专利名称：降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法
技术领域：
本发明涉及一种化工工艺，具体涉及一种降低碳酸钩颗粒填充高密聚乙
烯(HDPE)复合材料加工温度的方法。
背景技术：
聚乙烯(PE)作为五大通用塑料之首，其产品涉及工业生产和曰常生活 的方方面面，已成为人们工作生活中不可或缺的重要组成，其产量和消费量 长期以来一直雄踞各种塑料的首位。高密聚乙烯(HDPE)作为聚乙烯家族 最重要的成员， 一直倍受关注。对高密聚乙烯进行无机颗粒填充可以有效降 低其制品的成本，提高制品刚度、模量、尺寸稳定性和耐温性能，因而长期 以来受到人们的广泛关注。碳酸钩颗粒填充HDPE是其中应用最为广泛的复 合材料之一。
目前，碳酸铞颗粒填充HDPE加工方式基本是将碳酸钩与HDPE加热至 HDPE的粘流温度以上60。C以上(大约210。C)以双螺杆进行共混得到，但 是较高的加工温度不仅需要消耗较多的能量，导致生产成本上升；而且有时 还会引起HDPE的降解，导致复合材料的力学性能下降，使产品质量和使用 寿命下降，严重时还会引起HDPE的结焦碳化，从而造成产品颜色变黄，破 坏产品美观，而碳化物在加工设备上的沉积，还会引起加工设备性能的下降 和使用寿命的降低。 发明内容本发明是针对碳酸钓颗粒填充HDPE加工中存在的上述问题，提供一种 降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料力口工温度的方法，从而有效降低复 合材料的加工粘度，达到P争低碳酸钩颗粒填充HDPE加工温度的目的，并且 在无需设备改造和资金投入的情况下有效的解决上述问题。
本发明目的是通过以下技术方案实现的
一种降低碳酸钩颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，步骤如
下
(1) .将两种粒径不同的碳酸钩颗粒按照特定的粒径和质量配比进行混合
(2) .将上述混合物以20~50%的质量比例填充HDPE; 以上方案中所述的特定粒径的石灰酸钓是碳酸钓I: 200目至600目；
碳酸4丐II: 800目至2500目；
所述的两种粒径碳酸钩填料的质量之比为30: 70至70: 30。 以上方法，可以使HDPE的加工温度得到大幅度的下降(25。C左右)， 从而实现减少聚合物在加工过程中的高温降解、结焦碳化和变色泛黄，达到 提高产品机械性能、改善产品表面色泽和提高加工机械4吏用寿命的目的，并 可以在一定程度上减少HDPE的加工能耗，降低生产成本。 本发明有以下优化方案
1、 所述两种不同粒径的碳酸钾填料的粒径配比，推荐采用I ， 200目 和II800目配比；I ， 325目和II ， 1500目配比；或者I ， 600目和II, 2500 目配比；
2、 所述的碳酸钩填料均经过1~3%硬脂酸进行表面处理。硬脂酸表面 处理剂应用的最佳配比为2%。3、优化方案中，两种粒径碳酸钩填料的质量之比为40: 60至60: 40; 本申请推荐采用50: 50;但是，其中当大粒径和小粒径填料的质量比为60: 40时，其改善加工性能的效果最佳； 所述的碳酸钩和HDPE的质量之比为30: 70-40: 60。 本发明的优点
本发明工艺流程简易，操作简单易行，无需任何额外投资和设备改造。 本发明能明显降低HDPE的加工温度(25。C左右)，确保复合材料色泽
无泛黄变色，使复合材料的机械性能提高20%以上，并可实现减少能耗，降
低生产成本的目的。
具体实施例方式
实施例1:
将200目碳酸钓和800目碳酸钓按照60: 40的比例进行混合，并以30 0/c的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150， 160， 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170， 210, 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目 碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高34 %和31 % 。 实施例2:
将200目碳酸钓和800目碳酸钩按照50: 50的比例进行混合，并以50 0/o的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150， 160, 185, 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钩颗粒填充HDPE时温度依次为160, 170, 210， 210。C时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目 碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高33 %和30 % 。 实施例3:
将200目碳酸钓和800目石友酸钓按照70: 30的比例进行混合，并以20 。/o的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150， 160, 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钓颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170， 210, 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目 碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高27 %和25 % 。 实施例4:
将200目碳酸钓和800目碳酸钙按照30: 70的比例进行混合，并以40 0/o的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150， 160, 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170, 210， 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，沖击性能比单一200目或800目 碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高31 %和28 % 。 实施例5:
将325目碳酸4丐和1500目碳酸钩按照40: 60的比例进行混合，并以40 。/o的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150， 160， 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸4丐颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170， 210, 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一 325目或1500目碳酸钓颗粒填充HDPE分别提高33 %和30 % 。 实施例6:
