一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物及其制备方法和应用，本发明专利技术利用水性聚合物包裹后的复合空心微球，具有低密度的性能，并且具有较好的耐剪切性及耐压性，将其应用于制备热塑性树脂组合物，可以明显改善低密度无机空心微球在螺杆挤出共混加工中极易破损的情况，因此所制得的热塑性树脂组合物具有低密度的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
随着世界如今生产力的高度发达，以及人们环保意识的日益提高。节能减排已经人们共同的追求，这也引发了对材料轻量化主题的关注。对众多交通工具而言，实现轻量化尤其有意义，因为减轻重量，不仅能有效降低交通工具的能耗，还能在同等驱动力的情况下有效提高交通工具的机动性，这种情况在飞机、跑车等高端交通工具上尤为明显。高分子材料自从诞生，其在我们的世界中扮演着越来越重要的角色，其中热塑性塑料现在更是已经成为生活中不可缺少的一种关键材料，它不仅有易于成型，易于大规模合成制备的优点，还有性能可调的一大优势。可以通过热塑性塑料和各种其他材料进行共混改性，是实现很多新的性能特性的一个有效途径，而轻量化热塑性塑料是其中的研究热点。空心微球型材料由于其特殊的空心结构而具有独特的化学和物理性质，近几年正越来越多地引起人们的关注，成为轻量化材料领域的研究热点。由于空心微球型材料密度低、有效面积大、具有隔热、吸音和光遮盖性能，因此可以作为密度减轻剂、树脂添加剂和空间填充剂等，广泛应用于造纸、石油开采、建筑涂料和生物医药等行业和领域。无机空心微球，例如玻璃空心微球，是目前应用广泛的一种空心微球，其除具有密度低的特点外，还具有硬度高、强度高、耐腐蚀、热稳定性好等突出优点，具有良好的应用前景。其中玻璃空心微珠已经有成熟的工业化产品，如美国Potters公司和比利时Glaverbel公司、PittsburghCorning公司、美国3M公司等，都可以大量生产空心玻璃微珠。玻璃空心微珠为薄壁白色空心球体，主要成分为碱石灰、硼硅酸盐玻璃，密度范围可从0.10g/cm3到0.70g/cm3，抗压强度最高可达124MPa，而且，随着玻璃微珠生产技术的发展，空心玻璃微珠可承受的强度会更高，但是由于无机空心微球所用的无机材料较脆，可变形性差，因此在动态使用过程中极易破碎，因此在动态环境下使用就受到限制或使用成本极高，例如用作树脂的填料、石油固井、钻井液等。中国专利CN103665747A公开了一种复合空心微球及其制备方法和应用，这种复合空心微球具有内核和外壳，所述内核为空心玻璃微珠，外壳为酚醛树脂，具有一定的抗温、抗压能力，不易破碎，可应用于降低石油固井、钻井液的密度等，但这种复合空心微球不适用于热塑性树脂的加工，因为热塑性树脂的共混和加工成形中，大多需要经过螺杆共混挤出的工艺，这一工艺会在加工过程中产生巨大的应力，大量复合空心微球都承受不住这个应力因而会在加工过程中破碎，不仅不能起到减重的效果，反而会增加材料密度，制得的产品无法获得低密度等优势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有复合空心微球不适用于热塑性树脂的加工，无法得到低密度热塑性树脂的缺陷和不足，提供一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物，利用具有耐剪切性及耐压性的水性聚合物包裹的复合空心微球，在制得的热塑性树脂组合物的过程中复合空心微球破损率低，获得的热塑性树脂组合物密度低。本专利技术的又一目的是提供一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物的制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物，包括如下按照质量份计算的组分：热塑性树脂69～89份；聚合物包裹的复合空心微球10～30份；加工助剂0.6～1.4份；所述聚合物为拉伸断裂伸长率≥5％的水性聚合物。本专利技术利用经过拉伸断裂伸长率较高的水性聚合物包裹后的复合空心微球，用于制备热塑性树脂组合物，这种复合空心微球由于经过拉伸断裂伸长率较高的水性聚合物包裹，不仅具有低密度的性能，并且具有较好的耐剪切性及耐压性，在制备热塑性树脂组合物的过程中，复合空心微球在螺杆挤出共混加工时不易破损，可以使制得的热塑性树脂组合物获得低密度性能。优选地，包括如下按照质量份计算的组分：热塑性树脂74～84份；聚合物包裹的复合空心微球15～25份；加工助剂0.8～1.2份。更优选地，包括如下按照质量份计算的组分：热塑性树脂79份；聚合物包裹的复合空心微球20份；加工助剂1份。优选地，所述聚合物为拉伸断裂伸长率≥10％的水性聚合物。所述聚合物的拉伸断裂伸长率的测试方法为：按照GB/T1040-2006标准测试，拉伸速率为10mm/min，样品使用GB/T5282-型裁刀，在样品片上裁得哑铃型试样，供拉伸测试使用。