專利名稱：：無機(jī)高分子橡塑增韌劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無機(jī)高分子橡塑增韌劑，屬于橡塑產(chǎn)品加工助劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：在橡塑加工行業(yè)里，剛性和韌性是兩個重要性能指標(biāo)，如何保證制品同時具有良好的剛性和韌性，是長期以來材料科學(xué)研究的重要課題之一。有些高分子聚合樹脂的剛性太大，制成產(chǎn)品后脆性較大，易折斷，如PP、ABS、PC、PET等樹脂。另外，為降低材料成本，所有塑料制品都要填充惰性的無機(jī)粉體，如CaC03、Si02、滑石粉等等，這些材料都有比重大、吸濕性強(qiáng)，填充制品不耐老化和脆性大等缺陷。目前國際上已有幾家大公司研制開發(fā)了一些無機(jī)功能性增韌填料，如美國公利洋行(美國特種礦有限公司)的Si02系列產(chǎn)品、臺灣(臺灣大化高分子材料有限公司)的錫鋁粉，及德國(汽巴公司中國上海助劑有限公司)硅藻土系列產(chǎn)品，等等。但其價格遠(yuǎn)高于本項目材料，和普通石油產(chǎn)品差不多，并且這些材料密度較大，使得按同樣體積摻入后改性材料的重量較大，成本增加，而且當(dāng)材料重量有限制時，無法滿足要求。最近國內(nèi)又在推出納米材料增韌，但所謂的納米材料主要是納米碳酸鈣、滑石粉等材料。這些材料在加工過程中的分散性不能解決，納米效應(yīng)也就不能產(chǎn)生，所謂的增韌效果也無法體現(xiàn)出來。目前行業(yè)里用的最多的還是石油提煉出的有機(jī)增韌劑如聚乙烯辛烯共聚彈性體(簡稱POE)和橡膠類等產(chǎn)品，但卻損害了材料寶貴的剛性性能，而且材料的加工性能和耐熱性能會降低。同時由于價格不斷的上漲，現(xiàn)在企業(yè)都在避免大量使用，以控制成本。凹凸棒石(Attapulgite，Attap)又名坡縷石(Paly-gouskite)、坡縷鎬石，在礦物學(xué)分類上隸屬于海泡石族，是一種具鏈狀過渡結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物。凹凸棒石的理想化學(xué)式為Mg5Si802。(0H)2(0H2)4*4H20。其基本結(jié)構(gòu)分為3個層次(l)基本結(jié)構(gòu)單元為棒狀或纖維狀單晶體，棒晶的直徑為O.Olum數(shù)量級，長度可達(dá)0.1lum;(2)由單晶平行聚集而成的棒晶束；(3)由晶束(包括棒晶)相互聚集堆砌而形成的各種聚集體，粒徑通常為0.010.l誦數(shù)量級。圖1是凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)圖，圖2是顯微鏡下凹凸棒石單獨顆粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)。由圖1和圖2可以看出凹凸棒石具有獨特的層鏈狀結(jié)構(gòu)特征，在其結(jié)構(gòu)中存在晶格置換，故晶體中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al，晶體呈針狀、纖維狀或纖維狀集合體。因而，凹凸棒石具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附脫色能力和一定的可塑性及粘結(jié)力，且介于鏈狀結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)之間的中間結(jié)構(gòu)。表l凹凸棒石粘土主要氧化物含量<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石為主要組成部分的一種粘土礦，主要氧化物含量見表1。凹凸棒石粘土的獨特結(jié)構(gòu)使其成為天然的一維棒狀材料，因而表現(xiàn)出各種優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，如吸附性、韌性和耐磨性、耐高溫、抗老化性以及一定的可塑性及粘結(jié)力等等，為化學(xué)改性和材料復(fù)合創(chuàng)造了條件。