玻璃微珠塑料填充母料及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种玻璃微珠塑料填充母料及其加工工艺。该母料是由７２～９０％的玻璃微珠，３．６～２０％的载体，０．３～２．７％的表面处理剂，３．７～１３．５％的分散剂经过高速捏合机捏合，双辊炼胶机混炼（或挤出机挤出）后，经切粒而制得的。该母料具有用途广，用于聚烯烃的填充量大，比重轻，成本低，使用卫生方便，加工性能好等特点。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种玻璃微珠塑料填充母料及其加工工艺。国外早在七十年代初就开始了对粉煤灰中的玻璃微珠进行分选及应用的研究工作。并在塑料行业得到重视和利用，至今已普遍应用玻璃微球作为塑料填充剂。目前国内也有一些单位进行微珠填充塑料的研究，已在聚氯乙烯制品、人造等泡沫塑料以及热固性塑料中使用微珠，开创了粉煤灰综合利用的新途径。但是他们都是将玻璃微珠直接混入塑料中使塑料制品在加工过程中产生粉未飞扬，造成环境污染，且严重影响了制品的机械及加工性能，还对设备产生严重磨损，从而给使用单位带来很大困难。本专利技术的目的在于提供一种具有较好的机械及加工性能，在使用过程中对设备的磨损小，不造成环境污染，加工工艺简单，造价低廉的玻璃微珠塑料填充母料及其加工工艺。玻璃微珠塑料填充母料是利用从粉煤灰中分选出的玻璃微珠与少量载体树脂，表面处理剂、分散剂及其它添加剂混合，经过适宜的加工工艺制成均匀的浓缩体。从粉煤灰中分选出的玻璃微珠有两类，一类比重小于水的称漂珠。另一类比重大于水的称沉珠，又称微珠。本专利技术即采用此类含珠量大于80%，粒径小于45μm。水份小于0.5%、未烧尽炭小于2.5%的玻璃微珠。若微珠的粒径小、壁厚、微珠中的SiO2和Al2O3的含量高，微珠与聚烯烃（即聚乙烯代号PE和聚丙烯代号PP）-->复合体系的力学性能就好。载体可选用聚集态结构为无定形、溶解度参数和表面张力与聚烯烃相近、分子量较小的树脂，如乙烯-醋酸乙烯共聚体（EVA），低密度聚乙烯（LDPE），苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚体（SBS），线性低密度聚乙烯（LLDPE）等。表面处理剂可选用铝体系偶联剂，如福建师范大学专利技术的新型铝体系偶联剂（DL-411-DF）;钛酸酯偶联剂，如异丙基三异十八酰钛酸酯（TTS），三油酰基钛酸异丙酯（OL-T951）;硅烷偶联剂，如乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）。Y-氨丙基三（乙氧基）硅烷（KH-550）等在聚烯烃与玻璃微珠之间能起到“分子桥”作用，使它们之间由原来的物理混合变为有力的化学键合，能消除它们之间的空隙，增强聚烯烃与玻璃微珠之间的冲击强度和拉伸强度的偶联剂。表面处理剂还可选用能使玻璃微珠表面活化而分散到聚烯烃中，形成稳定的分散体系，从而提高填充塑料制品的冲击强度和拉伸强度的表面涂复剂。分散剂可采用能防止玻璃微珠颗粒凝聚、使微珠分散更均匀的分散剂，如醋类、脂肪酸盐类、油脂类等。它们可以单独采用或几种并用，经试验表明，同时采用两种分散剂其效果比单独采用一种分散剂的效果好，其中尤以脂肪酸盐类与腊类并用的效果最佳。上述EVA和SBS既可作为载体又可作为改性剂玻璃微珠塑料填充母料的配方为：玻璃微珠    72～90%（含珠量大于80%）载体    3.6～20%表面处理剂    0.3～2.7%分散剂及改性剂    3.7～13.5%-->玻璃微珠塑料填充母料的加工工艺流程如图1和图2。1.如图1所示的工艺流程。（1）捏合工序：先将含水量低于0.5%的玻璃微珠放入高速捏合机中，然后再加入适量的表面处理剂，其用量一般为玻璃微珠用量的0.5～2.5%，使它们在转速为500～2000转/分钟的高速捏合机中搅拌5～20分钟，达到玻璃微珠表面活化的效果后即可出料，在此过程中捏合机的温度应控制在80～140℃范围内。若采用不同的表面处理剂，如偶联剂及表面涂复剂也可采用分次加料搅拌的方法，但最终目的都是为了使玻璃微珠表面活化（见实施例）。（2）双辊混炼：将捏合工序排出的物料及少量载体（一般为3.6～18%）放入双辊炼胶机中，在90～150℃的温度下混炼8～20分钟，以达到玻璃微珠及其它助剂充分塑化的目的。为了使玻璃微珠塑料填充母料有较好的机械及加工性能，可在该工序中加入适量的改性剂，最后经过切粒即可得到较理想的玻璃微珠塑料填充母料。2.如图2所示的工艺流程，（1）捏合工序该工序基本与图1的工序相同，但当玻璃微珠表面捏合达到表面活化效果后并不出料，而是就此加入3.6～20%的载体，继续搅拌均匀后才出料。（2）挤出混炼工序将步骤1的物料放入挤出机中，挤出机的温度为：-->1段    80～90℃2段    110～120℃3段    110～140℃机头（即出料头）    120～140℃以上的百分比均为重量百分比。为了进一步说明本