将325目碳酸钓和1500目碳酸钙按照70: 30的比例进行混合，并以50 y。的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆^^出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150, 160， 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE时温度依次为160, 170， 210, 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一 325目或1500 目碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高32 %和28 % 。 实施例7:
将325目碳酸4丐和1500目碳酸钓按照50: 50的比例进行混合，并以30 。/o的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段 及机头加工温度依次为150, 160， 185， 185。C时可以达到正常加工单一200 目或800目碳酸钓颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170, 210, 21(TC时 同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，沖击性能比单一 325目或1500 目碳酸钩颗粒填充HDPE分别提高32 %和29 % 。 实施例8:
将600目碳酸钧和2500目碳酸钩按照40: 60的比例进行混合，并以 40。/。的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各 段及沖几头加工温度依次为150， 160， 185, 185。C时可以达到正常加工单一 200目或800目石灰酸钩颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170, 210， 210°C 时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一600目或2500 目碳酸4丐颗粒填充HDPE分别提高35 %和32 % 。
8实施例9:
将600目碳酸钓和2500目碳酸钩按照60: 40的比例进行混合，并以 30y。的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各 段及机头加工温度依次为150， 160， 185, 185。C时可以达到正常加工单一 200目或800目碳酸4丐颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170, 210， 210°C 时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一600目或2500 目碳酸4丐颗粒填充HDPE分别提高36 %和33 % 。 实施例10:
将600目石灰酸钩和2500目碳酸钾按照60: 40的比例进行混合，并以 20。/Q的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各 段及机头加工温度依次为150， 160， 185， 185。C时可以达到正常加工单一 200目或800目碳酸钩颗粒填充HDPE时温度依次为160， 170， 210, 210°C 时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一600目或2500 目碳酸钾颗粒填充HDPE分别提高29 %和27 % 。
权利要求
1、一种降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，其特征在于，步骤如下(1). 将两种粒径不同的碳酸钙颗粒按照特定的粒径和质量配比进行混合(2). 将上述混合物以20～50％的质量比例填充HDPE；其中所述的特定粒径的碳酸钙是碳酸钙I200目至600目；碳酸钙II800目至2500目；所述的碳酸钙I与碳酸钙II的质量之比为30:70至70:30。
2、 根据权利要求1所述的降低碳酸4丐颗粒填充高密聚乙烯复合材料加 工温度的方法，其特征在于，所述的碳酸钩I为200目、碳酸钩II为800目配比；或者， 碳酸4丐I为325目、碳酸钾II为1500目配比；或者， 碳酸4丐I为600目、碳酸4丐II为2500目配比。
3、 根据权利要求1所述的降低碳酸钓颗粒填充高密聚乙烯复合材料加 工温度的方法，其特征在于，所述的碳酸钩填料均经过1~3%硬脂酸进行表 面处理。
4、 根据权利要求2所述的降低碳酸钓颗粒填充高密聚乙烯复合材料加 工温度的方法，其特征在于，所述的硬脂酸表面处理剂应用的配比为2%。
5、 根据权利要求1~4之一所述的降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合 材料加工温度的方法，其特征在于，所述的碳酸钩和高密聚乙烯的质量之 比为30: 70~40: 60。
6、 根据权利要求5所述的降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加 工温度的方法，其特征在于，碳酸钙I与碳酸钩II的质量之比为40: 60 至60: 40。
7、 根据权利要求6所述的降低碳酸钓颗粒填充高密聚乙烯复合材料加 工温度的方法，其特征在于，碳酸钓I与碳酸钩II的质量之比为50: 50。
全文摘要
降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，步骤如下(1)将两种粒径不同的碳酸钙颗粒按照特定的粒径和质量配比进行混合；(2)将上述混合物以20～50％的质量比例填充HDPE；其中所述的特定粒径的碳酸钙是碳酸钙I200目至600目；碳酸钙II800目至2500目；所述的碳酸钙I与碳酸钙II的质量之比为30∶70至70∶30。优化方案中，所述的碳酸钙填料均经过1～3％硬脂酸进行表面处理。本发明可以使HDPE的加工温度下降25℃左右，从而实现减少聚合物在加工过程中的高温降解、结焦碳化和变色泛黄的目的，并可以在一定程度上减少HDPE的加工能耗，降低生产成本。
文档编号C08J3/20GK101456959SQ200810242659
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者周宁琳, 徐九春, 珏 方, 朱皓淼, 健 沈, 峻 章, 宏 莫, 马振毛 申请人:南京师范大学