專利名稱：磷酸單酯與碳酸鈣填充聚乙烯產品的制作方法
技術領域：
本發明屬于塑料加工領域。用砱酸單酯偶聯劑處理碳酸鈣表面后，填充到聚乙烯產品中。該產品具有良好的沖擊強度和彎曲強度，而抗張強度幾乎不變。
聚乙烯是國內外早己生產的大宗產品，但對聚乙烯產品的性能及其輔助材料的改進則在不斷地研究，特別是高密度聚乙烯具有結晶度高，軟化點高，模量高，強度高，硬度高等優點;但高密度聚乙烯的可加工性，韌性和耐環境應力開裂性能較差，著色性能不好，與其他工程塑料相比有強度不高等缺點。對此必須進行改性，以適應產品性能要求和使用特點。在聚乙烯產品的開發應用中，填充改性是主要途徑之一。填充改性不僅改進其加工性能和產品性能，而且還可大幅度降低原材料成本，提高產品質量。填充改性的方法和所用的填料很多，如日本公開特許公報，昭57-128728，1982年8月10日“無機物填充ポリオレ
ン系樹脂組成物”所用的砱酸酯對無機填料填充聚烯烴的報導，該專利力圖用砱酸酯作偶聯劑處理碳酸鈣填充聚烯烴產品(主要是聚丙烯產品)，砱酸酯
，R為H或甲基，R′為-CH2-CH2-或
，R2為OH等)，合成復雜，含有雙鍵，砱酸酯對碳酸鈣與聚乙烯的偶聯效果差，抗張強度由65提高到72kg/cm2，配方復雜、填充聚乙烯產品的綜合性能不突出，難于推廣應用。
本發明的目的與任務是針對現有技術的不足而提供一種簡便而有特效的砱酸單酯作為偶聯劑對碳酸鈣粉末表面處理后填充到聚乙烯產品中，取得了獨特的預料不到的效果，其沖擊強度是一般填充無機填料的聚乙烯產品無法達到的，可與彈性類(橡膠等)增韌比美，但彈性增韌會導致復合材料的剛性急劇降低。本發明不僅克服了上述缺點，而且改善了聚乙烯產品的加工性能和產品性能，降低了成本，擴大了使用范圍。
本發明提供的一種以砱酸單酯作為偶聯劑處理碳酸鈣粉末表面后填充到聚乙烯產品中的配方組分(按重量份數計)為聚乙烯 100份碳酸鈣(粒度為300-5000目) 10-500份砱酸單酯(可用
，R≥12個碳的烷基及其飽和烷烴的衍生物。如
，
或十八烷基n為1-50) 0.5-10份/100CaCO3最佳配方組分(按重量份數計)為聚乙烯 100份碳酸鈣 60份砱酸單酯 1.5份/100CaCO3按上述配方組分物質分別稱量，先加入砱酸單酯及碳酸鈣，在30-80℃溫度下，高速攪拌(500-5000r·p·m)5-15分鐘，再加入聚乙烯使之混合均勻。然后，在140-180℃溫度下，用雙輥機混煉10-15分鐘，即可出料備用。
填充聚乙烯產品用于各種塑料制品的加工條件;注射溫度為180-250℃，注射壓力為30-1500公斤/厘米2;壓制溫度為140-190℃，壓力為20-80公斤/厘米2等。
砱酸單酯和其他偶聯劑處理碳酸鈣填充聚乙烯產品的性能比較如下表。
表1 各種偶聯劑處理碳酸鈣填充聚乙烯強度比較
砱酸單酯與碳酸鈣填充聚乙烯產品具有沖擊強度和彎曲強度高的獨特性能，主要是砱酸單酯的兩個羥基可與碳酸鈣粒子上碳酸鈣成鹽而牢固地附著在碳酸鈣粒子表面。砱酸酯的另一端是飽和碳鏈與聚乙烯分子上的碳碳鏈有相同的鍵長和鍵角，有利于與聚乙烯分子鏈緾結、取向或納入聚乙烯晶體中，形成一個復合體系。碳酸鈣粒子引入聚乙烯中相當于引入剛性基團，使材料的彎曲強度提高。同時，砱酸單酯又潤滑了碳酸鈣與聚乙烯的界面，所以當材料受到沖擊時，不易從界面上先打開缺口、要使碳酸鈣粒子的包覆體誘發聚乙烯基材的塑性或彈性變形，需要吸收很大的能量。因此，砱酸單酯偶聯碳酸鈣而填充的聚乙烯產品具有優異的沖擊強度，遠非其他偶聯劑與無機填料填充聚乙烯產品所可比擬的。