但是由于凹凸棒石粘土比表面積大，纖維呈絮狀不規(guī)則分布，表面粗糙，加工流動性差，顆粒之間易產(chǎn)生團(tuán)聚，且表面含有極性羥基，故與非極性的有機(jī)高聚物的親和性很差，在塑料制品生產(chǎn)過程中往往只作為惰性的填充材料使用，不能充分發(fā)揮凹土材料增韌效應(yīng)。目前國內(nèi)在凹凸棒石粘土的應(yīng)用上主要在油脂脫色和干燥劑上，在橡塑行業(yè)中并沒有得到應(yīng)用，即使有也是為了降低成本而進(jìn)行填充添加，且影響產(chǎn)品的物理性能。對于凹凸棒石粘土的綜合改性后應(yīng)用在橡塑行業(yè)中，作為特殊的無機(jī)橡塑增韌助劑來說，國內(nèi)目前還沒有。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種以凹凸棒石粘土為主要原料的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，在高聚物基體中分散均勻，與高聚物相容性好。所述無機(jī)高分子橡塑增韌劑按如下步驟制備(1)凹凸棒石粘土高溫提純后冷卻；(2)研磨凹凸棒石粘土，分選出細(xì)度在850-1200目的凹凸棒石粘土；(3)用2-10mol/L的酸處理凹凸棒石粘土，加熱攪拌，然后分離出凹凸棒石粘土，烘干，得到酸化處理的凹凸棒石粘土，其中酸選自鹽酸、苯甲酸、醋酸或硫酸；(4)熱活化高速攪拌，加熱質(zhì)量為100份的酸化處理的凹凸棒石粘土至物料溫度到達(dá)450-500。C;(5)充油低速攪拌下加入質(zhì)量為5-15份的硅油，冷卻物料溫度至110-13(TC;(6)表面處理在高速攪拌下加入偶聯(lián)劑，混合均勻后加入分散劑和潤滑劑，并混合均勻，其中分散劑和潤滑劑同時加入或者以任意順序先后加入，偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑的質(zhì)量分別為1-5份、1-8份、1-10份。第(1)步在400-80CTC下焙燒2.5-8h，培燒后的凹凸棒土表面的吸附土、低聚物和礦石等雜質(zhì)被剝離，然后通過管道風(fēng)力輸送，根據(jù)密度不同將密度為0.75-0.80g/cr^的凹凸棒石粘土送入儲料倉中。在儲料倉中的凹凸棒石粘土攪拌冷卻，吸濕后密度會變?yōu)?.46—1.54g/cm3。第(2)步將冷卻后的純凹凸棒土用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，研磨中產(chǎn)生熱量，使凹凸棒石粘溫度達(dá)到IO(TC以上，可以將凹凸棒石粘土冷卻后的吸附水進(jìn)行干燥處理。將研磨處理后的凹凸棒石粘土用氣流分選機(jī)組，按顆粒大小，細(xì)微雜質(zhì)等分選到各個儲料倉中，得到細(xì)度在850-1200目，密度為0.75-0.80g/cn^的凹凸棒石粘土。在儲料倉中的凹凸棒石粘土攪拌冷卻，吸濕后密度會變?yōu)?.46—1.54g/cm3。第(3)步用2-8mol/L鹽酸、苯甲酸、醋酸或硫酸酸化處理凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土與之質(zhì)量體積比以g/ml計為1:8-1:15，在45-50'C下加熱攪拌0.5-4小時，分離出凹凸棒石粘土后在200-50(TC下烘千2-8分鐘。經(jīng)酸浸泡后的凹凸棒石粘土內(nèi)部四面體與八面體結(jié)構(gòu)部分溶解，未溶解的八面體結(jié)構(gòu)起支撐作用，使孔數(shù)目增加，比表面積增大。同時凹凸棒石粘土的孔道中常含有碳酸鹽等雜質(zhì)，酸化處理一方面可除去分布于凹凸棒土孔道中的雜質(zhì)，使孔道疏通；另一方面，由于凹凸棒石粘土的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石粘土層間部分K+，Na+，C^+和Mg^等離子，增大孔容積。從而完成纖維束間的解聚、非吸附性雜質(zhì)粒間膠結(jié)物的分解，晶體比表面積的增加使得吸附力大大提高?？梢圆捎霉母鞣N方式分離處理好的凹凸棒石粘土，優(yōu)選采用離心分離。