一種扁絲專用填充母粒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料填充母料，具體涉及一種扁絲專用填充母粒，進一步涉及一種扁絲專用填充母粒的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚合物填充改性技術的研究和應用己經有很長歷史。填充母料最初的目的是為了達到增量和降低成本。特別是使用填充母料可替代部分石油塑料，大幅減少對石油資源的依賴。因此具有積極的環保意義和巨大的經濟意義。
[0003]隨著填充改性技術的發展，目前填充母料的添加量逐步提高，已由最初的10-30%提高到50%以上。這種高填充塑料的發展對塑料行業的發展產生極大的影響。填充母料已不再是傳統意義上的簡單填充降低成本，塑料填充技術已由最初的簡單填充向功能化、高性能化發展。因此，傳統的填充母料的細度改進、偶聯改進已無法滿足塑料行業的發展需要。
[0004]塑料扁絲廣泛應用于編織袋、土工布、扁絲繩等塑料制品。扁絲母料是塑料制品中使用時間最早、用量最大的產品。在塑料扁絲生產過程中使用母料，不僅能夠降低生產成本，而且能夠改善塑料編織袋的某些物理性能。
[0005]中國發明專利CN102816336B公開了一種聚丙烯編織袋用高填充塑料母粒的制備方法，選用粒徑為1250目的無機粉體，加入相對無機粉體重量1-1.5%的活性助劑，在高速混合機中加熱混合，加入無機粉體重量的5-10%聚丙烯樹脂和無機粉體重量的5-10%聚乙烯蠟，送至雙螺桿擠出機造粒即得到聚丙烯編織袋用高填充塑料母粒。
[0006]中國發明專利CN103554625A公開了一種復合塑料編織袋編織布填充用改性母料，以質量百分比計，由如下組成:無機粉體:80%-90%，偶聯劑:0.5%-2%，分散劑:2%-4%，增混物:6%-15%，抗靜電劑:1%_5%，抗氧劑:0.5%。
[0007]中國專利CN87102663公開了一種高分散型的塑料填充母粒，該填充母粒可以在較大的填充量下，不但不降低原塑料的物理機械性能，而且使其加工性能和物理機械性能大幅度提高，所以既降低塑料制品成本，又提高其質量。該填充母粒由碳酸鈣作為基體，經螯合型酞酸酯等助劑表面處理，并以石油樹脂、乙丙橡膠、低分子樹脂、分散劑、廢舊回收聚烯烴共混體為載體，經混煉、成片、切粒而成。
[0008]中國專利CN 102153806B公開了一種塑料填充母粒，含有載體樹脂、對苯二甲酸金屬鹽、硅烷偶聯劑、潤滑劑。其中載體樹脂選自新生塑料或再生塑料，潤滑劑選自石蠟、白油、硬脂酸中的一種或幾種。
[0009]中國專利CN102079828B公開了塑料填充用高含量超細無機粉體母粒的制備方法，其特征在于該母粒的制備方法采用計量進料，具有兩個側喂料的雙螺桿擠出機塑化擠出，熱切風冷造粒得超微細無機粉體母粒；母粒的配方按質量百分比為:無機超微細粉體75?90wt%、添加劑2?12wt%、載體8?20wt%。本發明解決了高含量超微細無機粉體填充母粒制備過程中超細粉體喂料難、分散不均勻、對環境的污染等問題。該母粒用于增強塑料改性時其分散效果佳、產品性能優異。
[0010]根據上述，目前扁絲填充母料基本采用無機粉體偶聯處理后造粒使用，由于無機粉體微細顆粒具有較高的比表面積與表面能，在塑料樹脂基體中造成塑料樹脂基體的不連續性以及兩相界面之間的界面缺陷，致使材料力學性能劣化，無機微粉削弱了樹脂高分子鏈段之間的作用力，次價鍵力的減弱使紫外線容易引起分子鏈的自由基斷鏈反應，從而對光敏感。通常存在易老化、易降解的缺陷，特別是隨著扁絲中母料用量的增加，易老化、易降解的缺陷更加明顯，而且強度明顯下降，限制了扁絲制品中母料用量的提高。
【發明內容】
[0011]現有聚丙烯扁絲母料用于扁絲制備時，由于無機粉體的存在，通常存在易老化、易降解的缺陷，特別是隨著扁絲中母料用量的增加，易老化、易降解的缺陷更加明顯，而且強度明顯下降，限制了扁絲母料用量的提升。針對這一缺陷，本發明提出一種扁絲專用填充母粒，該專用填充母粒以滑石粉為主要原料，通過對滑石粉膠體插層化處理，使滑石粉界面有機化，利用界面縮合使滑石粉具有高分子材料的熱塑性、韌性和可連續相特性，并進一步利用水滑石的光反射和阻隔性，提升扁絲母粒的防老化、防降解性。從而克服了目前扁絲母料在高添加量使用時，扁絲易老化、易降解的缺陷。
[0012]為實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
一種扁絲專用填充母粒，其特征是:主要由如下重量份組成的原料制備而成:
滑石粉75-85份，
水滑石5-10份，
二元酸5-8份，
復合膠體3-5份，
縮合劑0.5-1份，
載體樹脂5-8份；
其中所述的滑石粉MgO含量大于28%，Si02含量大于57%，90%粒徑過1250目篩；所述的水滑石選用比表面積200— 300m2/g的粉體，其雙層結構具有吸附功效，不但為縮合提供反應場所，而且具有光反射和阻隔性，可提升扁絲母料的防老化、防降解性。
[0013]所述的二元酸為己二酸、壬二酸、癸二酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸中的一種； 所述的復合膠體為阿拉伯膠、十二烷基苯磺酸鈉、聚甘油酯、三乙醇胺以質量比
3-5:1-2:0.5-1:0.2-0.5復合而成的復合膠體；
所述的縮合劑為N，N' - 二環己基碳二亞胺、二異丙基碳二亞胺、1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺中的一種；
所述的載體樹脂為乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來酸酐接枝聚乙烯中的一種；
一種扁絲專用填充母粒，其特征是制備方法按照如下方式進行:
I)將75-85重量份的滑石粉、5-10重量份的水滑石粉在200-250°C條件下煅燒0.5-1小時純化，然后與氫氧化鋁膠體液混合制成漿料，氫氧化鋁膠體液用量為滑石粉質量的3-5倍，加入3-5重量份的復合膠體在高速混合機中分散1-1.5小時進行膠體插層、水洗至中性、過濾、干燥后備用； 2)將5-8重量份的二元酸與步驟I)得到的膠體插層滑石粉由氣流從流化床下部送入流化床中，隨氣流速度加大，膠體插層滑石粉被二元酸包覆；
3)將步驟2)得到的二元酸包覆滑石粉與0.5-1重量份縮合劑加入反應釜密封，加壓升溫，壓力設置為5-10MPa，溫度升至150-220°C，攪拌保溫1_2小時，保溫期間進行200-300r/min的攪拌；
4)將步驟3)得到的縮合滑石粉與5-8重量份載體樹脂混合均勻，送入雙階式雙螺桿反應擠出器，設置一階螺桿反應器溫度80-120°C，壓力為0.5-2MPa，主機轉速為200-300轉/分鐘，真空脫揮，排除水分；第二階螺桿反應器溫度設置150-180°C，機頭壓力為2-5MPa，主機轉速為50-100轉/分鐘，進行深度縮合，通過連續縮合、脫揮、擠出切粒得到扁絲專用填充母粒。
[0014]上述制備方法，步驟4)所述的雙階式雙螺桿反應擠出器為同向雙螺桿擠出機，其中第一階螺桿長徑比多30，第二階螺桿長徑比多48，設置具有剪切、嚙合、回流、輸送的螺紋塊，回流螺紋塊的設置以確保反應物料在螺桿內的停留時間在8-12分鐘，
聚丙烯用于扁絲制造，由于主鏈上有叔碳原子，在熱、氧、紫外線等外界因素作用下極易發生化學變化，特別是使用母料后缺陷表現更為明顯，其表現為紅外吸收光譜中出現羰基峰，隨后生成過氧化物，斷裂后形成游離基，這些游離基進一步引起整個大分子鏈裂解、支化與交聯，使聚丙烯快速失去高分子材料的特征，喪失其使用性能。本發明一種扁絲專用填充母粒，通過對具有層狀結構的滑石粉進行膠體插層和二元酸包覆，使其層界面完全被酸包覆，含有的水滑石具有良好的吸附性為縮合提供場所。通過縮合使滑石粉表面的氫鍵轉向有機化，利用雙階式螺桿擠出機的深度高溫高壓縮合得到扁絲專用填充母粒。該扁絲專用填充母粒具有高分子材料的熱塑性、韌性和可連續相特性，避免了滑石粉用于扁絲造成的強度下降、耐老化性降低。而利用水滑石的光反射和阻隔性，進一步提升扁絲母粒的防老化、防降解性。在扁絲生產中母粒添加量可提高至50%以上，而不影響扁絲的強度、耐老化性。
[0015]本發明一種扁絲專用填充母粒及其制備方法與現有技術相比，其突出的特點在于:
1、本發明提出一種扁絲專用填充母粒，利用滑石粉為主要原料，通過膠體插層使滑石粉的層界面被酸完全包覆、縮合。扁絲專用填充母料具有高分子材料的熱塑性、韌性和可連續相特性。在扁絲生產中添加量可提高至50%以上。
[0016]2、本發明提出一種扁絲專用填充母粒，含有的水滑石具有良好的吸附性為縮合提供場所，并利用水滑石的光反射和阻隔性，提升扁絲母粒的防老化、防降解性。
[0017]3、本發明提出一種扁絲專用填充母粒的制備方法，在濕法狀態下連續反應，其生產效率高、無污染排放，可連續化操作、易于實施與控制、利于工業化生產。
【具體實施方式】
[0018]以下【具體實施方式】，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發明的