一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法。该方法包括对硅酸钙进行改性后获得活性硅酸钙粉体，然后将其与聚烯烃树脂进行配料、高速混合、造粒、成型后制得硅酸钙/聚烯烃复合材料。该方法操作简单，既可改善材料的理化性能指标，又可降低企业生产成本，提高企业经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅酸钙用于塑料填料的
，特别涉及活性硅酸钙母粒的制备方法。
技术介绍
无机矿物粉体填料是现在塑料行业仅次于树脂的第二大消费原料，增加矿物粉体用量，节约树脂原料，开发具有特种功能性、高附加值的塑料产品，是塑料行业的发展趋势。利用粉煤灰脱硅产物—硅酸钠溶液水热合成的硅酸钙产品具有质轻、低密度、蓬松多孔、高吸附和比表面积大等特性。利用其制备橡胶、塑料复合材料产品的生产过程中，具有较强自吸性，使生产过程中无烟，无气，无味，做到清洁生产。目前国际上关于硅酸钙/聚合物复合材料的报道较少，主要有：法国巴黎高等物理化学学院曾报道利用自制的两种硅烷偶联剂对硅酸钙表面进行了改性处理，在聚合物和硅酸钙之间形成新的化合键，制备出改性硅酸钙。加拿大国家研究委员会曾在硅酸钙的沉淀过程中加入不同浓度的PVA溶液制备硅酸钙/聚乙烯醇纳米复合材料。巴西圣保罗大学研究了聚二烯丙基二甲基氯化铵/硅酸钙复合材料，研究发现，硅酸钙的填充有利于聚合物弹性和硬度提高。通过上述文献分析，目前国外对于硅酸钙/聚合物复合材料的研究主要集中在复合材料的制备上，且以极性聚合物或亲水性聚合物居多。且上述报道中的硅酸钙均为天然硅灰石型的，而以粉煤灰为原料制备的质轻、多孔活性硅酸钙，及其在复合材料领域中的应用只有本专利技术人及其团队的专利技术CN201310090597公开的一种活性硅酸钙/橡胶复合材料及其制备方法，在橡胶混炼过程中，每100份橡胶基体中加入20～65份的活性硅酸钙，能提高橡胶的拉伸性能、弹性、伸长率，降低生产成本；CN201310183476公开的一种硅酸钙母粒的制备方法，提供的硅酸钙母粒的制备方法，采用偶联剂对硅酸钙进行处理，使硅酸钙具有活性，使硅酸钙能更好的与塑料基体相容并分散均匀。CN201410095886公开的一种合成多孔硅酸钙改性粉体填充聚乙烯包装板材的制备方法，该制备方法选用合成多孔硅酸钙粉体为主要材料，将其经过干燥、成核能力的减弱和抗氧性能的提高、表面的硅烷偶联剂改性、表面的自组装、润滑改性后制备成合成多孔硅酸钙改性粉体，然后将合成多孔硅酸钙改性粉体与聚乙烯经过热切双阶挤出机和板材成型挤出机生产线制备成合成多孔硅酸钙改性粉体填充聚乙烯包装板材，但是上述几种方法均存在改性工艺复杂，硅酸钙与聚合物基体相容性和结合力差，高加填后制品强度性能下降等问题。本专利技术将大宗工业固体废弃物粉煤灰脱硅产物水热合成的硅酸钙粉体用于制备硅酸钙/聚烯烃复合材料，能够起到节约原料、降低成本、清洁生产等作用，为聚烯烃复合材料的规模化工业应用和未来发展，开辟了一条新的途径。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，解决目前硅酸钙改性工艺复杂，硅酸钙与聚合物基体相容性和结合力差，高加填后制品强度性能下降等问题。本专利技术的技术方案为：一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，包含如下步骤：(1)将硅酸钙粉体进行研磨，使硅酸钙粉体粒径更加均匀，硅酸钙粉体的平均粒径控制在800～2000目；(2)对磨细后的硅酸钙粉体进行活化改性：用偶联剂、相容剂和润滑剂与硅酸钙粉体按比例进行配料，加入高速混合机内，在70～110℃条件下进行高速混合搅拌30～90min，得到活性硅酸钙粉体；(3)在活性硅酸钙中按活性硅酸钙与聚烯烃树脂100质量份：60～100质量份的比例添加聚烯烃树脂，在70～110℃条件下在高速混合机内继续高速混合搅拌10～60min，将硅酸钙/聚烯烃混合物挤出，得硅酸钙/聚烯烃母粒；(4)然后按聚烯烃树脂与硅酸钙100质量份：30～75质量份的比例，对硅酸钙/聚烯烃母粒补充聚烯烃树脂，混合均匀后，经过成型工艺制得硅酸钙/聚烯烃复合材料。进一步地，所述的偶联剂、润滑剂、相容剂的用量分别为硅酸钙粉体质量的0.01％-20％、0.5～10％、0.05～5％；优选为0.5～2％、3～10％、0.05～1.5％；更优选为0.5～1.5％、5～10％、0.05～1％。