第(4)步酸化處理好的凹凸棒石粘土通過電加熱的高速混合機(jī)，在1200-2000r/min下進(jìn)行高速攪拌、加熱至物料溫度達(dá)到450-50(rC。凹凸棒石粘土中存在四種形式的水吸附水、沸石水、結(jié)晶水和羥基結(jié)構(gòu)水。因為這些水分含量的存在，影響了凹凸棒土的各種理化性質(zhì)。在熱活化過程中，分以下3個步驟除去上述水分100—-230°C失去吸附水和沸石水230-—400°C失去結(jié)晶水400—-600°C失去結(jié)構(gòu)水經(jīng)熱活化處理后，凹凸棒石粘土的表面疏水性增加，其對有機(jī)物的親和性也得到了提高。作為本發(fā)明的改進(jìn)，可以在物料溫度達(dá)到35(TC時加入二羧基纖維素，用量為酸化處理的凹凸棒石粘土質(zhì)量的1-5%,或者在第(4)步開始時加入磷酸二氫鈉，用量為酸化處理的凹凸棒石粘土質(zhì)量的1-2%，二羧基纖維素和磷酸二氫鈉均作為催化劑，可以使體系更快更有效地去除結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水，縮短熱活化的時間，提高生產(chǎn)效率。第(5)步在高速混合機(jī)中加入硅油，在250-600r/rnin下攪拌，進(jìn)行充油處理。優(yōu)選以噴淋的方式加入硅油，可以使硅油以細(xì)小顆粒與凹凸棒石粘土接觸，增加接觸面積，提高處理效果。凹凸棒石粘土熱活化后對有機(jī)物的親和性提高，同時孔道處于膨脹狀態(tài)，能更好的吸收有機(jī)油脂。經(jīng)過充油處理后，不僅能提高流動性，對增韌功能也將有所提高。第(6)步用偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑對充油后的凹凸棒石粘土進(jìn)行表面處理，使之表面呈親油性、不吸水、不團(tuán)聚，與聚合物共混改性時具有更好的分散性和相容性。偶聯(lián)劑選自橡塑加工領(lǐng)域常用的偶聯(lián)劑。但是不同的偶聯(lián)劑處理過的凹凸棒石粘土在與聚合物共混改性后，會對聚合物的物理性能產(chǎn)生影響。因此，需根據(jù)最終的改性聚合物的性能要求選擇處理凹凸棒石粘土的偶聯(lián)劑。這也是本領(lǐng)域人員可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)予以確定的。如鋁酸酯偶聯(lián)劑處理后將產(chǎn)品應(yīng)用于聚合物改性可提高制品表面光潔度，主要應(yīng)用于PE、PP樹脂的拉絲產(chǎn)品；鈦酸酯偶聯(lián)劑處理后將產(chǎn)品應(yīng)用于聚合物改性可提高制品強(qiáng)度，主要應(yīng)用于聚烯烴材料的注塑和擠出產(chǎn)品；硅烷偶聯(lián)劑處理主要應(yīng)用于工程塑料材料的注塑和擠出產(chǎn)品；鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑處理后將產(chǎn)品應(yīng)用于聚合物改性可提高流動性，主要應(yīng)用于聚烯烴材料的吹塑產(chǎn)品；稀土偶聯(lián)劑具有耐高溫和阻燃作用，主要應(yīng)用于阻燃材料產(chǎn)品。分散劑和潤滑劑均選自橡塑加工領(lǐng)域常用的物質(zhì)，如分散劑選自聚乙烯蠟、硬脂酸、聚丙烯蠟、亞乙基雙硬脂酰胺(EBS)、單甘酯、氯化石蠟，潤滑劑選自石蠟、黃蠟、氯化石蠟和白油。這些物質(zhì)可以單獨使用，也可以兩種以上以任意比例混合使用。作為本發(fā)明的改進(jìn)，第(6)步后進(jìn)行冷卻、分選，通過放料口的過濾網(wǎng)進(jìn)行篩選過濾沒處理好的或團(tuán)聚的顆粒，使得到的產(chǎn)品細(xì)度在850-1200目。