专利名称：磷酸单酯与碳酸钙填充聚乙烯产品的制作方法
技术领域：
本发明属于塑料加工领域。用砱酸单酯偶联剂处理碳酸鈣表面后，填充到聚乙烯产品中。该产品具有良好的冲击强度和弯曲强度，而抗张强度几乎不变。
聚乙烯是国内外早己生产的大宗产品，但对聚乙烯产品的性能及其辅助材料的改进则在不断地研究，特别是高密度聚乙烯具有结晶度高，软化点高，模量高，强度高，硬度高等优点;但高密度聚乙烯的可加工性，韧性和耐环境应力开裂性能较差，着色性能不好，与其他工程塑料相比有强度不高等缺点。对此必须进行改性，以适应产品性能要求和使用特点。在聚乙烯产品的开发应用中，填充改性是主要途径之一。填充改性不仅改进其加工性能和产品性能，而且还可大幅度降低原材料成本，提高产品质量。填充改性的方法和所用的填料很多，如日本公开特许公报，昭57-128728，1982年8月10日“无机物填充ポリオレ
ン系树脂组成物”所用的砱酸酯对无机填料填充聚烯烃的报导，该专利力图用砱酸酯作偶联剂处理碳酸鈣填充聚烯烃产品(主要是聚丙烯产品)，砱酸酯
，R为H或甲基，R′为-CH2-CH2-或
，R2为OH等)，合成复杂，含有双键，砱酸酯对碳酸鈣与聚乙烯的偶联效果差，抗张强度由65提高到72kg/cm2，配方复杂、填充聚乙烯产品的综合性能不突出，难于推广应用。
本发明的目的与任务是针对现有技术的不足而提供一种简便而有特效的砱酸单酯作为偶联剂对碳酸鈣粉末表面处理后填充到聚乙烯产品中，取得了独特的预料不到的效果，其冲击强度是一般填充无机填料的聚乙烯产品无法达到的，可与弹性类(橡胶等)增韧比美，但弹性增韧会导致复合材料的刚性急剧降低。本发明不仅克服了上述缺点，而且改善了聚乙烯产品的加工性能和产品性能，降低了成本，扩大了使用范围。
本发明提供的一种以砱酸单酯作为偶联剂处理碳酸鈣粉末表面后填充到聚乙烯产品中的配方组分(按重量份数计)为聚乙烯 100份碳酸鈣(粒度为300-5000目) 10-500份砱酸单酯(可用
，R≥12个碳的烷基及其饱和烷烃的衍生物。如
，
或十八烷基n为1-50) 0.5-10份/100CaCO3最佳配方组分(按重量份数计)为聚乙烯 100份碳酸鈣 60份砱酸单酯 1.5份/100CaCO3按上述配方组分物质分别称量，先加入砱酸单酯及碳酸鈣，在30-80℃温度下，高速搅拌(500-5000r·p·m)5-15分钟，再加入聚乙烯使之混合均匀。然后，在140-180℃温度下，用双辊机混炼10-15分钟，即可出料备用。
填充聚乙烯产品用于各种塑料制品的加工条件;注射温度为180-250℃，注射压力为30-1500公斤/厘米2;压制温度为140-190℃，压力为20-80公斤/厘米2等。
砱酸单酯和其他偶联剂处理碳酸鈣填充聚乙烯产品的性能比较如下表。
表1 各种偶联剂处理碳酸鈣填充聚乙烯强度比较
砱酸单酯与碳酸鈣填充聚乙烯产品具有冲击强度和弯曲强度高的独特性能，主要是砱酸单酯的两个羟基可与碳酸鈣粒子上碳酸鈣成盐而牢固地附着在碳酸鈣粒子表面。砱酸酯的另一端是饱和碳链与聚乙烯分子上的碳碳链有相同的键长和键角，有利于与聚乙烯分子链緾结、取向或纳入聚乙烯晶体中，形成一个复合体系。碳酸鈣粒子引入聚乙烯中相当于引入刚性基团，使材料的弯曲强度提高。同时，砱酸单酯又润滑了碳酸鈣与聚乙烯的界面，所以当材料受到冲击时，不易从界面上先打开缺口、要使碳酸鈣粒子的包覆体诱发聚乙烯基材的塑性或弹性变形，需要吸收很大的能量。因此，砱酸单酯偶联碳酸鈣而填充的聚乙烯产品具有优异的冲击强度，远非其他偶联剂与无机填料填充聚乙烯产品所可比拟的。
