專利名稱：粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法
技術領域：
本發明涉及塑料的制備方法，更具體地說，是涉及一種粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法。
背景技術：
大多通用塑料、工程塑料和功能塑料都采用無機填料進行改性，主要用以降低成本，還有用納米粉體進行改性以提高性能。但納米粉體基本上都存在團聚問題，因此對塑料性能的改善有限。目前大多研究是制備出納米粉體后進行表面包裹和改性，可以產生一定的效果；但是大多已經制備出的納米粉體就已經團聚，所以此時進行表面包裹后，其實得到的仍然是一個團聚體；其性能得以提高主要是因為無機的納米粉體和有機的塑料基體之間界面結合得到改善，而并非納米效應得到全面發揮。如果能讓納米粉體在塑料中以納米粒子的尺度存在，就可獲得比當前研究更好的性能，還可降低納米粉體的用量以降低成本。目前市售的硅(SiO2)溶膠、鋁(Al2O3)溶膠、氧化鐵溶膠等大多是粒子型溶膠，也可如申請人為浙江大學、申請號為CN200510061118.6提供的方法自行制備。
但是現有塑料中無機剛性粒子粒徑較大，無機剛性粒子在高聚物中的分散程度不高，從而影響了塑料的韌性等性能。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種粒子型溶膠原位共混制備改性塑料的方法。
為了解決以上問題，本發明通過如下技術方案實現。
一種粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，包括以下步驟(1)將粒子型溶膠與塑料粒子混合，使其均勻附著在塑料粒子表面；其中塑料粒子的質量為粒子型溶膠質量的10～1000倍；
(2)將步驟(1)中所得濕塑料粒子在50～100℃干燥5～30min；(3)用步驟(2)中所得塑料粒子進行共混加工，得到改性塑料粒子、薄膜或制品。
作為一種改進，所述粒子型溶膠是硅溶膠、鈦溶膠、鋁溶膠、鋯溶膠、氧化鐵溶膠其中至少一種。
作為一種改進，所述塑料粒子是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物其中至少一種。
作為一種改進，所述塑料粒子還可以是廢舊塑料破碎所得的粉料或粒料。
與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明提供的粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，可以減小塑料中無機剛性粒子粒徑，提高無機剛性粒子在高聚物中的分散程度；用粒子型溶膠改性的塑料中，無機剛性粒子顆粒能夠在納米尺度上存在于塑料中，更多地以單顆粒的形式與塑料高分子進行界面作用，可增加改性塑料在受沖擊時引發的銀紋數量，從而增強改性塑料的韌性，提高塑料性能。
具體實施例方式
以下通過具體實施例對本發明進行詳細描述。
一種粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，包括以下步驟(1)將粒子型溶膠與塑料粒子混合，使其均勻附著在塑料粒子表面；其中塑料粒子的質量為粒子型溶膠質量的10～1000倍；(2)將步驟(1)中所得濕塑料粒子在50～100℃干燥5～30min；(3)用步驟(2)中所得塑料粒子進行共混加工，得到改性塑料粒子、薄膜或制品。
所述粒子型溶膠是硅溶膠、鈦溶膠、鋁溶膠、鋯溶膠、氧化鐵溶膠其中至少一種；所述塑料粒子是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物其中至少一種所述塑料粒子還可以是廢舊塑料破碎所得的粉料或粒料。
各實施例中的試驗數據見下表
以硅溶膠原位改性聚乙烯塑料，同時以市售的納米氧化硅粉體改性聚乙烯塑料作為參照。所取聚乙烯塑料質量相同，納米氧化硅粉體的質量與所用硅溶膠中氧化硅含量相同，它們與聚乙烯(PE)塑料的質量比均為5∶95；在相同的濕塑料粒子干燥溫度和干燥時間下，硅溶膠原位改性聚乙烯(PE)塑料與納米氧化硅粉體改性聚乙烯(PE)塑料相比，前者比后者的拉伸強度高80％，彎曲強度高49％。
以類似的方式，鋁溶膠原位改性聚丙烯(PP)塑料與納米氧化鋁粉體改性聚丙烯(PP)塑料相比，前者比后者沖擊強度高30％。
以類似的方式，鋯溶膠原位改性聚碳酸酯(PC)塑料與納米氧化鋯粉體改性聚碳酸酯(PC)塑料相比，前者比后者斷裂伸長率高5％。
以類似的方式，鈦溶膠原位改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料與納米氧化鈦粉體改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料相比，前者比后者沖擊強度高80％。
以硅溶膠和鋯溶膠兩種溶膠原位改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，硅溶膠、鋯溶膠與ABS的重量份比例為10∶5∶85，可使ABS的缺口沖擊強度提高120％。
采用鋁溶膠改性聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)共混塑料，鋁溶膠中的氧化鋁粒子可以改善聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的界面結合，細化塑料晶體，起到增韌作用，使缺口沖擊強度提高1倍以上。
采用硅溶膠改性聚乙烯(PE)和廢舊聚乙烯(PE)的混合料，硅溶膠中的氧化硅硬質粒子可以改善新舊料的浸潤性，促進新舊料均勻混合。采用硅溶膠改性聚乙烯(PE)和廢舊聚乙烯(PE)的混合料，比不用硅溶膠改性的混合料，提高了加工流動性和耐熱性。
本發明所述的粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，制備時溶膠中的硬質顆粒附著在塑料粒子表面，并在共混中均勻的以納米尺度分散在塑料熔體中。由于分散效果的改善，可以獲得比用納米粉體改性時更好的性能，還可減少改性納米材料的用量以降低成本。
最后，還需要注意的是，以上列舉的是本發明的若干具體實施例子。顯然，本發明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將粒子型溶膠與塑料粒子混合，使其均勻附著在塑料粒子表面；其中塑料粒子的質量為粒子型溶膠質量的10～1000倍；(2)將步驟(1)中所得濕塑料粒子在50～100℃干燥5～30min；(3)用步驟(2)中所得塑料粒子進行共混加工，得到改性塑料粒子、薄膜或制品。
2.根據權利要求1所述的粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，其特征在于，所述粒子型溶膠是硅溶膠、鈦溶膠、鋁溶膠、鋯溶膠、氧化鐵溶膠其中至少一種。
3.根據權利要求1所述的粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，其特征在于，所述塑料粒子是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物其中至少一種。
4.根據權利要求3所述的粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法，其特征在于，所述塑料粒子還可以是廢舊塑料破碎所得的粉料或粒料。
全文摘要
本發明涉及塑料的制備方法，旨在提供一種粒子型溶膠原位共混改性塑料的制備方法。該塑料的制備方法包括以下步驟(1)將粒子型溶膠與塑料粒子混合，使其均勻附著在塑料粒子表面；其中塑料粒子的質量為粒子型溶膠質量的10～1000倍；(2)將步驟(1)中所得濕塑料粒子在50～100℃干燥5～30min；(3)用步驟(2)中所得塑料粒子進行共混加工，得到改性塑料粒子、薄膜或制品。本發明提供的制備方法可以減小塑料中無機剛性粒子粒徑，提高無機剛性粒子在高聚物中的分散程度，使無機剛性粒子顆粒能夠在納米尺度上存在于塑料中，更多地以單顆粒的形式與塑料高分子進行界面作用，增強了改性塑料的韌性，提高塑料性能。
文檔編號C08L69/00GK101050281SQ20071006837
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者高基偉, 楊輝 申請人:浙江大學