[發明專利]納米碳酸鈣增強增韌塑料母料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210340079.3
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102875869A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 呂國章;呂豐;楊芮平
• 申請（專利權）人: 芮城新泰納米材料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/04;C08L23/12;C08K3/26;C08K5/098;C08J3/22;B29C47/92
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及塑料技術領域，具體是一種納米碳酸鈣增強增韌塑料母料及其制備方法。

背景技術

在塑料的生產過程中，為了降低生產成本，一開始就是將碳酸鈣直接以粉末形式作為填料加入到塑料中，但之后發現這對塑料的性能有明顯的降低作用。后來，為了提高塑料的性能，就將碳酸鈣粉與具有分散作用的助劑混合制成母粒后再添加到塑料中，這使得塑料性能降低的問題得到了一定的改進。此外上述所講的碳酸鈣粉一般都是重質、輕質和微米的，雖然降低了生產成本，但是對塑料性能的提高還不夠明顯。近年來，納米級碳酸鈣的應用技術已很成熟，并得到了廣泛推廣，它也以其特殊的“表面效應”、“體積效應”以及“量子效應”成為了塑料工業中最為重要的納米材料之一。將納米級碳酸鈣、載體樹脂及相關助劑按一定配比共混并經一次擠出加工制備成母料，然后添加到塑料中，這對塑料的性能有明顯的提高。如專利號為00129696.5的中國發明專利公開了一種“納米碳酸鈣增韌母料”，該母料由納米碳酸鈣、低分子量聚苯乙烯、其它助劑和載體樹脂按一定配比組成，將該母料加入到塑料中后，對塑料的性能有了一定的提高。但該專利也僅局限于對塑料韌性的提高，對強度的提高并不明顯，而且原料中的碳酸鈣粉末全部選用納米級的，無形中增加了生產成本，也提高了制備難度，同時因為納米級碳酸鈣具有極大的比表面積和極高的比表面能，極易發生粒子團聚，形成二次粒子，甚至形成更大的團聚顆粒，即便添加有具有分散作用的低分子量聚苯乙烯，還是會有部分納米碳酸鈣很難充分均勻的分散在載體樹脂中，最終造成納米碳酸鈣特有的性能得不到充分的發揮。此外，該專利中母料的制備采用常規的共混一次擠出加工方法，由于工藝的局限性，限制了制得的母料的性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種納米碳酸鈣增強增韌塑料母料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種納米碳酸鈣增強增韌塑料母料，由下列重量份數的各原料組成：

納米碳酸鈣?????20-80份

微米碳酸鈣?????5-60份

茂金屬聚乙烯???10-20份

載體樹脂???????5-10份

助劑???????????5-15份

其中，所述的載體樹脂為低密度聚乙烯或者聚丙烯或者二者任意比例的混合物；所述的助劑是由雙親偶聯劑、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣按質量比為3：1：1混合配制而成。

本發明選用納米級碳酸鈣和微米級碳酸鈣的混合粉末作為制備母料的無機粉體，不僅降低了生產成本，而且納米碳酸鈣有利于提高填充體系的力學性能，能很好的發揮其增強作用。同時，納米碳酸鈣與微米碳酸鈣混合使用時，微米碳酸鈣和納米碳酸鈣可以交叉分散，微米碳酸鈣在一定程度上阻礙納米碳酸鈣的團聚，提高了納米碳酸鈣在載體樹脂中的分散效果，從而最大程度的發揮其增強增韌的作用。本發明選用的載體樹脂以茂金屬聚乙烯為主，并且輔助添加少量的低密度聚乙烯、聚丙烯以配合使用，助劑選用具有分散內外潤滑作用的雙親偶聯劑、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣混合配制而成。納米碳酸鈣和微米碳酸鈣在助劑的作用下可以充分、均勻的分散到載體樹脂中，充分發揮其增強增韌作用。加之載體樹脂選用茂金屬聚乙烯，其性能與一般聚乙烯有所不同，其密度范圍與一般聚乙烯相同，但結構上的特點是分子量分布窄、共聚單體組成分布均勻，在性能上表現為強度高、透明性好，同時其本身也具有增韌增強作用，因此，茂金屬聚乙烯的加入使母料增強增韌效果更加明顯，同時加入該母料還可以增強塑料制品的表面光潔度。

進一步地，本發明中各原料的優選重量分數為：

納米碳酸鈣?????30份

微米碳酸鈣?????50份

茂金屬聚乙烯???13份

載體樹脂???????7份

助劑???????????8份

本發明中所述的納米碳酸鈣的粒徑為15-40nm，所述的微米碳酸鈣的粒徑為5-10um。該粒徑范圍內的納米碳酸鈣和微米碳酸鈣配合使用，一方面對于填充體系力學性能的提高最有利，另一方面能使納米碳酸鈣和微米碳酸鈣很好的混合，分散更合理，提高了納米碳酸鈣的分散均勻程度。

本發明納米碳酸鈣增強增韌塑料母料的制備方法，包括如下步驟：

1）按配比分別稱取納米碳酸鈣、微米碳酸鈣、茂金屬聚乙烯、載體樹脂和助劑以備用；