本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種改性堿式氯化鎂的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
堿式氯化鎂(BMC)是一種常見的重要的鎂鹽化合物，它具有吸油率低、電導(dǎo)率低、絕緣性好等優(yōu)點。
采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝堿式氯化鎂(BMC)，制得了一種改性堿式氯化鎂，應(yīng)用該改性BMC材料制得的材料力學(xué)性能良好，該方法至今尚未見于報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種改性堿式氯化鎂的制備方法及其應(yīng)用，以提高應(yīng)用該改性堿式氯化鎂的材料的物理性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種改性堿式氯化鎂的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑，在80-100℃反應(yīng)3-6h；
(5)對步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀、MMA混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；
(7)對步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
步驟(2)中MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40-50：25-35。
步驟(4)中BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60-80：2-4。
硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
步驟(6)的A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60-80：1-3：10-20。
一種改性堿式氯化鎂的應(yīng)用，上述任一項的所述改性堿式氯化鎂應(yīng)用于聚烯烴中。
所述聚烯烴包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯或聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種或多種。
本發(fā)明的有益效果是：
1、當(dāng)CaO加入到MgCl2溶液中時，呈弱堿性的CaO及其水化物Ca(OH)2與呈弱酸性的氯化鎂溶液生成CaCl2，體系中的OH-離子濃度也隨之上升，從而促進了氯化鎂的水解并逐步形成了BMC，具體化學(xué)方程式如下：
MgCl2+H2O→Mg(OH)Cl+HCl
2、制備BMC的步驟(2)MgCl2和CaO的物質(zhì)的量的比必須大于1，當(dāng)MgCl2和CaO的物質(zhì)的量的比小于1時，BMC易生成Mg(OH)2沉淀，具體化學(xué)方程式如下：
Mg(OH)Cl+H2O→Mg(OH)2+HCl
3、硅烷偶聯(lián)劑作為“架橋劑”，一端的Si-OH基團與BMC表面羥基反應(yīng)，另一端丙烯基與MMA具有相似結(jié)構(gòu)，使MMA在BMC表面聚合成PMMA，這樣有利于ABS復(fù)合材料的性能的提高。
具體實施方式
以下通過實施例來詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
本申請?zhí)峁┮环N改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40-50：25-35。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60-80：2-4；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60-80：1-3：10-20。
(7)對步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
本發(fā)明的各實施例中所用的原料如下：
PP(型號RX5200)，韓國SK；PE(型號0235)，韓國LG；PS(型號SKH-127)，韓國SK；PBT(型號2002U)，日本寶理；BMC,天津渤海化工；Ca(OH)2，鄭州宏宇鈣業(yè)公司；MgCl2，山東壽光金興化工；硅烷偶聯(lián)劑(型號KH550、KH570)，濟南國邦化工；K2S2O8，騰達化工；MMA,蘇州綜研化學(xué)；氮化硼微粉,遼寧硼達科技有限公司；四氟乙烯微粒，深圳創(chuàng)誠塑膠材料有限公司；硬脂酸鈣，湖北中料化工；硬質(zhì)酸鈉，湖北興銀河化工；硬脂酸鉀，鄭州邦諾化工；抗氧劑(型號Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本發(fā)明所用的測試儀器如下：
ZSK30型雙螺桿擠出機，德國W&P公司；JL-1000型拉力試驗機，廣州市廣才實驗儀器公司生產(chǎn)；HTL900-T-5B型注射成型機，海太塑料機械有限公司生產(chǎn)；XCJ-500型沖擊測試機，承德試驗機廠生產(chǎn)；QT-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；QD-GJS-B12K型高速攪拌機，北京恒奧德儀器儀表有限公司。
實施例1
1.BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2，與700℃馬弗爐煅燒6h，制得CaO。
(2)稱取25gCaO，緩慢加入至40gMgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液。
(3)將產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌3次,80℃烘烤6h既得產(chǎn)物BMC。
2.BMC表面烷基化
(1)將60gBMC、2g硅烷偶聯(lián)劑KH550加入至三口燒瓶，80℃反應(yīng)3h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A。
3.BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)
(1)將60gA、1g過硫酸鉀(K2S2O8)、10gMMA加入至三口燒瓶，100℃反應(yīng)6h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物改性BMC P1。
應(yīng)用例1
取20份P1加入到80份聚丙烯(PP)中，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PP復(fù)合材料X1。
其中，雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為170℃，第二溫度區(qū)的溫度為220℃，第三溫度區(qū)的溫度為230℃，第四溫度區(qū)的溫度為240℃，第五溫度區(qū)的溫度為240℃，第六溫度區(qū)的溫度為240℃，雙螺桿擠出機的機頭溫度為230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min。
對比例1
取80份PP、20份未處理過的BMC，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PP復(fù)合材料D1。
將上述應(yīng)用例1及對比例1制備的PP復(fù)合材料用注塑機制成樣條,其產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)如下表所示:
由上表可以看出：X1的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁沖擊強度要比D1的要大，這說明在相同條件下，PP/改性BMC體系比PP/未改性BMC體系的力學(xué)性能也會更勝一籌。