本發(fā)明對凹凸棒石粘土采用多種改性手段，尤其是借助熱活化去除凹凸棒石粘土內(nèi)部的吸附水、沸石水、結(jié)晶水和羥基結(jié)構(gòu)水，并突破性的使用油脂將吸附性大的纖維孔道進(jìn)行填充，使孔道具有彈性，纖維的韌性得到大幅提升，然后采用偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑對充油后的凹凸棒石粘土進(jìn)行表面處理，使凹凸棒石粘土表面由完全親水性變?yōu)檫m度親油性，并使得凹凸棒石粘土的細(xì)度可以達(dá)到850-1200目，且不吸水、不團(tuán)聚，具備了無機(jī)和有機(jī)的雙重性質(zhì)，從根本上解決了凹凸棒石粘土在高聚物基體中分散不均的問題，因此，與高分子聚合物共混時體現(xiàn)了更好的相容性，另外，充滿油脂的顆粒流動性更佳，更利于擠出造粒生產(chǎn)工藝。由于改性后的凹凸棒石粘土與高聚物相容性好、流動性佳、在高聚物中分散均勻，與高聚物共混擠出造粒時，改性凹凸棒石粘土顆粒和聚合物的分子鏈產(chǎn)生相互交鏈的現(xiàn)象，使材料在聚合物中得到更好的相容性并且有高效的塑化效果，同時凹凸棒石粘土顆粒在雙螺桿剪切力的作用下，變成更細(xì)小的短纖維狀，這種短纖維狀在剪切力作用下形成相互交錯的如同"#"狀的結(jié)構(gòu)排列。"#"狀纖維的排列作為分子聚合物的分散相，在雙螺桿設(shè)備中經(jīng)過壓力擠出形成高韌性工作切斷的復(fù)合系，從而得到更佳的增韌效果。因此，在與高聚物共混過程中體現(xiàn)出了功能性增韌作用。表2與聚丙烯(PP)的共混制品性能對比情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注在PP與CaC03共混時，PP、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和CaC03的質(zhì)量分別為65份、15份和20份，同時加入相容劑馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-G-MAH)5份，抗氧劑四[P-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(以下簡稱1010)0.3份和分散劑白油1份；PP與改性凹凸棒石粘土的質(zhì)量比為85:15。表3與尼龍6(PA6)的共混制品性能對比情況<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注PA6與POE共混時，原料中PA6和POE質(zhì)量分別為80份和20份，同時加入抗氧劑0.3份、熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣1份，其中抗氧劑為0.5份1010和0.5份亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酉旨(簡稱168)。PA6與改性凹凸棒石粘土共混時，質(zhì)量比為4:1。本發(fā)明利用凹土棒石粘土的纖維微孔結(jié)特性，對顆粒內(nèi)層的纖維孔道進(jìn)行改性，在保持其纖維結(jié)構(gòu)的前提下，提高其與高聚物的相容性，具有了獨特的改性功能，不僅替代了增韌劑樹脂，并通過多項應(yīng)用試驗證明，相比傳統(tǒng)填料/增韌樹脂組合，本發(fā)明與多種合成樹脂共混所得塑料制品體現(xiàn)的抗老化性能和物理性能更優(yōu)越，如表2-3所示。同時，由于凹凸棒石粘土在改性過程中加入了偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑等高分子加工領(lǐng)域常見的助劑，因此在應(yīng)用于高分子改性時，一般無需再加入這些助劑，只要將凹凸棒石粘土與其余的高分子原料混合、加工。但是在多組分的復(fù)合材料中，通常還要添加一些助劑含量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，改性凹凸棒石粘土功能性填充材料在PP中疏松堆砌，形成以凹凸棒填充劑堆砌體為核、PP為殼的分散島相，核-殼結(jié)構(gòu)特征相包容粒子對基體具有良好的增韌和增強(qiáng)效果。本發(fā)明將打破石油產(chǎn)品線路增韌樹脂在塑料行業(yè)的壟斷地位，為塑料行業(yè)降低成本、功能改性提供一條新的途徑。