黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料及其制备方法。所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料包括聚乙烯主料、聚烯烃辅料、黑滑石粉、偶联剂、表面改性剂以及助剂；所述助剂至少包括相容剂；所述黑滑石粉至少经过所述偶联剂与表面改性剂的表面改性处理。本发明专利技术所提供的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料利用黑滑石中共存的有机共轭分子的特性，降低了滑石表面极性，提高了黑滑石与有机高分子材料之间的相容性，使得所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料同时兼具低成本、高强度、抗菌以及高遮光度的特性。及高遮光度的特性。及高遮光度的特性。

【技术实现步骤摘要】
黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子改性材料
，尤其涉及一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]中国既是世界上最大的滑石生产国，出口国，也是滑石最大的消费国。尤其是江西广丰黑滑石矿床最为著名，其已探明储量已超亿吨之多，是世界上已发现的最大的滑石矿床，因此被称为“黑滑石之乡”。
[0003]滑石粉是改性塑料重要的原料之一。滑石粉独特的片状结构可以使塑料刚性显著提高，即弯曲强度和模量等显著高于未填充的基料，使填充改性塑料的热变形温度明显提高，从而为要求高刚性的塑料材料及制品(如汽车保险杠)加工制造带来可行性。
[0004]目前用于塑料工业的滑石一般是色泽好、纯度高的白滑石，其价格日益上涨也造成改性塑料原材料成本的增加，并且，白滑石在应用于吹膜材料，尤其是聚乙烯吹膜材料时，还具有所获得的吹膜材料的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和屈服强度均较低的缺点。
[0005]在白滑石日益紧缺的时代，对色泽外观要求不高的吹塑制品，例如环卫袋、垃圾袋、快递袋等，利用黑滑石的特性在改性塑料中的应用显得十分必要。这不仅可以促进黑滑石绿色环保开发、使塑料加工行业得到性价比高的改性原材料，还可以提高吹塑制品的力学拉伸强度以及热合强度，并改善其遮光强度。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料及其制备方法，解决现有技术中，白滑石改性的吹膜材料成本较高、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和屈服强度均较低的问题。
[0007]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料包括聚乙烯主料、聚烯烃辅料、黑滑石粉、偶联剂、表面改性剂以及助剂；
[0009]所述助剂至少包括相容剂；
[0010]所述黑滑石粉至少经过所述偶联剂与表面改性剂的表面改性处理。
[0011]在一些优选的实施方案中，所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料具体包括按照重量份数计的如下组分：
[0012]聚乙烯主料55
‑
95份、聚烯烃辅料1
‑
20份、黑滑石粉3
‑
40份、偶联剂0.05
‑
2.5份、表面改性剂0.05
‑
2.5份以及相容剂0.5
‑
10份。
[0013]在一些优选的实施方案中，所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料还包括以重量份数计的如下组分：
[0014]润湿助剂0.1
‑
3份、润滑剂0.01
‑
0.5份、分散剂0.1
‑
2份以及抗氧剂0.1
‑
1份。
[0015]第二方面，本专利技术还提供上述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料的制备方法，包括：
[0016]利用偶联剂与表面改性剂的组合对黑滑石粉末进行表面改性处理，制得表面改性后的黑滑石粉末；
[0017]使表面改性后的所述黑滑石粉末与聚乙烯主料、助剂以及聚烯烃辅料均匀混合得到混合物；
[0018]于140
‑
230℃下将所述混合物挤出成型并冷却后，得到黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料。
[0019]基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0020]本专利技术所提供的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料利用黑滑石中共存的有机共轭分子的特性，降低了滑石表面极性，提高了黑滑石与有机高分子材料之间的相容性，使得所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料同时兼具低成本、高强度、抗菌以及高遮光度的特性。
[0021]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一典型实施方案提供的黑滑石(2000目)改性聚乙烯吹膜级复合材料吹膜成型后的薄膜图片；