进一步地，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐或脂肪醇中的一种或两种以上的混合物。进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或者稀土类偶联剂中的一种或两种以上的混合物。进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或带有环氧基团的共聚物。进一步地，所述成型工艺为挤出成型、注射成型、压延或吹塑成型。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提供的制备方法，能使硅酸钙更好地与聚烯烃基体相容并分散均匀，硅酸钙与聚合物基体结合力强。(2)本专利技术的方法操作简单，既可改善材料的理化性能指标，又可降低企业生产成本，提高企业经济效益。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于此。实施例11)将硅酸钙粉体用磨机进行研磨，控制平均粒径为800目。2)在硅酸钙粉体中按照硅酸钙粉体质量的0.5％、5％、0.05％分别添加硅烷550偶联剂、聚乙烯蜡与硬脂酸钠、马来酸酐后，放入在高速混合机内，80℃温度下高速混合30min。3)在硅酸钙粉体中按100质量份:100质量份的比例添加高密度聚乙烯(HD5502XA)，然后80～95℃温度下高速混合20min。4)将高速混合好的物料，用双螺杆挤出机挤出，得硅酸钙/高密度聚乙烯母粒。5)按照每100质量份高密度聚乙烯中添加30质量份的硅酸钙计算，将上述母粒与补充的高密度聚乙烯混合均匀。6)将上述母粒与树脂的混合物，用中空吹塑机进行吹塑成硅酸钙/高密度聚乙烯复合材料。经过分析检测，该硅酸钙/高密度聚乙烯复合材料的拉伸强度为27.5MPa、冲击强度为48KJ/m2、断裂伸长率为631％、撕裂强度为83KN/m。实施例21)将硅酸钙粉体用磨机进行研磨，控制平均粒径为1250目。2)在硅酸钙粉体中按照硅酸钙粉体质量的1.5％、3％、1.5％分别添加硅烷550与钛酸酯混合偶联剂、聚乙烯蜡与硬脂酸混合润滑剂、马来酸酐聚乙烯接枝后，放入在高速混合机内，90℃温度下高速混合40min。3)在硅酸钙粉体中按100质量份:100质量份的比例添加高密度聚乙烯(HD5502XA)，然后在90～110℃温度下高速混合10min。4)将高速混合好的物料，用双螺杆挤出机挤出，得硅酸钙/高密度聚乙烯母粒。5)按照每100质量份高密度聚乙烯中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，所述硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备原料包含活性硅酸钙，其特征在于包括如下步骤：对原始硅酸钙进行活化改性，获得活性硅酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，所述硅酸钙/聚烯烃复合材料
的制备原料包含活性硅酸钙，其特征在于包括如下步骤：对原始硅酸钙进行活
化改性，获得活性硅酸钙。
2.如权利要求1所述的硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于
所述活化改性具体为：先将硅酸钙粉体即原始硅酸钙进行研磨，再向其加入偶
联剂、相容剂和润滑剂在70～110℃条件下进行高速混合搅拌30～90min，得到
活性硅酸钙粉体。
3.如权利要求2所述的硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于
还包括：在活性硅酸钙中按活性硅酸钙与聚烯烃树脂100质量份：60～100质
量份的比例添加聚烯烃树脂，在70～110℃条件下继续高速混合搅拌10～60min，
然后挤出，得硅酸钙/聚烯烃母粒。
4.如权利要求3的硅酸钙/聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于还包
括：在硅酸钙/聚烯烃母粒中按聚烯烃树脂与硅酸钙100质量份：30～75质量份
的比例补充聚烯烃树脂，混合均匀后，经过成型工艺制...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍泽广，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43