CN102336955A - 一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 - Google Patents
一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102336955A CN102336955A CN2010102300888A CN201010230088A CN102336955A CN 102336955 A CN102336955 A CN 102336955A CN 2010102300888 A CN2010102300888 A CN 2010102300888A CN 201010230088 A CN201010230088 A CN 201010230088A CN 102336955 A CN102336955 A CN 102336955A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- district
- nano
- polypropylene
- calcium carbonate
- telling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 31
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title abstract 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 14
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 9
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 4
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 claims description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 235000012204 lemonade/lime carbonate Nutrition 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/04—Particle-shaped
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明提供了一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法，该方法首先将聚丙烯、纳米碳酸钙和偶联剂混合均匀后挤出造粒得到母料，然后按照聚合物加工成型的方法将聚合物母料、聚丙烯、滑石粉和助剂在双螺杆挤出机中造粒并干燥即得本发明的改性聚丙烯。本发明方法改善了碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩率大的缺点，且克服了以往纳米级填充物在下料过程中运送困难、易架桥的缺点，其制备方法工艺流程简单，操作方便，且通过此种方法制备的改性聚丙烯复合材料成本低、力学性能优良，具有非常好的市场应用场景。对于拓展聚丙烯的应用领域、增加其使用价值有着非常重要的现实意义。
Description
技术领域：
本发明涉及改性聚丙烯技术领域，特别是涉及一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法。
背景技术：
聚丙烯(PP)具有来源丰富、价格便宜、容易加工、力学性能好、密度小等优点。是一种综合性能良好的通用塑料。广泛应用于汽车、化工、建筑、包装、电器等行业。但PP也存在冲击强度差、低温脆性、硬度低、成型收缩率大、易老化、耐热性差等缺点。碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料实现了对PP同时增强增韧的加工目标，但是仍未能解决其在成型加工时收缩率大的问题，限制了其在汽车等成型加工领域的使用。
发明内容：
本发明首先将聚丙烯、纳米碳酸钙和偶联剂混合均匀后挤出造粒得到母料，然后按照聚合物加工成型的方法将聚合物母料、聚丙烯、滑石粉和助剂在双螺杆挤出机中造粒并干燥即得本发明的改性聚丙烯。本发明在纳米碳酸钙对PP增强增韧的同时，提供一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比大的方法。该方法使用廉价的滑石粉作为填充物，与聚丙烯和纳米碳酸钙的母料共混后挤出造粒。利用填料的尺寸效应将填料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物母料的韧性和加工性完美的结合起来。对于拓展聚丙烯的应用领域、增加其使用价值有着非常重要的现实意义。
为实现以上目标，本发明采用如下的技术方案：
按照重量分数计算，本发明纳米碳酸钙粒子改性聚丙烯是有聚丙烯90～110份、纳米碳酸钙1～30份和滑石粉1～30份并加入助剂制备而成。发明人经过大量的实验证明：纳米碳酸钙的加入量超过30份时，分散性差、容易团聚，随着其加入量的增加，改性聚丙烯的冲击强度随之下降；纳米碳酸钙加入量低于1份时，力学性能提高的不明显。
优选地，纳米碳酸钙粒子改性聚丙烯是由聚丙烯100份、纳米碳酸钙20份和滑石粉10份并加入助剂制备而成。
前诉纳米碳酸钙粒子改性聚丙烯中的纳米碳酸钙的粒径为25nm～100nm。
优选地。纳米碳酸钙的粒径选择为25nm。经发明人大量研究表明，随着纳米碳酸钙粒径的增大，改性聚丙烯的冲击强度随之降低，收缩比随之增大。
本发明还提供了一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法：将聚丙烯、纳米碳酸钙、滑石粉和助剂混合均匀，然后按照聚合物加工成型的方法在双螺杆挤出机中挤出得到聚丙烯粒料，将粒料干燥至水分含量在0.01％以下即得改性聚丙烯。
其中，双螺杆挤出机的螺杆温度为：I区185℃～190℃、II区190℃～195℃、III区195℃～200℃、IV区195℃～200℃、V区200℃～205℃、VI区200℃～205℃、VII区200℃～205℃、机头温度205℃～215℃，螺杆转速为180～220转/分。
优选地，双螺杆挤出机的螺杆温度为：I区190℃、II区195℃、III区200℃、IV区200℃、V区205℃、VI区205℃、VII区200℃、机头温度215℃，螺杆转速为200转/分。
随着填料的微细化，粒子的比表面积增大，填料与基体的接触面积增大，因而填料与聚合物发生物理或化学结合的可能性大，材料受冲击时会产生更多的微裂纹和吸收更多的冲击能。但填料的用量过大，粒子过于接近，微裂纹易发展成宏观开裂，体系性能变差。由于纳米微粒的粒径小，极性强，而PP极性弱，两者相容性差，加之微粒的表面能高、易团聚，难以达到均匀分散，所以填料在与PP共混之前要用偶联剂对粒子表面进行处理，将偶联剂均匀地包覆在粒子表面以防止其团聚，从而提高分散效果。
