烯混合，能更好提高复合材料的机械性能。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯专用的微波改性方解石粉及其制备方法。

背景技术

方解石是一种碳酸钙矿物，其主要是在建筑工业方面用来生产水泥、石灰，而且方解石碾磨成粉可得到重质碳酸钙，其是常用的粉状无机填料，因为具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好等特点，可适用于橡胶、塑料、造纸、人造大理石、饲料、牙膏、食品等行业。在橡胶中加入大量的方解石粉，能使橡胶的抗张强度、抗撕裂强度和耐磨性能更好；在塑料中加入方解石粉，能起到一定的骨架作用，既能增强制品的稳定性，还能提高塑料的硬度和表面平整度等。但是方解石在添加至塑料等高分子材料中时存在一定的不足，因为方解石粉体主要成分为碳酸钙，碳酸钙的表面为强亲水性，使其很难与高聚物形成强的化学结合力，即方解石粉与高聚物的相容性差，不能均匀分散，如果将方解石粉直接作为填充剂加入塑料中，容易造成塑料材料结构的不稳定，无法保证材料良好的机械性能。

发明内容

针对方解石粉与高聚物相容性差的不足，本发明公开了一种聚丙烯专用的微波改性方解石粉及其制备方法，改善方解石表面与高聚物的相容性，将改性后的方解石粉加入至聚丙烯等塑料材料中，能够更好的提高塑料复合材料的机械性能。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种聚丙烯专用的微波改性方解石粉，其包括以下质量份数的原料组分：方解石粉120～180份，石墨烯液40～60份，十六烷基硫酸酯3～5份，偶联剂1～3份；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯中的任意一种。

进一步的，在所述方解石粉中，粒径在2000～2500目的占55%～65%，粒径在1000～1500目的占30%～40%，粒径在500～800目的占5%～8%。所述的方解石粉中采用不同粒径的颗粒，颗粒间大小搭配, 达到逐级填充,减小空隙率的目的，有利于提高后续改性效果。

进一步的，所述的石墨烯液的制备方法是将石墨烯分散在乙醇中，并且在功率为500W的超声波条件下超声处理1h得到的，所述石墨烯和乙醇的质量比为1:8。石墨烯在乙醇和超声波的作用下，能够更好的分散，提高石墨烯对方解石的改性效果。

进一步的，所述乙醇是体积分数为99%的乙醇。

上述的聚丙烯专用的微波改性方解石粉的制备方法，其是按比例称取各组分原料，接着将方解石粉、石墨烯液、十六烷基硫酸酯和偶联剂在温度为90～120℃且微波条件下高速搅拌混合15～25min，然后低速搅拌处理3～5min后冷却出料。

由于方解石粉体主要成分碳酸钙的表面具有强亲水性，使其很难与高聚物形成强的化学结合力，因此用方解石粉直接作填充剂制备得到的材料的结构不稳定，无法保证材料具有良好的机械性能。为了改善方解石粉表面的相容性，本方法利用十六烷基硫酸酯表面掺杂石墨烯来对方解石粉进行改性。石墨烯由于具有缺陷和空位，一方面能较好的与方解石粉表面的-OH结合，另一方面促使十六烷基硫酸酯形成长链包覆在方解石粉颗粒表面，进而对方解石粉颗粒形成紧密的包覆。