[0023]图2是本专利技术一典型实施方案提供的现有技术中的白滑石聚乙烯吹膜级复合材料吹膜成型过程图；
[0024]图3是本专利技术一典型实施方案提供的现有技术中的黑滑石(3000目)改性聚乙烯吹膜级复合材料吹膜成型过程图。
[0025]图4是本专利技术一典型实施方案提供的黑滑石(2000目)改性聚乙烯吹膜级复合材料吹膜成型后的成品图片；
[0026]图5是本专利技术一典型实施方案提供的黑滑石(2000目)改性聚乙烯吹膜级复合材料颗粒图片。
具体实施方式
[0027]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]黑滑石虽然表面覆盖有机物分子层，但是其主要成分上仍然是滑石组分，整体结构极性较大且与聚烯烃成分相容性不佳，当黑滑石粉末添加量较高的情况下，容易出现复合材料的综合力学性能，包括断裂伸长率、延展性以及拉伸强度等下降的现象，而且也容易出现粉末团聚现象，导致薄膜加工过程中的破膜或者薄膜手感粗糙，因此，将黑滑石直接应
用于聚乙烯吹膜级复合材料中会面临诸多问题而无法实施。
[0030]为了解决上述存在的问题，本专利技术的专利技术人对黑滑石进行了深入研究，通过二维核磁谱图以及拉曼光谱等表征手段发现，黑滑石表面并没有
‘
类石墨结构
’
的碳质，而是表面残留有机共轭分子，该分子含有酚羟基及其衍生物，为中心对称结构，且具有满足休克尔规律的有机共轭生色基团，整体上该有机结构可以降低滑石表面的极性，提高与有机高分子材料的相容性，并配合表面改性以及相容剂的协同作用，使得黑滑石能够充分地与聚乙烯结合，能够大量节约成本，而且还具有高强度、高遮光、可抑菌的特性。
[0031]本专利技术实施例提供一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料包括聚乙烯主料、聚烯烃辅料、黑滑石粉、偶联剂、表面改性剂以及助剂；所述助剂至少包括相容剂；所述黑滑石粉至少经过所述偶联剂与所述表面改性剂的表面改性处理。
[0032]其中，聚乙烯是通过乙烯加成聚合而成的高分子材料，具有较高的分子量。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达
‑
70～
‑
100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，其特征在于，包括聚乙烯主料、聚烯烃辅料、黑滑石粉、偶联剂、表面改性剂以及助剂；所述助剂至少包括相容剂；所述黑滑石粉至少经过所述偶联剂与表面改性剂的表面改性处理。2.根据权利要求1所述的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，其特征在于，具体包括按照重量份数计的如下组分：聚乙烯主料55
‑
95份、聚烯烃辅料1
‑
20份、黑滑石粉3
‑
40份、偶联剂0.05
‑
2.5份、表面改性剂0.05
‑
2.5份以及相容剂0.5
‑
10份；优选的，所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料还包括以重量份数计的如下组分：润湿助剂0.1
‑
3份、润滑剂0.01
‑
0.5份、分散剂0.1
‑
2份以及抗氧剂0.1
‑
1份。3.根据权利要求1或2所述的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，其特征在于，所述聚乙烯主料包括吹膜级的低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料中的聚乙烯主料的含量为60
‑
90份，进一步优选为65
‑
85份；和/或，所述聚烯烃辅料包括低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物、聚丁烯、POE、茂金属聚乙烯、OBC中的一种或两种以上的组合；优选的，所述黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料中的聚烯烃辅料的含量为2
‑
15份，进一步优选为3
‑
10份。4.根据权利要求1或2所述的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，其特征在于，所述黑滑石粉的颗粒尺寸为1000
‑
5000目，优选为1500
‑
3500目，进一步地优选为2000
‑
2500目。5.根据权利要求2所述的黑滑石改性聚乙烯吹膜级复合材料，其特征在于，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝钛复合型偶联剂以及硬脂酸钙中的一种或两种以上的组合；优选的，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂，进一步优选为异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、二(二辛基焦磷酰基)乙撑钛酸酯、异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯以及异丙基三(正乙氨基—乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：应忠，
申请(专利权)人：应忠，
类型：发明
国别省市：