圖1是凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是單獨凹土顆粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)圖；圖3是本發(fā)明工藝流程圖。具體實施例方式本發(fā)明中所用主要原料如下所示原礦南京六合平山礦生產(chǎn)，凹凸棒的含量為55—70%，白度為76—85PP:南京金陵塑料廠生產(chǎn)，牌號PPR-075EVA:臺灣塑膠工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，牌號7470PP-G-MAH:南京華都科技有限公司生產(chǎn)，牌號PP-G-8H白油南京化工廠生產(chǎn)，O號白油聚乙烯蠟中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司生產(chǎn)，熔點95°C聚丙烯蠟成都同力助劑有限公司生產(chǎn)，牌號TLZJ-7硬脂酸江蘇如皋雙馬化工有限公司生產(chǎn)，牌號1801PA6:岳陽巴陵石油化工有限公司生產(chǎn)，牌號YH-900氯化聚乙烯(CPE):上海磊勝化工有限公司生產(chǎn)，型號為130B聚氯乙烯(PVC):中國石化集團(tuán)齊魯石油化工公司生產(chǎn)，牌號S—700POE:美國杜邦化學(xué)有限公司生產(chǎn)，牌號805A氯化石蠟濟(jì)南晨旭化工有限公司生產(chǎn)，氯化石蠟-70黃蠟東莞金燕化工有限公司生產(chǎn)，熔點72°C石蠟大慶石油化工有限公司生產(chǎn)，牌號58#全煉板蠟聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT):日本寶理化學(xué)有限公司生產(chǎn)，牌號3300玻璃纖維山東泰山玻璃纖維有限公司生產(chǎn)，無堿玻璃纖維實施例l(1)將原礦放置于烘干爐中在恒溫60(TC焙燒5h，凹凸棒石粘土表面的吸附土、低聚物和礦石等雜質(zhì)被剝離，然后通過管道風(fēng)選機(jī)，將密度為0.75-0.80g/cr^的凹凸棒石粘土送入儲料倉中，開動攪拌進(jìn)行冷卻。(2)將冷卻后的凹凸棒石粘土用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，將研磨處理后的凹凸棒石粘土用氣流分選機(jī)組，將細(xì)度為850-1200目，密度為0.75-0.80g/ci^的凹凸棒石粘土分選到儲料倉里同時將細(xì)微雜質(zhì)用布袋收集。(3)調(diào)配溶液6mol/L鹽酸，對凹凸棒石粘土進(jìn)行酸化處理。凹凸棒石粘土與鹽酸之質(zhì)量體積比以g/ml計為l:10，于5(TC攪拌處理半小時后，采用離心分離機(jī)進(jìn)行脫水處理。然后在35(TC下烘干5分鐘。(4)將酸化處理后的凹凸棒石粘土100kg加入電加熱式高速混合機(jī)，溫度設(shè)定在600度，轉(zhuǎn)速控制在1400轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行高速攪拌。在物料溫度達(dá)到35(TC時加入二羧基纖維素3kg(熔點在99-102'C)。加熱至物料溫度達(dá)到500°C。(5)在高速混合機(jī)中噴淋加入硅油5kg，將轉(zhuǎn)速控制在400r/min下低速攪拌，冷卻物料至ll(TC。(6)在物料溫度冷卻到110'C時再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑2公斤(型號IOO，南京格潤偶聯(lián)劑廠生產(chǎn))，1400r/min下高速攪拌4分鐘。然后加入白油1.5公斤和聚乙烯蠟5公斤，1400r/min下高速攪拌3分鐘.(7)400r/min下低速攪拌、冷卻后輸送到產(chǎn)品儲料倉。將實施例l所得產(chǎn)品與PP按15y。和85y。的百分比質(zhì)量稱取，400r/min下攪拌4分鐘，得到混合均勻的混合物，通過雙螺桿機(jī)擠出造粒，得到PP/改性凹凸棒石粘土復(fù)合材料。與相同工藝條件下獲得的PP/EVA/CaC03共混材料進(jìn)行性能對比，結(jié)果見表4所示。