的复合粉体及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种娃灰石和球形Si化的复合粉体及其应用，属于无机非金属粉体领 域。
【背景技术】
[0002]娃灰石是一种链状娃酸盐矿物，化学式为化3[Si030e]，属S方晶系，系纤维状集合 体，摩氏硬度为4. 5~5. 5,密度为2. 75~3. 10,是一种新型绝缘材料，可作为石棉的代用 品。作为填料，加入热固性树脂或热塑性高聚物中虽能起增强、提高模量等作用，但加入树 脂中往往会相互缠绕，不但起不到增初增强的效果反而会使混合物黏度上升，严重影响使 用效果。
[0003] 考虑到球形Si〇2已广泛使用在塑封行业中，已成为塑封料的重要材料。尤其是球 形Si〇2已是塑封料中的高端填料。据报道，目前全世界球形SiO2年用量约为60, 000吨，而 我国当前年用量也已达10000吨。
[0004] 为此，本申请的发明人设想能否将两种材料结合起来构筑成新的材料体系，在针 状（纤维状）的娃灰石中适当添加球形Si化粉料，W阻止娃灰石的相互缠绕，最终使树脂 混合的黏度大大降低，解决了单一娃灰石添加在树脂中的高黏度问题，从而构筑成本发明 的构思。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的在于提供一种娃灰石和球形Si〇2的复合粉体材料及其应用，所述的 应用主要是指所述的复合粉体在热固性树脂或在热塑性高聚物中的应用。
[0006] 所述的娃灰石和球形Si〇2的复合粉体的特征是
[0007] 1)球形二氧化娃的质量百分含量为1-10;
[0008] 所述球形二氧化娃的平均粒约为0.1ym~10ym，小于0.1ym时球形二氧化娃 不易分散均匀，大于或等于10ym时，对娃灰石的相互缠绕的阻止能力不够，所W通常W 0.lym~5]im粒径更佳；
[0009] 2)所述的针状（或称纤维状）娃灰石粉体的长径比为>5~15,长径比过大的针 状（或纤维状）的填料加入树脂后，易缠绕从而导致混合物黏度上升，严重影响填充量的提 高。娃灰石的长径比8~12为最佳。
[0010] 3)复合粉体或经硅烷偶联剂处理，W进一步改善黏度和增加填料与树脂的结合能 力，本发明对使用的硅烷偶联剂的种类没有特别的限制，用一种或一种W上的偶联剂处理 都可行。例如下述的偶联剂均可被使用：不饱和控基类硅烷、NC0基硅烷硫类硅烷、氨基类 硅烷、乙締基类硅烷、环氧类硅烷、烷基硅烷、甲基丙締酷氧基硅烷或娃氮烧类。
[0011] 4)所述的热固性树脂是W环氧树脂为代表的热固性树脂组成物；所述的热塑性 高聚物是自由基聚合的高分子聚合物为代表的热塑性高聚物。
[0012] 在W环氧树脂为代表的热固性树脂应用时娃灰石质量百分添加量为〉36 %~ 40 %，球形Si化的添加量为〉0~4 %，环氧树脂的加入量为60 %，相对黏度从不添加球形Si〇2时的相对黏度为100,下降至25或37,即下降75%~63%。
[0013] 在W聚乙締树脂为代表的热塑性高聚物应用时，娃灰石质量百分添加量为27~ 30%，球形Si化添加量为0~3%时，聚乙締树脂的加入量为70%时，相对MFR从不添加球 形Si〇2时的100提高到145 ;所述的MFR为热塑性塑料烙体流动速率。
[0014] 综上所述，利用本发明提供的复合粉体，不仅有效地克服了单一娃灰石添加缠绕 的缺陷而又可提高MFR和降低相对黏度。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过具体实施例的介绍，进一步表明本发明的实质性特点和显著的进步，但 本发明决非仅局限于实施列，需特别强调指出的是在各【具体实施方式】中W娃灰石和球形 Si化复合粉体和所使用的树脂质量百分数为100 %。
[0016] 实施例1
