專利名稱：一種改性石墨母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學(xué)技 術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改性石墨母粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
石墨導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能優(yōu)良，耐溫性好，無(wú)毒性、不結(jié)垢、不污染介質(zhì)，與樹脂復(fù)合可做成具有優(yōu)異性能的塑料。但是，由于石墨本身體積小、重量輕、易飛散，在傳統(tǒng)的共混擠出加工中，添加量較大時(shí)(質(zhì)量> 20% )，無(wú)論是與樹脂一次性共同下料還是側(cè)喂料，都會(huì)發(fā)生石墨在下料口堵料，下料速度不均，加工過(guò)程不穩(wěn)定等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了加工速度、制品性能。而為了實(shí)現(xiàn)石墨的高填充量以便利用其的優(yōu)良高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電、耐磨特性，通用的做法是采用熱固化澆注成型。針對(duì)高填充量石墨的樹脂擠出注塑成型，尚沒(méi)有對(duì)石墨粉的有效改性方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)石墨質(zhì)輕，在螺桿擠出機(jī)上加工時(shí)下料困難，在樹脂中難分散等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種改性石墨母粒，該石墨母粒分散性和相容效果好。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述改性石墨母粒的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種改性石墨母粒，該改性石墨母粒包括以下組分和質(zhì)量百分比石墨粉33 76%，無(wú)機(jī)粉體 I. 65 28%，偶聯(lián)劑O. 11 4%，樹脂粉 15 40%，引發(fā)劑 O. 5 3%，接枝物 0.5 5%。所述的石墨粉為潤(rùn)滑性和可塑性較高的鱗片石墨粉，200目 1500目。所述的無(wú)機(jī)粉體選自蒙脫土、氧化鋁、氧化鎂或二氧化鈦中的一種或多種的混合物。所述的偶聯(lián)劑選自Y _氨丙基二乙氧基娃燒(KH-550)、Y-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、Y-巰丙基三甲氧基硅烷(KH-590)、三異硬脂?；佀岙惐?TTS)、三(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯(9S)或三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯(TT0P-12)中的一種或幾種的混合物。所述的樹脂粉選自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚己內(nèi)酰胺(PA6)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚己二胺己二酸(PA66)或聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等常規(guī)通用塑料樹脂或工程塑料樹脂中的一種或多種，并且都是擠出級(jí)或注塑級(jí)。所述的引發(fā)劑選自過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種或幾種的混合物。所述的接枝物選自含有酸酐基、環(huán)氧基或異氰酸基活性基團(tuán)的化合物，優(yōu)選為順丁烯二酸酐、十二烯基丁二酸酐、馬來(lái)酸酐丙烯酸共聚物或二苯基甲烷二異氰酸等。本發(fā)明還提供了一種上述改性石墨母粒的制備方法，該方法包括以下步驟(I)將質(zhì)量百分比為33 76%的石墨粉，占⑴所使用原料總質(zhì)量的百分比為60 95% ;質(zhì)量百分比為I. 65 28%的無(wú)機(jī)粉體，占(I)所使用原料總質(zhì)量的百分比為3 35%;質(zhì)量百分比為O. 11 4%的偶聯(lián)劑，占(I)所使用原料總質(zhì)量的百分比為O. 2 5% ;在90 130°C下混合15 30min，取出冷卻到室溫，得混合粉體a ；(2)將質(zhì)量百分比為55 80%的混合粉體a、質(zhì)量百分比為15 40%的樹脂粉、質(zhì)量百分比為O. 5 3%的引發(fā)劑和質(zhì)量百分比為O. 5 5%的接枝物，在高速混煉機(jī)中常 溫?cái)嚢杌旌?5 30min，取出冷卻到室溫，得混合粉體b ;(3)將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉15 30min ；(4)將由橡膠密煉機(jī)混煉所得物切割或粉碎，得到石墨母粒。所述的橡膠密煉機(jī)溫度設(shè)定與樹脂粉熔融溫度相同。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本發(fā)明中石墨粉與無(wú)機(jī)粉體可以做到高添加量，且分散效果好，滿足了工程塑料對(duì)石墨粉填料的特殊需求。由于采用橡膠密煉機(jī)剪切攪拌，避免了加工過(guò)程中的下料困難，難混合等難題。2、本發(fā)明在加工過(guò)程中引入了偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、接枝物等高活性化合物，攪拌混合時(shí)經(jīng)過(guò)對(duì)石墨表面有效的處理，在與樹脂混合塑化擠出時(shí)，提高了分散效果，因此有增強(qiáng)作用。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I一種改性石墨母粒及其加工方法，如下所述將950g的1000目鱗片石墨粉，30g 二氧化鈦，20g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，在90°C下混合30min，取出冷卻，得混合粉體a ;將IOOOg混合粉體a與727g的PP樹脂粉、55g過(guò)氧化二異丙苯，36g馬來(lái)酸酐丙烯酸共聚物，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?0min，取出冷卻，得混合粉體b; 將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉15min，混煉機(jī)溫度為190°C ；將由橡膠密煉機(jī)混煉所得塊狀物切割或粉碎，得到石墨母粒。