技术实现思路
，现举几个实施例：例1玻璃微珠：100公斤LDPE载体：20公斤DL-411-DF偶联剂：1.5公斤硬脂酸    1.5公斤石腊    1.5公斤EVA改性剂    7公斤（1）将含水量低于0.5%的玻璃微珠按上述重量先放入高速捏合机中，再加入上述偶联剂（1.5公斤），在转速1000转/分、温度110℃的条件下搅拌捏合10分钟，即可达到充分活化，这时再加入石腊（1.5公斤）和硬脂酸（1.5公斤）搅拌捏合3分钟即可出料。（2）先将LDPE载体（20公斤）放入130℃的双辊炼胶机中混炼塑化后，加入EVA改性剂7公斤进一步混炼塑化后，加入步骤1排出的物料混炼10分钟，然出出片、切粒，即可得到成品。由上述工艺制得的微珠母料的性能及微珠母料的应用性能见表1和表2。例2配方同例1。-->步骤1基本与例1相同，只是最终不出料，而继续将LDPE载体（20公斤）及EVA改性剂7公斤，加入高速混炼机中，在相同的转速及温度条件下搅拌均匀（约1～2分钟）即可出料。然后将物料放入挤出机中，挤出机温度为：1段    90℃2段    115℃3段    120℃机头    130℃挤出物料后即可切粒。由此得到的微珠母料的应用性能见表3。例3：玻璃微珠    100公斤SBS载体    25公斤TTS偶联剂    1.5公斤石腊    2.5公斤由于SBS不仅可以做为载体而且还具有改性剂的性能，石腊在此既有润滑作用又可起到分散剂的作用。（1）先将含水量低于0.5%的微珠（100公斤）放入高速捏合机中然后放入TTS偶联剂（1.5公斤）在与实施例1相同的条件下搅拌10分钟后，再加入石腊搅拌捏合3分钟即可出料。（2）先将SBS载体（15公斤）放入140℃的双辊混炼机中混炼塑化后，再加入步骤（1）排出的物料混炼10分钟，即可，混炼机的温度同例1。-->所得微珠母料的应用性能如表4。例4：微珠    100公斤LDPE载体    10公斤DL-411-DF偶联剂    1.0公斤硬腊酸    1.0公斤石腊    2.5公斤（1）先将含水量低于0.5%的玻璃微珠（100公斤）放入高速捏合机中，再加入上述偶联剂（1.0公斤）在转速500转/分，温度100℃的条件下搅拌捏合10分钟，再加入石腊2.5公斤和硬脂酸（1.0公斤）搅拌捏合3分钟出料。（2）双辊混炼温度约为130℃，其它工艺步骤及条件同例1。其母料应用性能见表5。例3，例4的母料配方同样也可采用例2的工艺流程。由表1可以看出，用本专利技术方法制得的微珠母料的各项性能均较理想，具有比重轻、流动性能好，填充量大的特点，显示出较好的社会经济效益。由表2、表3、表4可以看出，采用本专利技术的微珠母料填充PP和PE，制得的塑料制品的常温缺口冲击强度普遍超过PP和PE的性能，拉伸强度则与PP、PE的性能相近。另外，用玻璃微珠填充的塑料性能比碳酸钙母料填充的PP和PE塑料的性能好。本专利技术的玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃微珠塑料填充母料，其特征在于：它由下列成份构成：玻璃微珠，７２～９０％载体，３．６～２０％表面处理剂，０．３～２．７％分散剂及改性剂，３．７～１３．５％。

【技术特征摘要】
1、一种玻璃微珠塑料填充母料，其特征在于：它由下列成份构成：玻璃微珠        72～90%载体            3.6～20%表面处理剂      0.3～2.7%分散剂及改性剂  3.7～13.5%2、根据权利要求1所述的玻璃微珠塑料填充母料，其特征在于：玻璃微珠的含珠量大于80%，含水量小于0.5%，粒径小于45μm3、根据权利要求1所述的玻璃微珠塑料填充母料，其特征在于：载体系聚集态结构为无定形，溶解度参数和表面张力与聚烯烃相近、分子量较小的树脂。4、根据权利要求1所述的玻璃微珠塑料填充母料，其特征在于：分散剂可以是腊类、脂肪酸盐类，油脂类中的任意一种或几种，其中以脂肪酸盐类与腊类并用效果最佳。5、一种玻璃微珠塑料填充母料的加工工艺，其特征在于：（1）先将72～90%的含水量小于0.5%的玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉婴，林为，
申请(专利权)人：福州市塑料科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]