1、产品描述
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,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
这些改性剂解决无机粉体与有机聚合物的亲和性,但未从而、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硬脂酸和蜡,而在粉体处理中得到应用。但钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂微量水份即失效,所以预先对粉体进行高温脱水,污染严重,而且能耗高。
SP-1013是一款于碳酸钙(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用于聚烯烃(PP/PE)、热塑性弹性体、各类橡胶,应用于聚烯烃功能性填充母料配方中。
SP-1013超分散偶联剂,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分子链段可放在聚烯烃结晶区,部分分子链段与聚烯烃非结晶区相容性较好,从而实现:
•加工流动性优;
•无机粉体在高分子聚合物中良好的自分散性;
•提高聚烯烃的拉伸强度、弯曲模量和刚性;
•提高聚烯烃,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良好,处理无机粉体不需要高温脱水,这对于填充母料的制造减少设备投入,也省去了脱水工艺。
综上所述,SP-1013超分散偶联剂使用方便,对功能填充母料工艺简洁。同时赋予无机粉体较好的加工流动性、分散性,复合材料的力学性能变好。
2、SP-1013超分散偶联剂性能指标
3、SP-1013使用量及使用方法
(1)SP-1013使用量
SP-1013基于CaCO3粉体量0.6%~1.2%:
1250目重质CaCO3:0.6%~0.8%
2000目重质CaCO3:0.8%~1.0%
3000目重质CaCO3:1.0%~1.2%
轻质CaCO3:1.0%~1.2%
(2)粉体表面处理
将CaCO3投入高混机,开启搅拌,投入计量的SP-1013,混合至100~110℃,出料,即为功能CaCO3。
(3)SP-1013在功能填充母料中的使用
在使用SP-1013分散偶联剂时,可去掉配方中的硬脂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸锌,同时去掉部分PE蜡或石蜡(白油),PE蜡或石蜡(白油)减少量根据物料捏合成团情况以及捏合电流情况来确定。SP-1013超分散偶联剂在功能填充母料中的使用有两种方法:
(a)原位法
将载体树脂、PE蜡、石蜡、CaCO3及SP-1013投入捏合机(或高混机),搅拌升温捏合成团,然后挤出造粒。
(b)预混法
将CaCO3投入(捏合机或高混机)搅拌加入计入量SP-1013,混合至70℃~80℃,然后投入载体树脂、PE蜡、石蜡(白油)等物料,捏合成团,然后造粒。
我们推荐预混法。
4、SP-1013超分散偶联剂的应用
4·1 SP-1013超分散偶联剂降粘特性
将有机处理过的CaCO3分散在白油中,测试体系中的粘度值是评估分散剂(偶联剂)的分散性能重要的方法之一。
表4·1a CaCO3表面处理配方表
重质CaCO3改性工艺:将重质CaCO3投入高混机,搅拌至120℃脱水,分别投入分散剂(或偶联剂),混合至要求温度,放料,冷却。
酰胺分散剂(TAS-2A): 不需脱水,混合温度:150℃
钛酸酯偶联剂(NDZ-201): 需脱水,混合至130℃
铝酸酯偶联剂(AS-200): 需脱水,混合至130℃
硬脂酸: 不需要脱水,混合至110℃
SP-1013分散剂: 不需要脱水,混合至100℃~110℃
将改性的CaCO3按:改性CaCO3/白油=70/100混合均匀,用NDZ-5S数字旋转粘度计测试粘度。
表4·1b 改性CaCO3粘度值
从表4·1b表明:SP-1013具有良好的降粘性,同时,SP-1013超分散偶联剂耐水性好,使用方便。
4·2 SP-1013超分散剂在光纤电缆料中应用
表4·2a 光纤电缆料配方表
按上述配方挤出造粒,拉线性能测试。
表4·b 光纤电缆料力学性能表
SP-1013分散剂在PE电缆中,提高拉伸强度和断裂伸长率,而且使用SP-1013分散剂电缆母料的熔融指数大于其它分散剂,挤出线缆生产率高30%,线缆表面光泽性好。
4·3 SP-1013超分散剂在功能填充母料中的应用
目前,在填充母料中使用铝酸酯偶联剂。
表4·3a 功能填充母料配方表
备注:载体树脂,LLDPE,熔融指数,16~20g/10min(190℃/2.16kg)
HDPE,熔融指数,16~20g/10min(190℃/2.16kg)
共聚PP,熔融指数,16~20g/10min(230℃/2.16kg)
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℃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。
表4·3b 传统母料和SP-1013分散母料熔融指数
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分散母料熔体粘度低。
② 外观:传统母料密实度低,易碎,SP-1013分散母料密实度高,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,省去了污染、能耗的碳酸钙脱水工艺段。
4·4 传统母料与SP-1013分散母料在聚烯烃中应用
4·4·1 母料在HDPE双壁波纹管中应用
·产品规格:Dn300×SN4
·传统母料/HDPE=30/70配料
·SP-1013母料/HDPE=50/50配料
表4·4·1a HDPE双壁波纹管检测数据
SP-1013分散母料比传统母料用量增加60%,其拉伸强度、断裂伸长率、环刚度、落锤冲击比传统母料好,SP-1013超分散偶联剂实现韧性和强度同步提高。
4·4·2 母料给水用聚乙烯(PE)管材中应用
·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
表4·4·2a 给水用聚乙烯(PE)管材检测数据
传统母料在耐压PE供水管是不能使用,主要是传统母料在耐压方面无法满足使用要求。而SP-1013分散母料可以满足PE供水管的要求
4·4·3 SP-1013分散母料在其它领域的应用
(a)中小型或大型注塑制品,如塑料周转箱、储物箱、塑料托盘、PE桶、PP桶等制品,可提高制品缺口冲击韧性和力学模量,降低材料低温脆性。
(b)汽车配件制品,如小汽车保险杠、仪表板、方向盘和座椅等塑料,可有效减少弹性体用量,提高力学模量,降低材料制造成本。
(c)挤出制品,如HDPE或PP 的下水管、煤气管、缠绕管等塑料管道。可提高管道的耐环境应力开裂性,并有效提高制品环刚度和低温冲击韧性。
(d)塑料薄膜和扁丝制品,可提高改性制品的强度、挺度、防滑性能、柔韧性和手感,提高改性制品的品质。
5、SP-1013超分散偶联剂包装规格
SP-1013包装:桶装,180kg/桶和25kg/桶。