具体各组分配比：
基体树脂：均聚PP、共聚PP中的一种或两种混合物100份
无机微纳米填料：纳米CaCO31～30份、滑石粉1250目1～30份
偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560；钛酸酯偶联剂NDZ101、NDZ102中的一种0.2～1份
润滑剂：白油、硬脂酸钙、十二烷基苯磺酸钠中的一种1～5份
首先将聚丙烯、纳米碳酸钙和偶联剂混合均匀后挤出造粒得到母料，然后按照聚合物加工成型的方法将聚合物母料、聚丙烯、滑石粉和助剂在双螺杆挤出机中挤出。加热段温度为185～210℃，机头温度为190～220℃，螺杆转速180～240r/min，挤出后水冷却、切粒机造粒，将粒料干燥至水分含量在0.01％以下即得改性聚丙烯。
Claims (8)
1.一种无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：按照重量分数计算，它是由聚丙烯90～110份、纳米碳酸钙1～30份和滑石粉1～30份加入助剂制备而成。
2.按照权利要求1所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：按照重量分数计算，它是由聚丙烯100份、纳米碳酸钙20份和滑石粉10份加入助剂制备而成。
3.按照权利要求1和2所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：所诉纳米碳酸钙的粒径为25nm～100nm。
4.按照要求3所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：所诉纳米碳酸钙的粒径为25nm。
5.按照权利要求1和2所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料，其特征在于：所诉滑石粉的目数为1250目。
6.权利要求1-5所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：将聚丙烯、纳米碳酸钙和助剂挤出造粒得到母料，然后按照聚合物加工成型的方法将聚合物母料、聚丙烯、滑石粉和助剂在双螺杆挤出机中挤出得到聚丙烯材料，将粒料干燥至水分含量在0.01％以下即得改性聚丙烯。
7.按照权利要求6所述无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：所诉双螺杆挤出机的螺杆温度为：I区185℃～190℃、II区190℃～195℃、III区195℃～200℃、IV区195℃～200℃、V区200℃～205℃、VI区200℃～205℃、VII区200℃～205℃、机头温度205℃～215℃，螺杆转速为180～220转/分。
8.按照权利要求6所诉无机刚性粒子/聚丙烯纳米复合材料的改性，其特征在于：所诉双螺杆挤出机的螺杆温度为：I区190℃、II区195℃、III区200℃、IV区200℃、V区205℃、VI区205℃、VII区200℃、机头温度215℃，螺杆转速为200转/分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102300888A CN102336955A (zh) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | 一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102300888A CN102336955A (zh) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | 一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102336955A true CN102336955A (zh) | 2012-02-01 |
Family
ID=45512929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102300888A Pending CN102336955A (zh) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | 一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102336955A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102585369A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-18 | 孙强 | 复合改性填充母料 |
| CN104250392A (zh) * | 2013-06-25 | 2014-12-31 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯-碳酸钙填充母料及其制备方法 |
| CN112063047A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-11 | 广州希乐弗化工有限公司 | 一种加工助剂用阻隔组合物 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1966564A (zh) * | 2005-11-15 | 2007-05-23 | 哈尔滨鑫达高分子材料股份有限公司 | 增强增韧抗老化聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料及其制备方法 |
| CN101338054A (zh) * | 2008-08-14 | 2009-01-07 | 苏州工业园区和昌电器有限公司 | 用于冰箱顶盖的改性聚丙烯材料及其制备方法 |
-
2010
- 2010-07-19 CN CN2010102300888A patent/CN102336955A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1966564A (zh) * | 2005-11-15 | 2007-05-23 | 哈尔滨鑫达高分子材料股份有限公司 | 增强增韧抗老化聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料及其制备方法 |
| CN101338054A (zh) * | 2008-08-14 | 2009-01-07 | 苏州工业园区和昌电器有限公司 | 用于冰箱顶盖的改性聚丙烯材料及其制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102585369A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-18 | 孙强 | 复合改性填充母料 |