表4PP/改性凹凸棒石粘土復(fù)合材料與PP/EVA/CaC03共混材料的性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注在PP與CaC03共混時，PP、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和CaC03的質(zhì)量分別為65份、15份和20份，同時加入5份相容劑PP-G-MAH，0.3份抗氧劑1010和1份分散劑白油。PP與實施例1所得改性凹凸棒石粘土的質(zhì)量比為85:15。實施例2(1)將原礦放置于烘干爐中在恒溫400。C焙燒4h，凹凸棒石粘土表面的吸附土、低聚物和礦石等雜質(zhì)被剝離，然后通過管道風(fēng)選機(jī)，將密度為0.75-0.80g/cW的凹凸棒石粘土送入儲料倉中，開動攪拌進(jìn)行冷卻。(2)將冷卻后的凹凸棒石粘土用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，將研磨處理后的凹凸棒石粘土用氣流分選機(jī)組，將細(xì)度為850-1200目，密度為0.75-0.80g/cn^的凹凸棒石粘土分選到儲料倉里同時將細(xì)微雜質(zhì)用布袋收集。(3)調(diào)配溶液7mol/L苯甲酸，對凹凸棒石粘土進(jìn)行酸化處理。凹凸棒石粘土與苯甲酸之質(zhì)量體積比以g/ml計為1:15，于45。C攪拌處理4小時后，采用離心分離機(jī)進(jìn)行脫水處理。然后在50(TC下烘干2分鐘。(4)將酸化處理后的凹凸棒石粘土100kg加入電加熱式高速混合機(jī)，溫度設(shè)定在600度，轉(zhuǎn)速控制在1200轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行高速攪拌。在物料溫度達(dá)到35(TC時加入二羧基纖維素5kg(熔點在99-102'C)。加熱至物料溫度達(dá)到45(TC。(5)在高速混合機(jī)中噴淋加入硅油15kg，將轉(zhuǎn)速控制在600r/min下低速攪拌，冷卻物料至130°C。(6)在物料溫度冷卻到13(TC時再加入硅垸偶聯(lián)劑1公斤(型號KH550，南京格潤偶聯(lián)劑廠生產(chǎn))，1200r/min下高速攪拌4分鐘。然后加入黃蠟1公斤和硬脂酸8公斤，1200r/min下高速攪拌3分鐘.(7)600r/min下低速攪拌、冷卻后輸送到產(chǎn)品儲料倉。以上生產(chǎn)出的為本發(fā)明材料，通過一下對比試樣增韌效果可以看出本發(fā)明材料的增韌特殊性能。將實施例2所得產(chǎn)品與PA6按15%和85%的百分比質(zhì)量稱取，400r/min下攪拌4分鐘，得到混合均勻的混合物。通過雙螺桿機(jī)擠出造粒，得到PA6/改性凹凸棒石粘土復(fù)合材料。與PA6進(jìn)行性能對比，結(jié)果見表5所示。表5PA6/改性凹凸棒石粘土復(fù)合材料與PA6的性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例3(1)將原礦放置于烘干爐中在恒溫80(TC焙燒2.5h，凹凸棒石粘土表面的吸附土、低聚物和礦石等雜質(zhì)被剝離，然后通過管道風(fēng)選機(jī)，將密度為0.75-0.80g/cmS的凹凸棒石粘土送入儲料倉中，開動攪拌進(jìn)行冷卻。(2)將冷卻后的凹凸棒石粘土用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，將研磨處理后的凹凸棒石粘土用氣流分選機(jī)組，將細(xì)度為850-1200目，密度為0.75-0.80g/cmS的凹凸棒石粘土分選到儲料倉里同時將細(xì)微雜質(zhì)用布袋收集。(3)調(diào)配溶液10raol/L醋酸，對凹凸棒石粘土進(jìn)行酸化處理。凹凸棒石粘土與醋酸之質(zhì)量體積比以g/ml計為1:15，于5(TC攪拌處理1小時后，采用離心分離機(jī)進(jìn)行脫水處理。然后在200'C下烘干8分鐘。(4)將酸化處理后的凹凸棒石粘土100kg加入電加熱式高速混合機(jī)，溫度設(shè)定在600度，轉(zhuǎn)速控制在1600轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行高速攪拌。