一种聚丙烯填充料及其制备方法与流程

1.本发明属于塑料加工成型填充母料，尤其涉及一种聚丙烯填充料及其制备方法。


背景技术：

2.填充料即填充母料，是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂先进行混合混炼，制得的粒、粉料称为母料。填充料是由载体树脂、填料和各种助剂组成的，助剂的限度或填料的含量比实际塑料制品中的需要量要高数倍至十几倍，填充料通常可以分为普通填充料和功能性填充料。填充料主要用于聚烯烃，如聚乙烯和聚丙烯的加工成型，又称为聚烯烃填充料。
3.聚丙烯是丙烯通过加聚反应而成的聚合物，为白色蜡状材料，外观透明而轻，易燃，能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解，聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产，也用于食品、药品包装。
4.目前市面市面上的聚丙烯填充料在改善复合材料的刚性、韧性和强度方面还有待提升，其原因在于填料与载体树脂之间的相容性不佳。


技术实现要素：

5.本发明提供一种聚丙烯填充料及其制备方法，旨在解决上述技术问题。
6.本发明是这样实现的，一种聚丙烯填充料，由以下组分按重量份制备而成：
7.钙粉50～90份、滑石粉10～50份、pp k722725～40份、poe 62021～2份、透明pp 5～10份、lldpe 70421.5～2.5份、铝酸酯偶联剂1～2份、聚乙烯蜡3～6.5份、半精炼58石蜡2.5～5份、硬脂酸18011～2份。
8.所述聚丙烯填充料的制备方法包括以下步骤：
9.将钙粉和滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至100～110℃，然后加入铝酸酯偶联剂混合2～3min，得到初混料；
10.向所述初混料中加入pp k7227、poe 6202、透明pp、lldpe 7042、聚乙烯蜡、半精炼58石蜡和硬脂酸1801继续搅拌混合2～3min，得到预混料；
11.将所述预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热2～4min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区110～130℃，第一熔融区160～170℃，第一高温剪切区170～180℃，第二高温剪切区180～190℃，第二熔融温区170～180℃，出料口熔融温区160～170℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为300～350r/min。
12.进一步地，所述钙粉为600目95度钙粉。
13.更进一步地，所述滑石粉为400目89度滑石粉。
14.更进一步地，所述透明pp的熔融指数在5kg/190℃条件下≥20g/10min。
15.更进一步地，所述铝酸酯偶联剂为长葛中博rca铝酸酯偶联剂。
16.更进一步地，所述聚乙烯蜡为长葛中博聚乙烯白色片蜡。
17.更进一步地，所述半精炼58石蜡为大庆石化58号半精炼石蜡。
18.有益效果
19.本发明提供的聚丙烯填充料由钙粉、滑石粉、pp k7227、poe 6202、透明pp、lldpe 7042、铝酸酯偶联剂、聚乙烯蜡、半精炼58石蜡、硬脂酸1801混合制成，铝酸酯偶联剂的加入使得pp k7227、透明pp以及lldpe 7042与钙粉和滑石粉的相容性显著提升，有效改善材料的力学性能，其作为填充料与聚丙烯混合能够提供更好的韧性和刚性，适用于油漆桶、管线等产品的制作，其耐用性更佳。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.以下实施例中，钙粉为600目95度钙粉，滑石粉为400目89度滑石粉，透明pp选择熔融指数在5kg/190℃条件下≥20g/10min的pp，铝酸酯偶联剂为长葛中博rca铝酸酯偶联剂，聚乙烯蜡为长葛中博聚乙烯白色片蜡，半精炼58石蜡为大庆石化58号半精炼石蜡。
22.实施例1
23.将50份钙粉和50份滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至105℃，然后加入1份铝酸酯偶联剂混合2.5min，得到初混料。
24.向初混料中加入30份pp k7227、1份poe 6202、5份透明pp、1.5份lldpe 7042、3份聚乙烯蜡、2.5份半精炼58石蜡和1份硬脂酸1801继续搅拌混合2.5min，得到预混料。
25.将预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热3min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区120℃，第一熔融区165℃，第一高温剪切区175℃，第二高温剪切区185℃，第二熔融温区175℃，出料口熔融温区165℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为350r/min。
26.将上述制备的聚丙烯填充料与聚丙烯按照重量比1:3进行混合后再经熔融、挤出得到复合材料。
27.实施例2
28.将60份钙粉和30份滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至105℃，然后加入1份铝酸酯偶联剂混合2min，得到初混料。
