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CN104861266A - 一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法，以及在纸张、3D打印以及包装材料中的应用；所述的共混改性物由如下重量份的原料组成：聚乙烯15～35份，无机填料60～80份，超支化聚合物0.5～2份，偶联剂1.2～1.7份，润滑剂2～5份；本发明工艺简单，操作简便，所制得的高填充聚乙烯共混改性物中填料含量高达60％以上，填料分散均匀，表面光滑，具有优良的熔体流动性能。

Description

一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用
(一)技术领域
本发明涉及聚合物填充改性技术，具体涉及一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用。
(二)背景技术
聚合物填充改性技术的研究己经有很长历史。填充改性最初目的是增量及降低成本，现在发展到增强增韧基体树脂，提高产品技术含量，赋予其独特的性能和功能，增加其附加值。高填充改性聚烯烃材料广泛用于聚烯烃薄膜、编织袋、打包带、管材、片材和注塑、汽车及家用电器部件。此外，高填充量聚乙烯中含有大量的无机填料，由于无机物在土壤中的溶解，可提高填充材料的降解性。高填充、高性能聚烯烃复合材料对减少石油资源用量、降低生产成本、治理“白色污染”具有重要的现实意义。
随着填充量的增大，体系粘度急剧增加，材料的流动性大大下降。加工性能变差，同时也会因为无机粉体在树脂中分散困难，最大填充量降低。如何使高填充聚合物获得某一优异性能的同时，保持其良好的加工性能就成为了一个挑战性的课题。
中国专利CN85106222公开的是高填充硬质和软质聚氯乙烯产品，该方法是采用表面活性剂处理填料。在聚氯乙烯塑料产品中增加填料用量(20～50份)，并选用廉价增塑剂等添加剂制备而成。该专利填料含量不够高。
中国专利CN104109289A公开的一种高填充注塑材料组合物及其制备方法，该方法采用聚丙烯50～80重量份、聚乙烯1～15重量份、乙烯基共聚物橡胶1～25重量份、聚苯乙烯10～20重量份、超微细无机填料80～150重量份、玻璃空心微球5～30重量份、聚丙烯成核剂0.01～1重量份、极性聚丙烯5～20重量份以及抗氧剂0.5～5重量份，经双螺杆挤出制备。由该专利公开的内容可知，该专利用料的配方较复杂。
中国专利CN104403199A公开的是一种挤出级高填充聚丙烯复合材料及其制备方法。它是由PP树脂48～70％，超细压缩滑石粉27～45％，抗氧剂0.1～2％，分散剂2～5％在210±10℃下，混合而成。由该专利公开的内容可知，其基体树脂是PP并且其无机填料的含量没有超过50％。
(三)发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用。
一种高填充聚乙烯共混改性物，所述的共混改性物由如下重量份的原料组成：聚乙烯15～35份，无机填料60～80份，超支化聚合物0.5～2份，偶联剂1.2～1.7份，润滑剂2～5份；其中，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物，且所述无机填料的粒径为1000目～3000目；所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或两种以上任意比例的混合物。
本发明所述的高填充聚乙烯共混改性物，优选所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种。
优选所述的无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物。
优选所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一种。
优选所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
优选所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。
本发明还提供了一种高填充聚乙烯共混改性物的制备方法，所述的制备方法为：按照原料配方，将聚乙烯、无机粉体、超支化聚合物、偶联剂、润滑剂加入密炼机密炼5～15分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制得高填充聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为140～180℃，转速为40～80rpm；所述单螺杆挤出机的加工温度为150～190℃。
本发明高填充聚乙烯共混改性物可采用挤出成型的方法进行加工，应用于纸张、3D打印以及包装材料等领域。
本发明具有如下优点：工艺简单，操作简便，所制得的共混改性物中填料含量高达60％以上，填料分散均匀，表面光滑，具有优良的熔体流动性能。
(四)具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
分别称取低密度聚乙烯15g，1000目玻璃微珠75g，3000目硅灰石5g，超支化聚酰胺-胺2g，硅烷偶联剂(A151)1.7g，聚乙烯蜡2g，乙撑双硬酯酰胺0.3g，一起加入密炼机密炼15分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为140℃，转速为40rpm；挤出机从进料口到模口的加热控制区段的各区温度为一区150℃、二区160℃、三区160℃、四区160℃，机头温度160℃。
实施例2
分别称取线性低密度聚乙烯22g，2000目碳酸钙70g，超支化聚乙烯2g，钛酸酯偶联剂(A151)1.4g，聚乙烯蜡4g，硬酯酸0.6g一起加入密炼机密炼12分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为160℃，转速为80rpm；挤出机从进料口到模口的加热控制区段的各区温度为一区160℃、二区170℃、三区170℃、四区170℃，机头温度170℃。
实施例3
分别称取高密度聚乙烯35g，2000目碳酸钙60g，超支化聚酯0.6g，铝酸酯偶联剂(A151)1.2g，聚乙烯蜡2g，乙撑双油酸酰胺0.6g，硬酯酸0.6g一起加入密炼机密炼12分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为180℃，转速为60rpm；挤出机从进料口到模口的加热控制区段的各区温度为一区180℃、二区190℃、三区190℃、四区190℃，机头温度190℃。
实施例4
分别称取低密度聚乙烯20g，2000目碳酸钙75g，超支化聚乙烯1g，铝酸酯偶联剂(A151)1.2g，聚乙烯蜡4g，硬酯酸0.6g一起加入密炼机密炼12分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为140℃，转速为60rpm；挤出机从进料口到模口的加热控制区段各区温度为一区150℃、二区160℃、三区160℃、四区160℃，机头温度160℃。
实施例1～4制备的高填充聚乙烯共混改性物的性能见表1。
表1 实施例1～4制备的高填充聚乙烯共混改性物的性能

Claims (8)

1.一种高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的共混改性物由如下重量份的原料组成：聚乙烯15～35份，无机填料60～80份，超支化聚合物0.5～2份，偶联剂1.2～1.7份，润滑剂2～5份；其中，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物，且所述无机填料的粒径为1000目～3000目；所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或两种以上任意比例的混合物。
2.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种。
3.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物。
4.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一种。
5.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
6.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。
7.如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：按照原料配方，将聚乙烯、无机粉体、超支化聚合物、偶联剂、润滑剂加入密炼机密炼5～15分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制得高填充聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为140～180℃，转速为40～80rpm；所述单螺杆挤出机的加工温度为150～190℃。
8.如权利要求1～6之一所述的高填充聚乙烯共混改性物在纸张、3D打印以及包装材料中的应用。
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