在物料溫度達(dá)到35(TC時加入二羧基纖維素1kg(熔點在99-102°C)。加熱至物料溫度達(dá)到50(TC。(5)在高速混合機(jī)中噴淋加入硅油10kg，將轉(zhuǎn)速控制在250r/min下低速攪拌，冷卻物料至120°C。(6)在物料溫度冷卻到120'C時再加入鋁酸酯偶聯(lián)劑3公斤(南京格潤偶聯(lián)劑廠生產(chǎn))，1600r/min下高速攪拌3分鐘。然后加入石蠟10公斤和聚丙烯蠟2公斤，1600r/min下高速攪拌3分鐘.(7)250r/min下低速攪拌、冷卻后輸送到產(chǎn)品儲料倉。按表6中的材料配比混合材料后經(jīng)雙螺桿機(jī)擠出，然后進(jìn)行性能測試，結(jié)果如表7所示(表6材料配比〔質(zhì)量份數(shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注ACR-201:PVC加工助劑，羅門哈斯(Rohm&Hass)公司生產(chǎn)，穩(wěn)定劑為南京協(xié)和化學(xué)有限公司生產(chǎn)，型號為da03，屬于鉛鹽類穩(wěn)定劑。表7PVC/CaC03/改性凹凸棒石粘土復(fù)合材料與PVC/CaC03復(fù)合材料的性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例4(1)將原礦放置于烘干爐中在恒溫50(TC焙燒8h，凹凸棒石粘土表面的吸附土、低聚物和礦石等雜質(zhì)被剝離，然后通過管道風(fēng)選機(jī)，將密度為0.75-0.80g/cm3的凹凸棒石粘土送入儲料倉中，開動攪拌進(jìn)行冷卻。(2)將冷卻后的凹凸棒石粘土用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，將研磨處理后的凹凸棒石粘土用氣流分選機(jī)組，將細(xì)度為850-1200目，密度為0.75-0.80g/cm3的凹凸棒石粘土分選到儲料倉里同時將細(xì)微雜質(zhì)用布袋收集。(3)調(diào)配溶液2mol/L硫酸，對凹凸棒石粘土進(jìn)行酸化處理。凹凸棒石粘土與鹽酸之質(zhì)量體積比以g/ml計為1:8，于5(TC攪拌處理2小時后，采用離心分離機(jī)進(jìn)行脫水處理。然后在35(TC下烘干5分鐘。(4)將酸化處理后的凹凸棒石粘土100kg加入電加熱式高速混合機(jī)，同時將催化劑磷酸二氫鈉2公斤加入。溫度設(shè)定在600度，轉(zhuǎn)速控制在2000轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行高速攪拌。加熱至物料溫度達(dá)到45(TC。(5)在高速混合機(jī)中噴淋加入硅油8kg，將轉(zhuǎn)速控制在400r/min下低速攪拌，冷卻物料至UO。C。(6)在物料溫度冷卻到11(TC時再加入稀土偶聯(lián)劑5kg(南京格潤偶聯(lián)劑廠生產(chǎn))，2000r/min下高速攪拌4分鐘。然后加入氯化石蠟6公斤，2000r/min下高速攪拌3分鐘.(7)400r/min下低速攪拌、冷卻后輸送到產(chǎn)品儲料倉。按表8中的材料配比混合材料后經(jīng)雙螺桿機(jī)擠出，得到PBT阻燃增強(qiáng)材料，然后進(jìn)行性能測試，結(jié)果如表9所示。表8PBT增強(qiáng)阻燃材料原料配比(質(zhì)量份數(shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權(quán)利要求1、一種無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于按如下步驟制備(1)凹凸棒石粘土高溫提純后冷卻；(2)研磨，分選出細(xì)度在850-1200目的凹凸棒石粘土；(3)用2-10mol/L的酸處理凹凸棒石粘土，加熱攪拌，然后分離出凹凸棒石粘土，烘干，得到酸化處理的凹凸棒石粘土，其中酸選自鹽酸、苯甲酸、醋酸或硫酸；(4)熱活化高速攪拌，加熱質(zhì)量為100份的酸化處理的凹凸棒石粘土至物料溫度到達(dá)450-500℃；(5)充油低速攪拌下加入質(zhì)量為5-15份的硅油，冷卻物料溫度至110-130℃；(6)表面處理在高速攪拌下加入偶聯(lián)劑，混合均勻后加入分散劑和潤滑劑，并混合均勻，其中分散劑和潤滑劑同時加入或者以任意順序先后加入，偶聯(lián)劑、分散劑和潤滑劑的質(zhì)量分別為1-5份、1-8份、1-10份。