[0017] 将针状娃灰石和球形二氧化娃按表1的混合、未经硅烷偶联剂处理得到的对比例 和各实施例的样品。将各样品按40%(质量百分比）和液态环氧树脂混合后脱气测其黏 度。液态混合物的黏度和剪切速度有关，100%的未处理娃灰石在低剪切时黏度非常高、且 随剪切速度提高而下降。对于灌封用途低剪切条件下黏度低为佳W便充填均一且无气孔。 本实施例是W未添加球形Si化娃灰石的相对的黏度100为基准、树脂的加入量固定为60% (质量）而随2%质量分数球形Si化的加入W及有无偶联剂的加入，相对黏度下降到25-37， 即下降15-63%。
[00化]表1
[0019]
[0020] 注1 :信越化学KBM-103,化学名：苯基S甲氧基硅烷处理量1% (质量）。
[0021] 注2 :皿-560,江苏晨光产、化学名：丫一化3-环氧丙氧）丙基S甲氧基硅烷处理 量1% (质量）。
[0022] 注3:0. 5ym球形二氧化娃为进口日本的球形二氧化娃（用单质娃燃烧法生产）， 2ym球形二氧化娃为本申请人所在浙江华飞电子基材有限公司的产品狂ip313005)。
[0023] 本实施例中所述的偶联剂处理不只限于表中所指的偶联剂，可W使用的偶联剂如
【发明内容】
中所述的任一种。娃灰石长径比可W在>5~15范围内任取。表1所述的娃灰 石长径比为10,是为了描述方便而固定一个值，主要是说明不同长径比的娃灰石的添加量 对性能的影响，在本发明所述的> 5-15的长径比范围内均有类似的结果。
[0024] 实施例2
[0025] 将针状（或纤维状）娃灰石和球形二氧化娃按表2的混合。本发明是将实施例 11-18按添加质量百分数为30% -27%娃灰石和球形Si化与聚乙締予混后，用挤出机加热 混合得聚乙締混合物。本发明用塑料烙体流动速率对实施例粉体进行了评价。烙体质量流 动速率（Meltmass-flowrate,简称MFR)，是指在标准的烙融指数仪中在一定的溫度和压 力下，树脂烙料通过标准毛细管在10分钟内流出的烙料克数。W100%的未处理娃灰石的 190°C时的MFR(热塑性塑料烙体流动速率）为基准、按下式定义测定了各实施例的相对MFR 列入了表2。相对MFR=(实施例的MFR)/(100%未处理娃灰石和聚乙締混合物的MFR)。 从表2结果中可明显看出添加娃灰石和球形二氧化娃复合粉体后聚乙締树脂混合物的MFR 大幅上升。尤其是在W聚乙締树脂为代表的热塑性高聚物应用时，娃灰石质量百分添加量 为27~30%球形Si化添加量为0~3%时，聚乙締树脂的加入量为70%时，相对MFR从不 添加球形Si化时的100,提高到145 ;所述的MFR为热塑性塑料烙体流动速率。其余同实施 例1。
[0026]表2
[0027]
阳0測注1 :信越化学邸M-103,处理量1 % (重量）。
[0029] 注2:0. 5ym球形二氧化娃为进口日本的球形二氧化娃（用单质娃燃烧生产）2ym 球形二氧化娃为本发明申请人所在浙江华飞电子基材有限公司的产品狂ip313005)。
[0030] 所述的偶联剂处理可W是
【发明内容】
中所述的任一种，娃灰石长径比可在> 5~15 范围内任取。
[003U 为清楚表述本发明所述的应用，现WMFR测定作一介绍。
[0032] 本发明是利用双螺杆挤出机对粉体与树脂进行烙融共混，制备出粉体/树脂复合 材料。利用烙体流动速率仪对复合材料的MFR进行测定，用来表征粉体对树脂流动性的影 响。
[0033] 其中，①高密度聚乙締型号为DMDA8008 ;
[0034] ②使用设备：
[0035] a)双螺杆挤出机，TE-34,L/D=28,螺杆直径34mm，原国家化工机械部；
[0036] b)烙体流动速率仪，化-11B1，上海思尔达科学仪器有限公司。
[0037] 1)复合材料制备过程 阳03引W粉体：树脂=3 :7的比例，分别称取粉体与基体树脂，先将二者在高速混合机上 预混2min，然后倒入双螺杆挤出机料斗，开启主机螺杆、喂料螺杆，利用双螺杆挤出机对粉 体与树脂进行烙融共混，将挤出机挤出的料条，经水冷却后，利用切粒机造粒。所制得的复 合材料组成依次详见表2中实施例11-18,粉体与树脂烙融共混的溫度工艺如下：