實施例2
1.BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2，與850℃馬弗爐煅燒12h，制得CaO。
(2)稱取35gCaO，緩慢加入至50gMgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液。
(3)將產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌5次,120℃烘烤8h既得產(chǎn)物BMC。
2.BMC表面烷基化
(1)將80gBMC、4g硅烷偶聯(lián)劑KH570加入至三口燒瓶，100℃反應(yīng)6h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A。
3.BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)
(1)將80gA、3g過硫酸鉀(K2S2O8)、20gMMA加入至三口燒瓶，160℃反應(yīng)8h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物改性BMC P2。
應(yīng)用例2
取20份P2加入到80份聚苯乙烯(PS)中，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PS復(fù)合材料X2。
其中，雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為170℃，第二溫度區(qū)的溫度為220℃，第三溫度區(qū)的溫度為230℃，第四溫度區(qū)的溫度為230℃，第五溫度區(qū)的溫度為230℃，第六溫度區(qū)的溫度為240℃，雙螺桿擠出機的機頭溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min。
對比例2
取80份PS、20份未處理過的BMC，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PS復(fù)合材料D2。
將上述應(yīng)用例2及對比例2制備的PS復(fù)合材料用注塑機制成樣條,其產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)如下表所示:
由上表可以看出：X2的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁沖擊強度要比D2的要大，這說明在相同條件下，PS/改性BMC體系比PS/未改性BMC體系的力學(xué)性能也會更勝一籌。
實施例3
1.BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2，與775℃馬弗爐煅燒9h，制得CaO。
(2)稱取30gCaO，緩慢加入至45gMgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液。
(3)將產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌4次,100℃烘烤7h既得產(chǎn)物BMC。
2.BMC表面烷基化
(1)將70gBMC、3g硅烷偶聯(lián)劑KH550加入至三口燒瓶，90℃反應(yīng)4.5h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A。
3.BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)
(1)將70gA、2g過硫酸鉀(K2S2O8)、15gMMA加入至三口燒瓶，130℃反應(yīng)7h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物改性BMC P3。
應(yīng)用例3
取20份P3加入到80份聚乙烯(PE)中，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PE復(fù)合材料X3。
其中，雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為100℃，第二溫度區(qū)的溫度為190℃，第三溫度區(qū)的溫度為190℃，第四溫度區(qū)的溫度為190℃，第五溫度區(qū)的溫度為190℃，第六溫度區(qū)的溫度為190℃，雙螺桿擠出機的機頭溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為260r/min。
對比例3
取80份PE、20份未處理過的BMC，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PE復(fù)合材料D3。
將上述應(yīng)用例3及對比例3制備的PE復(fù)合材料用注塑機制成樣條,其產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)如下表所示:
由上表可以看出：X3的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁沖擊強度要比D3的要大，這說明在相同條件下，PE/改性BMC體系比PE/未改性BMC體系的力學(xué)性能也會更勝一籌。
實施例4
1.BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2，與750℃馬弗爐煅燒10h，制得CaO。
(2)稱取32gCaO，緩慢加入至42gMgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液。
(3)將產(chǎn)物進行過濾，再用乙醇洗滌4次,100℃烘烤7h既得產(chǎn)物BMC。
2.BMC表面烷基化
(1)將75gBMC、2g硅烷偶聯(lián)劑KH570加入至三口燒瓶，90℃反應(yīng)5h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A。
3.BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)
(1)將65gA、2g過硫酸鉀(K2S2O8)、12gMMA加入至三口燒瓶，140℃反應(yīng)7h。
(2)對反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物改性BMCP4。
應(yīng)用例4
取20份P4加入到80份聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PBT復(fù)合材料X4。
其中，雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為120℃，第二溫度區(qū)的溫度為200℃，第三溫度區(qū)的溫度為200℃，第四溫度區(qū)的溫度為200℃，第五溫度區(qū)的溫度為200℃，第六溫度區(qū)的溫度為200℃，雙螺桿擠出機的機頭溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min。
對比例4
取80份PBT、20份未處理過的BMC，經(jīng)高混機攪拌10min，接著加入雙螺桿擠出機中進行共混擠出，得到PBT復(fù)合材料D4。
由上表可以看出：X4的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁沖擊強度要比D4的要大，這說明在相同條件下，PBT/改性BMC體系比PBT/未改性BMC體系的力學(xué)性能也會更勝一籌。
本篇技術(shù)方案描述了一種改性堿式氯化鎂及其制備方法，且用此BMC制得的材料在物理性能方面均有一定程度的提高，能夠滿足IT、通訊、電子、汽車等領(lǐng)域?qū)こ碳囊蟆?/p>
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。