本发明具有如下优点1.砱酸单酯偶联碳酸鈣填充的聚乙烯产品能产生非弹性增韧的作用，它能代替价格昂贵的弹性增韧的效果，并克服了弹性增韧所带来的产品刚性下降的缺点。达到了填充改性的目的。
2.本发明的填充改性聚乙烯产品其冲击强度可达542.5J/m，为基材聚乙烯冲击强度的3～4倍。弯曲强度可以提高30%以上。
3.本发明的填充改性聚乙烯产品不仅大大的提高了冲击强度和弯曲强度，并改善了综合性能，扩大了使用范围，而且还大幅度降低了成本。具有显著的经济效益和社会效益。
实施例1.按上述配方称取砱酸单酯
1.5公斤于混合机内处理325目的轻质碳酸鈣100公斤，在80℃温度下，高速搅拌(1000r·p·m)15分钟，加入高密度聚乙烯200公斤，再将上述混合物料置于180℃温度的双辊机上混炼15-20分钟，即可出料备用。
成型条件是在180℃温度下，压力为40kg/cm2压制成板。
2.按上述配方称取砱酸单酯
0.01公斤于混合机内处理325目的轻质碳酸鈣1公斤，在80℃温度下，高速搅拌15分钟，在双辊炼胶机上与0.5公斤高密度聚乙烯混炼15分钟后拉片，粉碎后，再与0.5公斤高密度聚乙烯混合使用，加入注射机(68克)的料斗中注射成型，其注射机各段温度为1段121℃，2段为150℃，3段为180℃，喷咀为190℃，注射压力为30公斤/厘米2。
3.用砱酸单酯
1公斤，重质碳酸鈣1250目100公斤，在50℃温度下，高速混合机内混合10分钟，与高密度聚乙烯200公斤在挤出机上造粒。填充聚乙烯可在180℃温度下，压力为50公斤/厘米2压制成板。
权利要求
1.一种含砱酸酯与无机填料填充的聚乙烯产品其特征在于该产品以砱酸单酯作为偶联剂处理碳酸钙粉末表面后而填充到聚乙烯产品中的配方组分(按重量份数计)为聚乙烯100份碳酸钙10-500份砱酸单酯 0.5-10份/100份CaCO3
2.按照权利要求1所述填充聚乙烯产品其特征在于该产品的最佳配方组分(按重量份数计)为聚乙烯 100份碳酸鈣 60份砱酸单酯 1.5份/100份CaCO3
3.按照权利要求1或2所述填充聚乙烯产品其特征在于该产品中的砱酸单酯为
R≥12个碳的烷基及其饱和烷烃的衍生物，如
或十八烷基
，n为1-50。
4.按照权利要求1或2所述填充聚乙烯产品的制造方法其特征在于该产品按上述最佳配方分别称量，先加入砱酸单酯及碳酸鈣，在30-80℃温度下，高速搅拌(500-5000r·p·m)5-15分钟，再加入聚乙烯使之混合均匀，然后在140-180℃温度下，用双辊机混炼10-15分钟，该混合料用于塑料制品的加工条件，注射温度为180-250℃，注射压力为30-1500公斤/厘米2，压制温度为140-190℃，压力为20-80公斤/厘米2等。
全文摘要
磷酸单酯与碳酸钙填充聚乙烯产品是以磷酸单酸作为偶联剂处理碳酸钙粉末后填充到聚乙烯产品中。该产品具有良好的冲击强度和弯曲强度，冲击强度可达542.5J/m，为基料聚乙烯冲击强度的3～4倍。它能产生非弹性增韧的作用，可以代替价格昂贵的弹性增韧的效果，并克服了弹性增韧所带来的产品刚性下降的缺点，达到了填充改性的目的。改善了综合性能，扩大了使用范围，而且大幅度降低了成本，具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号C08K9/04GK1051370SQ8910412
公开日1991年5月15日 申请日期1989年11月2日 优先权日1989年11月2日
发明者吴崇周 申请人:成都科技大学