29.向初混料中加入25份pp k7227、1份poe 6202、5份透明pp、1.5份lldpe 7042、3份聚乙烯蜡、2.5份半精炼58石蜡和1份硬脂酸1801继续搅拌混合2min，得到预混料。
30.将预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热2min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区125℃，第一熔融区170℃，第一高温剪切区180℃，第二高温剪切区190℃，第二熔融温区180℃，出料口熔融温区170℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为350r/min。
31.将上述制备的聚丙烯填充料与聚丙烯按照重量比1:3进行混合后再经熔融、挤出得到复合材料。
32.实施例3
33.将90份钙粉和10份滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至105℃，然后加入2份铝酸酯偶联剂混合3min，得到初混料。
34.向初混料中加入40份pp k7227、2份poe 6202、10份透明pp、2.5份lldpe 7042、6.5份聚乙烯蜡、5份半精炼58石蜡和2份硬脂酸1801继续搅拌混合3min，得到预混料。
35.将预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热4min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区115℃，第一熔融区160℃，第一高温剪切区170℃，第二高温剪切区180℃，第二熔融温区170℃，出料口熔融温区160℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为300r/min。
36.将上述制备的聚丙烯填充料与聚丙烯按照重量比1:3进行混合后再经熔融、挤出得到复合材料。
37.实施例4
38.将80份钙粉和40份滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至100℃，然后加入2份铝酸酯偶联剂混合3min，得到初混料。
39.向初混料中加入35份pp k7227、2份poe 6202、8份透明pp、2份lldpe 7042、4份聚乙烯蜡、3份半精炼58石蜡和2份硬脂酸1801继续搅拌混合3min，得到预混料。
40.将预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热3min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区110℃，第一熔融区160℃，第一高温剪切区170℃，第二高温剪切区180℃，第二熔融温区170℃，出料口熔融温区160℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为300r/min。
41.将上述制备的聚丙烯填充料与聚丙烯按照重量比1:3进行混合后再经熔融、挤出得到复合材料。
42.实施例5
43.将70份钙粉和20份滑石粉倒入温控式高速混合机中混合并加热至110℃，然后加入1份铝酸酯偶联剂混合3min，得到初混料。
44.向初混料中加入30份pp k7227、1份poe 6202、7份透明pp、1份lldpe 7042、5.5份聚乙烯蜡、4份半精炼58石蜡和1份硬脂酸1801继续搅拌混合3min，得到预混料。
45.将预混料投入到长径比为44:1的双螺杆挤出机中，先预加热4min，再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥，即制得聚丙烯填充料的母粒，双螺杆挤出机温度设置为：预融区130℃，第一熔融区170℃，第一高温剪切区180℃，第二高温剪切区190℃，第二熔融温区180℃，出料口熔融温区170℃，加工过程中，双螺杆挤出机的转速为350r/min。
46.将上述制备的聚丙烯填充料与聚丙烯按照重量比1:3进行混合后再经熔融、挤出得到复合材料。
47.性能测试
48.将上述实施例1～5制备的复合材料注塑成标准样条，再单独将聚丙烯注塑成样条一同测试，测试的项目和标准如下：
49.弯曲强度、弯曲模量——gb/t 9341-2008；
50.拉伸强度、断裂伸长率——gb/t 1040.0-2006；
51.悬臂梁冲击强度——gb/t 1843-2008。
52.测试结果如下表所示：
53.项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5聚丙烯弯曲强度/mpa424754434418弯曲模量/mpa276228282681290725231452冲击强度/kj/m2262321202913拉伸强度/mpa343833283628断裂伸长率/％584662516242
54.从上表可以看出，采用本发明实施例1～5制备的包含本发明聚丙烯填充料的复合材料在弯曲强度、冲击强度和拉伸强度方面均优于普通的聚丙烯，并且本发明实施例提供的制备方法简单易操作，适合推广应用。
55.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。