本發明具有如下優點1.砱酸單酯偶聯碳酸鈣填充的聚乙烯產品能產生非彈性增韌的作用，它能代替價格昂貴的彈性增韌的效果，并克服了彈性增韌所帶來的產品剛性下降的缺點。達到了填充改性的目的。
2.本發明的填充改性聚乙烯產品其沖擊強度可達542.5J/m，為基材聚乙烯沖擊強度的3～4倍。彎曲強度可以提高30%以上。
3.本發明的填充改性聚乙烯產品不僅大大的提高了沖擊強度和彎曲強度，并改善了綜合性能，擴大了使用范圍，而且還大幅度降低了成本。具有顯著的經濟效益和社會效益。
實施例1.按上述配方稱取砱酸單酯
1.5公斤于混合機內處理325目的輕質碳酸鈣100公斤，在80℃溫度下，高速攪拌(1000r·p·m)15分鐘，加入高密度聚乙烯200公斤，再將上述混合物料置于180℃溫度的雙輥機上混煉15-20分鐘，即可出料備用。
成型條件是在180℃溫度下，壓力為40kg/cm2壓制成板。
2.按上述配方稱取砱酸單酯
0.01公斤于混合機內處理325目的輕質碳酸鈣1公斤，在80℃溫度下，高速攪拌15分鐘，在雙輥煉膠機上與0.5公斤高密度聚乙烯混煉15分鐘后拉片，粉碎后，再與0.5公斤高密度聚乙烯混合使用，加入注射機(68克)的料斗中注射成型，其注射機各段溫度為1段121℃，2段為150℃，3段為180℃，噴咀為190℃，注射壓力為30公斤/厘米2。
3.用砱酸單酯
1公斤，重質碳酸鈣1250目100公斤，在50℃溫度下，高速混合機內混合10分鐘，與高密度聚乙烯200公斤在擠出機上造粒。填充聚乙烯可在180℃溫度下，壓力為50公斤/厘米2壓制成板。
權利要求
1.一種含砱酸酯與無機填料填充的聚乙烯產品其特征在于該產品以砱酸單酯作為偶聯劑處理碳酸鈣粉末表面后而填充到聚乙烯產品中的配方組分(按重量份數計)為聚乙烯100份碳酸鈣10-500份砱酸單酯 0.5-10份/100份CaCO3
2.按照權利要求1所述填充聚乙烯產品其特征在于該產品的最佳配方組分(按重量份數計)為聚乙烯 100份碳酸鈣 60份砱酸單酯 1.5份/100份CaCO3
3.按照權利要求1或2所述填充聚乙烯產品其特征在于該產品中的砱酸單酯為
R≥12個碳的烷基及其飽和烷烴的衍生物，如
或十八烷基
，n為1-50。
4.按照權利要求1或2所述填充聚乙烯產品的制造方法其特征在于該產品按上述最佳配方分別稱量，先加入砱酸單酯及碳酸鈣，在30-80℃溫度下，高速攪拌(500-5000r·p·m)5-15分鐘，再加入聚乙烯使之混合均勻，然后在140-180℃溫度下，用雙輥機混煉10-15分鐘，該混合料用于塑料制品的加工條件，注射溫度為180-250℃，注射壓力為30-1500公斤/厘米2，壓制溫度為140-190℃，壓力為20-80公斤/厘米2等。
全文摘要
磷酸單酯與碳酸鈣填充聚乙烯產品是以磷酸單酸作為偶聯劑處理碳酸鈣粉末后填充到聚乙烯產品中。該產品具有良好的沖擊強度和彎曲強度，沖擊強度可達542.5J/m，為基料聚乙烯沖擊強度的3～4倍。它能產生非彈性增韌的作用，可以代替價格昂貴的彈性增韌的效果，并克服了彈性增韌所帶來的產品剛性下降的缺點，達到了填充改性的目的。改善了綜合性能，擴大了使用范圍，而且大幅度降低了成本，具有顯著的經濟效益和社會效益。
文檔編號C08K9/04GK1051370SQ8910412
公開日1991年5月15日 申請日期1989年11月2日 優先權日1989年11月2日
發明者吳崇周 申請人:成都科技大學