1、SP-1013分散偶聯劑
碳酸鈣(CaCO3)等廣泛應用于聚烯烴(PP/PE)、熱塑性彈性體、各類橡膠等制品中,由于無機粉體親水性強,與有機聚合物相容性差,通常要對無機粉體表面進行改性。目前,CaCO3粉體表面改性主要改性劑有:
• 硬脂酸 • 鈦酸酯偶聯劑
• 鋁酸酯偶聯劑 • 聚乙烯蠟(PE蠟)
• 酰胺蠟
這些改性劑有效解決無機粉體與有機聚合物的親和性,但未從根本上解決無機粉體在高分子聚合物基體中有效分散,從而給應用帶來了:
• 加工熔體粘度高;
• 無機粉體在聚合物中的分散性差;
• 降低復合材料的韌性和強度。
鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑的偶聯效果好于硬脂酸和蠟,而在粉體處理中得到廣泛應用。但鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑微量水份即失效,所以必須預先對粉體進行嚴格的高溫降水,不僅污染嚴重,而且能耗高。
SP-1013是一款專門用于碳酸鈣(CaCO3)、硅灰石表面處理的新型超分散偶聯劑,用其處理的無機粉體可廣泛用于聚烯烴(PP/PE)、熱塑性彈性體、各類橡膠,推薦應用于聚烯烴功能性填充母料配方中。
SP-1013超分散偶聯劑具有特殊的分子構型,它不僅與無機粉體表面強有力的錨定,無機粉體在高分子聚合物基體具有良好的自分散功能。而且部分SP-1013分子鏈段可插入聚烯烴結晶區,部分分子鏈段與聚烯烴非結晶區相容性較好,從而實現:
• 加工流動性特別優良;
• 無機粉體在高分子聚合物中優良的自分散性;
• 提高聚烯烴的拉伸強度、彎曲模量和剛性;
• 提高聚烯烴,尤其是聚丙烯(PP)的沖擊韌性;
• 提高的填充量。
SP-1013超分散偶聯劑耐水性好,處理無機粉體不需要預脫水,這對于填充母料的制造不僅減少設備投入,也省去了脫水工藝,大量降低能耗和人力成本,更加環保。
綜上所述,SP-1013超分散偶聯劑使用方便,尤其對功能填充母料工藝簡潔和環保。同時賦予無機粉體優良的加工流動性、分散性,提高復合材料的力學性能。
2、SP-1013分散偶聯劑應用于填充母料
SP-1013超分散偶聯劑應用于聚烯烴母料,不僅母料配方簡單,造粒工藝簡潔、環保、低能耗、低污染,而且配方原料省去了許多小分子有機化合物,有利于母料向功能化方向發展。新的母料賦予復合材料高的沖擊韌性、剛性、拉伸強度、環剛度、挺度和彎曲模量,擴展了填充母料廣闊的應用市場,使傳統填充母料向功能化、工程化、高性能化方向發展。
功能填充母料配方表
原料 |
傳統填充母料配方 |
SP-1013母料配方 |
載體樹脂 |
12 |
12 |
PE蠟 |
2.0 |
2.0 |
石蠟 |
2.0 |
- |
硬脂酸 |
1.0 |
- |
鋁酸酯偶聯劑 |
1.0 |
- |
硬脂酸鋅 |
1.0 |
- |
SP-1013分散劑 |
- |
0.5 |
重質碳酸鈣(2000目) |
81 |
85 |
傳統填充母料工藝:將重質碳酸鈣投入高混機,攪拌升溫至120℃嚴格脫除水,投入鋁酸酯偶聯劑,攪拌改性5min,再投入載體樹脂、PE蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅捏合成團,擠出造粒。
SP-1013母料工藝A(預混法):將重質CaCO3和SP-1013分散劑投入高混機,預混5min,再投入載體樹脂、PE蠟捏合成團,擠出造粒。
SP-1013母料工藝B(原位法):將將重質CaCO3、SP-1013分散劑、載體樹脂、PE蠟投入高混機,捏合成團,擠出造粒。
(1)在PE母料造粒過程中,傳統母料捏合電流140A,SP-1013分散母料捏合電流90A,說明SP-1013母料熔體粘度低,分散性能更好。
(2)外觀:傳統填充母料密實度低,易碎。SP-1013分散母料密實度高,粒子強度高。
(3)成本:SP-1013分散母料原料成本比傳統母料低約150元/噸~200元/噸,而且能耗低,省去了高污染、高能耗的碳酸鈣脫水工藝段。
3、SP-1013分散母料與傳統填充母料在PE給水管中的應用
· 產品規格:PE100 dn40×3.0×6000
· 傳統母料/PE-100=10/90
· SP-1013分散母料/PE-100=25/75
給水用聚乙烯(PE)管材檢測數據
產品規格 PE100 dn40×3.0×6000 |
傳統母料 |
SP-1013分散母料 |
||
序號 |
檢測項目 |
技術要求 |
檢測結果 |
檢測結果 |
1 |
顏色 |
藍色條黑管 |
黑色 |
黑色 |
2 |
外觀 |
符合國標 |
符合 |
符合 |
3 |
長度(m) |
6 |
6.01 |
6.01 |
4 |
平均外徑及偏差(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 |
靜液壓強度MPa(20℃,100h) |
無破裂、無滲漏 |
15h破裂 |
合格 |
7 |
斷裂伸長率(%) |
≥350 |
140 |
370 |
8 |
氧化誘導時間(200℃),min |
>20 |
21.6 |
29.5 |
傳統母料在耐壓PE供水管幾乎是不能使用,主要是傳統母料在耐壓方面和抗疲勞方面無法滿足嚴格的使用要求。而SP-1013分散母料可以滿足PE供水管的苛刻要求,說明SP-1013分散劑可以提高復合材料的強度、環剛度和抗疲勞強度。
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