优选地，所述聚合物为聚氨酯、有机硅、有机氟、环氧树脂、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、有机硅改性聚丙烯酸酯、改性ABS树脂、改性纤维素、聚乙烯醇及其缩合物、聚丙烯酸、水性脲醛树脂、水性三聚氰胺及其醚化树脂、水性醇酸树脂、水性聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯、改性乙烯-醋酸乙烯酯、天然橡胶、苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯腈丁二烯共聚物、丙烯乙烯共聚物的一种或几种。更优选地，所述聚合物为聚氨酯、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、有机硅改性聚丙烯酸酯中的一种或几种。优选地，所述热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚苯醚、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚甲醛、丙烯酸酯树脂中的一种或几种。本专利技术所述加工助剂包括但不限于润滑剂和/或抗氧剂。优选地，还包括按照质量份计算的抗氧剂0.5～0.9份。更优选地，还包括按照质量份计算的抗氧剂0.6～0.8份。本专利技术所述抗氧剂包括但不限于受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、胺类抗氧剂、含硫类抗氧剂或金属盐类抗氧剂中的一种或几种。本专利技术所述润滑剂包括但不限于硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或几种。优选地，所述聚合物包裹的复合空心微球包括如下按照质量份计算的组分：无机空心微球20～95份；聚合物5～70份；助剂0～10份。优选地，所述无机空心微球为玻璃空心微球、陶瓷空心微球、碳空心微球、二氧化硅空心微球、二氧化钛空心微球、氧化铝空心微球、羟基磷灰石空心微球中的一种或几种。本专利技术所述聚合物包裹的复合空心微球的制备方法，包括如下步骤：S1.将水性聚合物与水、无机空心微球和助剂混合均匀，得到复合分散液；S2.将上述步骤S1得到的复合分散液经过喷雾干燥处理，通过蠕动泵输送即得聚合物包裹的复合空心微球。优选地，所述喷雾干燥的进风口温度为120～300℃；出风口温度为30～120℃。更优选地，所述喷雾干燥的进风口温度为140～200℃；出风口温度为40～60℃。喷雾干燥处理的具体过程是：复合分散液进入喷雾干燥器，在高速雾化器的雾化盘中受离心力作用，从盘边缘甩出而雾化，形成无机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物，其特征在于，包括如下按照质量份计算的组分：/n热塑性树脂69～89份；/n聚合物包裹的复合空心微球10～30份；/n加工助剂0.6～1.4份；/n所述聚合物为拉伸断裂伸长率≥5％的水性聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有低密度特性的热塑性树脂组合物，其特征在于，包括如下按照质量份计算的组分：
热塑性树脂69～89份；
聚合物包裹的复合空心微球10～30份；
加工助剂0.6～1.4份；
所述聚合物为拉伸断裂伸长率≥5％的水性聚合物。


2.根据权利要求1所述热塑性树脂组合物，其特征在于，包括如下按照质量份计算的组分：
热塑性树脂74～84份；
聚合物包裹的复合空心微球15～25份；
加工助剂0.8～1.2份。


3.根据权利要求1或2所述热塑性树脂组合物，其特征在于，所述聚合物为拉伸断裂伸长率≥10％的水性聚合物。


4.根据权利要求1所述热塑性树脂组合物，其特征在于，所述聚合物为聚氨酯、有机硅、有机氟、环氧树脂、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、有机硅改性聚丙烯酸酯、改性ABS树脂、改性纤维素、聚乙烯醇及其缩合物、聚丙烯酸、水性脲醛树脂、水性三聚氰胺及其醚化树脂、水性醇酸树脂、水性聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯、改性乙烯-醋酸乙烯酯、天然橡胶、苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯腈丁二烯共聚物、丙烯乙烯共聚物的一种或几种。


5.根据权利要求1所述热塑性树脂组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏榆钧，叶南飚，黄险波，马鹏涛，李成，唐磊，陈平绪，王林，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44