| CN104250392A (zh) * | 2013-06-25 | 2014-12-31 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯-碳酸钙填充母料及其制备方法 |
| CN104250392B (zh) * | 2013-06-25 | 2017-02-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯‑碳酸钙填充母料及其制备方法 |
| CN112063047A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-11 | 广州希乐弗化工有限公司 | 一种加工助剂用阻隔组合物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102061027B (zh) | 纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料及制备方法 | |
| CN101851363B (zh) | 一种废旧聚乙烯的再生方法 | |
| CN109867851B (zh) | 一种耐压抗冲击pe管材及其制备方法 | |
| CN102492213B (zh) | 一种滚塑级交联聚乙烯耐磨复合材料及其制备方法 | |
| CN103923434B (zh) | 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
| CN101456973A (zh) | 一种upvc/级配复配无机粉体复合材料及其制备方法 | |
| CN103709511A (zh) | 微硅粉增强聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN103642113A (zh) | 微硅粉增强聚乙烯材料及其制备方法 | |
| CN111592667A (zh) | 增强、抗菌型的人造岗石废渣基塑料母粒及其制备方法 | |
| CN111592707A (zh) | 利用人造岗石废渣填充改性的塑料制品及其加工方法 | |
| CN102558643A (zh) | 无机粉体粉体填充改性pe母粒及其制备方法 | |
| CN104910539A (zh) | 高抗冲白色家电abs复合材料及其制备方法 | |
| CN102816336A (zh) | 一种聚丙烯编织袋用高填充塑料母粒的制备方法 | |
| CN107151413A (zh) | 一种具有高耐候性的工程塑料及其制备方法 | |
| CN1962740B (zh) | 6000目无机粉体填充改性pe母粒及其制备方法 | |
| CN106496790A (zh) | 一种粉煤灰空心球/pp复合材料及其制备方法 | |
| CN102336955A (zh) | 一种降低碳酸钙/聚丙烯纳米复合材料成型收缩比的方法 | |
| CN102942799B (zh) | 一种防霉塑木材料及其制备方法 | |
| CN105566898A (zh) | 一种纳米尼龙6复合材料 | |
| CN105542449A (zh) | 一种纳米尼龙6复合材料的制备方法 | |
| CN1850900A (zh) | 一种聚丙烯基木塑复合材料的制造配方 | |
| CN106496765B (zh) | 一种轻质高比强度改性聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN102399391A (zh) | 一种纳米SiO2/CaCO3复合粒子改性聚丙烯的制备方法 | |
| CN101735509A (zh) | 微－纳米碳化硅/聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN103772966A (zh) | 微硅粉增强尼龙材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HEILONGJIANG XINDA ENTERPRISE GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HARBIN XINDA MACROMOLECULE MATERIAL ENGINEERING CENTER CO., LTD. Effective date: 20120627 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 150066 HARBIN, HEILONGJIANG PROVINCE TO: 150060 HARBIN, HEILONGJIANG PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120627 Address after: Haping Road Development Zone in Harbin City, Heilongjiang province 150060 District Dalian Road No. 9 Applicant after: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co.,Ltd. Address before: 150066 Heilongjiang Province, Harbin City Economic Development Zone haping Road District Dalian Road No. 9 Applicant before: Harbin Xinda Polymer Material Engienering Center Co., Ltd. |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Pingfang District Road 150060 Heilongjiang Hanan city of Harbin Province, No. 9 Applicant after: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co.,Ltd. Address before: Haping Road Development Zone in Harbin City, Heilongjiang province 150060 District Dalian Road No. 9 Applicant before: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co.,Ltd. |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120201 |