[0039]
[0040] 2)复合材料MFR测试过程
[0041] 将所制得实施例11-18复合材料先置于80°C烘箱下烘干1~化，然后利用烙体流 动速率仪对其进行MFR测试，测试溫度为190°C，负荷为2. 16kg。
[0042] 本发明实施例2中实施例11-18测试的参考标准为《GB/T3682-2000热塑性塑料 烙体质量流动速率和烙体体积流动速率的测定》，该标准等同采用国际标准ISO1133。本发 明采用该标准之方法A进行测试。
[0043] 虽然实施例1和2仅使用了一种偶联剂处理，但实际上正如
【发明内容】
所述，可使用 一种或一种W上偶联剂处理。
【主权项】
1. 一种硅灰石和球形SiO2的复合粉体，其特征在于所述的球形SiO2的质量百分含量 为1-10,余量为硅灰石。2. 按权利要求1所述的复合粉体，其特征在于所述的硅灰石的长径比为多5~15,球 形SiO2平均粒径为0.Iym~10ym。3. 按权利要求1或2所述的复合粉体，其特征在于： ① 球形SiO2的平均粒经为0?Iym~5ym; ② 硅灰石的长径比为8~12。4. 按权利要求1或2所述的复合粉体的应用，其特征在于应用在热固性树脂或热塑性 高聚物中以降低或增加它们的相对黏度； 所述的热固性树脂是以环氧树脂为代表的热固性树脂组成物； 所述的热塑性高聚物是自由基聚合的高分子聚合物为代表的热塑性高聚物。5. 按权利要求4所述的应用，其特征在于使用前所述的复合粉体或需经硅偶联剂处 理。6. 按权利要求5所述的应用，其特征在于所述的硅偶联剂处理用一种或一种以上的硅 偶联剂处理，所述的娃偶联剂为不饱和经基类硅烷、NCO基硅烷硫类硅烷、氣基类硅烷、乙稀 基类硅烷、环氧类硅烷、烷基硅烷、甲基丙稀醜氧基硅烷或娃氣烧类。7. 按权利要求5所述的应用，其特征在所述的硅偶联剂为苯基三甲氧基硅烷或Y- (2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷。8. 按权利要求4-7中任一项所述的应用，其特征在于在以环氧树脂为代表的热固性树 脂应用时硅灰石质量百分添加量为36%~40%，球形SiO2的添加量为0~4%，环氧树脂 的加入量为60%，相对黏度从不添加球形SiO2时的100,下降到添加2%，下降至25或37， 即下降75%~63%。9. 按权利要求4-7中任一项所述的应用，其特征在于在以聚乙烯树脂为代表的热塑性 高聚物应用时，硅灰石质量百分添加量为27~30%球形510 2添加量为0~3%时，聚乙烯 树脂的加入量为70%时，相对MFR从不添加球形SiO2时的100,提高到145 ; 所述的MFR为热塑性塑料熔体流动速率。
【专利摘要】本发明涉及一种硅灰石和球形SiO2的复合粉体及其应用，其特征在于所述的球形SiO2的质量百分含量为1-10，余量为硅灰石。所述的硅灰石的长径比为≥5～15,球形SiO2平均粒径为0.1μm～10μm。其应用在热固性树脂或热塑性高聚物中以降低它们的相对黏度或增加热塑性塑料熔体相对流动速率；所述的热固性树脂是以环氧树脂为代表的热固性树脂组成物；所述的热塑性高聚物是自由基聚合的高分子聚合物为代表的热塑性高聚物。使用上面所述的复合粉体或需经一种或一种以上硅烷偶联剂处理。利用本发明提供的复合粉体，不仅有效地克服了单一硅灰石添加的缠绕的缺陷而又可提高MFR和/或降低相对黏度。
【IPC分类】C08L23/06, C08K7/18, C08L63/00, C08K7/10, C08K9/06
【公开号】CN105199148
【申请号】CN201510603592
【发明人】李文
【申请人】浙江华飞电子基材有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月21日