1、SP-1013分散偶联剂
碳酸钙(CaCO3)等广泛应用于聚烯烃(PP/PE)、热塑性弹性体、各类橡胶等制品中,由于无机粉体亲水性强,与有机聚合物相容性差,通常要对无机粉体表面进行改性。目前,CaCO3粉体表面改性主要改性剂有:
• 硬脂酸 • 钛酸酯偶联剂
• 铝酸酯偶联剂 • 聚乙烯蜡(PE蜡)
• 酰胺蜡
这些改性剂有效解决无机粉体与有机聚合物的亲和性,但未从根本上解决无机粉体在高分子聚合物基体中有效分散,从而给应用带来了:
• 加工熔体粘度高;
• 无机粉体在聚合物中的分散性差;
• 降低复合材料的韧性和强度。
钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的偶联效果好于硬脂酸和蜡,而在粉体处理中得到广泛应用。但钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂微量水份即失效,所以必须预先对粉体进行严格的高温降水,不仅污染严重,而且能耗高。
SP-1013是一款专门用于碳酸钙(CaCO3)、硅灰石表面处理的新型超分散偶联剂,用其处理的无机粉体可广泛用于聚烯烃(PP/PE)、热塑性弹性体、各类橡胶,推荐应用于聚烯烃功能性填充母料配方中。
SP-1013超分散偶联剂具有特殊的分子构型,它不仅与无机粉体表面强有力的锚定,无机粉体在高分子聚合物基体具有良好的自分散功能。而且部分SP-1013分子链段可插入聚烯烃结晶区,部分分子链段与聚烯烃非结晶区相容性较好,从而实现:
• 加工流动性特别优良;
• 无机粉体在高分子聚合物中优良的自分散性;
• 提高聚烯烃的拉伸强度、弯曲模量和刚性;
• 提高聚烯烃,尤其是聚丙烯(PP)的冲击韧性;
• 提高的填充量。
SP-1013超分散偶联剂耐水性好,处理无机粉体不需要预脱水,这对于填充母料的制造不仅减少设备投入,也省去了脱水工艺,大量降低能耗和人力成本,更加环保。
综上所述,SP-1013超分散偶联剂使用方便,尤其对功能填充母料工艺简洁和环保。同时赋予无机粉体优良的加工流动性、分散性,提高复合材料的力学性能。
2、SP-1013分散偶联剂应用于填充母料
SP-1013超分散偶联剂应用于聚烯烃母料,不仅母料配方简单,造粒工艺简洁、环保、低能耗、低污染,而且配方原料省去了许多小分子有机化合物,有利于母料向功能化方向发展。新的母料赋予复合材料高的冲击韧性、刚性、拉伸强度、环刚度、挺度和弯曲模量,扩展了填充母料广阔的应用市场,使传统填充母料向功能化、工程化、高性能化方向发展。
功能填充母料配方表
原料 |
传统填充母料配方 |
SP-1013母料配方 |
载体树脂 |
12 |
12 |
PE蜡 |
2.0 |
2.0 |
石蜡 |
2.0 |
- |
硬脂酸 |
1.0 |
- |
铝酸酯偶联剂 |
1.0 |
- |
硬脂酸锌 |
1.0 |
- |
SP-1013分散剂 |
- |
0.5 |
重质碳酸钙(2000目) |
81 |
85 |
传统填充母料工艺:将重质碳酸钙投入高混机,搅拌升温至120℃严格脱除水,投入铝酸酯偶联剂,搅拌改性5min,再投入载体树脂、PE蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌捏合成团,挤出造粒。
SP-1013母料工艺A(预混法):将重质CaCO3和SP-1013分散剂投入高混机,预混5min,再投入载体树脂、PE蜡捏合成团,挤出造粒。
SP-1013母料工艺B(原位法):将将重质CaCO3、SP-1013分散剂、载体树脂、PE蜡投入高混机,捏合成团,挤出造粒。
(1)在PE母料造粒过程中,传统母料捏合电流140A,SP-1013分散母料捏合电流90A,说明SP-1013母料熔体粘度低,分散性能更好。
(2)外观:传统填充母料密实度低,易碎。SP-1013分散母料密实度高,粒子强度高。
(3)成本:SP-1013分散母料原料成本比传统母料低约150元/吨~200元/吨,而且能耗低,省去了高污染、高能耗的碳酸钙脱水工艺段。
3、SP-1013分散母料与传统填充母料在PE给水管中的应用
· 产品规格:PE100 dn40×3.0×6000
· 传统母料/PE-100=10/90
· SP-1013分散母料/PE-100=25/75
给水用聚乙烯(PE)管材检测数据
产品规格 PE100 dn40×3.0×6000 |
传统母料 |
SP-1013分散母料 |
||
序号 |
检测项目 |
技术要求 |
检测结果 |
检测结果 |
1 |
颜色 |
蓝色条黑管 |
黑色 |
黑色 |
2 |
外观 |
符合国标 |
符合 |
符合 |
3 |
长度(m) |
6 |
6.01 |
6.01 |
4 |
平均外径及偏差(mm) |
40~40.4 |
40.2 |
40.1 |
5 |
厚度及偏差(mm) |
3.0~3.5 |
3.0~3.2 |
3.0~3.1 |
6 |
静液压强度MPa(20℃,100h) |
无破裂、无渗漏 |
15h破裂 |
合格 |
7 |
断裂伸长率(%) |
≥350 |
140 |
370 |
8 |
氧化诱导时间(200℃),min |
>20 |
21.6 |
29.5 |
传统母料在耐压PE供水管几乎是不能使用,主要是传统母料在耐压方面和抗疲劳方面无法满足严格的使用要求。而SP-1013分散母料可以满足PE供水管的苛刻要求,说明SP-1013分散剂可以提高复合材料的强度、环刚度和抗疲劳强度。
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