2、如權(quán)利要求1所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(6)步后進(jìn)行冷卻、分選，使得到的產(chǎn)品細(xì)度在850-1200目。3、如權(quán)利要求1所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(4)步當(dāng)物料溫度達(dá)到350'C時加入二羧基纖維素，用量為酸化處理的凹凸棒石粘土質(zhì)量的1-5%。4、如權(quán)利要求1所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(4)步開始時加入磷酸二氫鈉，用量為酸化處理的凹凸棒石粘土質(zhì)量的1-2%。5、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(1)步高溫提純在400-800'C下焙燒2.5-8h，然后分選得到密度為0.75-0.80g/cm3的凹凸棒石粘土。6、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(3)步中凹凸棒石粘土與酸的質(zhì)量體積比為1:8-1:15。7、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(3)步在45-50。C下加熱攪拌0.5-4小時，離心分離出凹凸棒石粘土后在200-50(TC下烘干2-8分鐘。8、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(4)步和第(6)步在1200-2000r/min下攪拌。9、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于第(5)步在250-600r/min下攪拌，硅油以噴淋方式加入。10、如權(quán)利要求1-4中任一項所述的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，其特征在于所述偶聯(lián)劑選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅垸偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑或稀土偶聯(lián)劑，分散劑選自聚乙烯蠟、硬脂酸、聚丙烯蠟、亞乙基雙硬脂酰胺、單甘酯、氯化石蠟中的一種或一種以上任意比例混合物，潤滑劑選自石蠟、黃蠟、白油、氯化石蠟或其中兩種以上的任意比例的混合物。全文摘要本發(fā)明提供了一種以凹凸棒石粘土為主要原料的無機(jī)高分子橡塑增韌劑，在高聚物基體中分散均勻，與高聚物相容性好。所述無機(jī)高分子橡塑增韌劑制備方法如下(1)高溫提純凹凸棒石粘土；(2)研磨、分選；(3)酸化處理；(4)熱活化；(5)充油；(6)表面處理。本發(fā)明利用凹土棒石粘土的纖維微孔結(jié)特性，對顆粒內(nèi)層的纖維孔道進(jìn)行改性，在保持其纖維結(jié)構(gòu)的前提下，提高其與高聚物的相容性，具有了獨特的改性功能，不僅替代了增韌劑樹脂，并通過多項應(yīng)用試驗證明，相比傳統(tǒng)填料/增韌樹脂組合，本發(fā)明與多種合成樹脂共混所得塑料制品體現(xiàn)的抗老化性能和物理性能更優(yōu)越。文檔編號C08K9/00GK101381478SQ200810155660公開日2009年3月11日申請日期2008年10月28日優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日發(fā)明者周仁進(jìn),馬正東申請人:南京亞東奧土礦業(yè)有限公司