實(shí)施例2一種改性石墨母粒及其加工方法，如下所述將600g的800目鱗片石墨粉，350g蒙脫土，50g鈦酸酯偶聯(lián)劑9S，在130°C下混合30min，取出冷卻，得混合粉體a ;將IOOOg混合粉體a，209g的PET樹脂粉，6g偶氮二異庚腈，35g 二苯基甲烷二異氰酸，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?0min，取出冷卻，得混合粉體b ；將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉20min，混煉機(jī)溫度設(shè)定為245°C ；
將由橡膠密煉機(jī)混煉所得塊狀物切割或粉碎，得到石墨母粒。實(shí)施例3一種改性石墨母粒及其加工方法，如下所述將780g的500目鱗片石墨粉，218g氧化鋁，2g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，在120°C下混合20min，取出冷卻，得混合粉體a ;將IOOOg混合粉體a，412g的PBT樹脂粉，26. 5g過(guò)氧化苯甲酰，32g順丁烯二酸酐，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?5min，取出冷卻，得混合粉體b ;
將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉30min，混煉機(jī)溫度設(shè)定為230°C ；將由橡膠密煉機(jī)混煉所得塊狀物切割或粉碎，得到石墨母粒。實(shí)施例4
一種改性石墨母粒及其加工方法，如下所述將784g的200目鱗片石墨粉，190g氧化鎂，26g鈦酸酯偶聯(lián)劑TT0P-12，在100°C下混合30min，取出冷卻，得混合粉體a ;將IOOOg混合粉體a，192g的ABS樹脂粉，25. 6g過(guò)氧化叔戊酸叔丁酯，64g十二烯基丁二酸酐，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?0min，取出冷卻，得混合粉體b ；將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉30min，混煉機(jī)溫度設(shè)定為210°C ;將由橡膠密煉機(jī)混煉所得塊狀物切割或粉碎，得到石墨母粒。實(shí)施例5一種改性石墨母粒及其加工方法，如下所述將950g的300目鱗片石墨粉，30g蒙脫土，20g硅烷偶聯(lián)劑KH-590，在120°C下混合15min，取出冷卻，得混合粉體a ;將IOOOg混合粉體a，209g的PMMA樹脂粉，6. 3g的偶氮二異丁腈，35g順丁烯二酸酐，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?0min，取出冷卻，得混合粉體b ； 將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉20min，混煉機(jī)溫度設(shè)定為230°C ；將由橡膠密煉機(jī)混煉所得塊狀物切割或粉碎，得到石墨母粒。比較例將PP樹脂粉，氧化鋁，600目鱗片石墨粉，硅烷偶聯(lián)劑KH-550，引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯，接枝物順丁烯二酸酐按重量配比600g 30g 350g 5g 7g 8g常溫混合均勻，由螺桿擠出造粒，螺桿溫度區(qū)段設(shè)定為130 200°C，模口溫度為180°C。將上述實(shí)施例中得到的石墨母粒與樹脂、加工助劑按重量比40% 55 59% I 5%混合，均可經(jīng)螺桿擠出造粒，且切粒均勻。而按照比較例的方法則容易堵料，擠出不穩(wěn)定。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改性石墨母粒，其特征在于該改性石墨母粒包括以下組分和質(zhì)量百分比， 石墨粉33 76%， 無(wú)機(jī)粉體 I. 65 28%， 偶聯(lián)劑O. 11 4%， 樹脂粉15 40%， 引發(fā)劑O. 5 3%， 接枝物O. 5 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的石墨粉為鱗片石墨粉， 200目 1500目。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的無(wú)機(jī)粉體選自蒙脫土、氧化鋁、氧化鎂或二氧化鈦中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的偶聯(lián)劑選自Y-氨丙基二乙氧基娃燒、Y _甲基丙烯酸氧基丙基二甲氧基娃燒、Y _疏丙基二甲氧基娃燒、二異硬脂?；佀岙惐ァ⑷?十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯或三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的樹脂粉選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚已內(nèi)酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己二胺己二酸或聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的一種或多種，并且都是擠出級(jí)或注塑級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的引發(fā)劑選自過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的接枝物選自含有酸酐基、環(huán)氧基或異氰酸基活性基團(tuán)的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性石墨母粒，其特征在于所述的接枝物選自順丁烯二酸酐、十二烯基丁二酸酐、馬來(lái)酸酐丙烯酸共聚物或二苯基甲烷二異氰酸。
9.權(quán)利要求I至8任一所述的改性石墨母粒的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟， (1)將質(zhì)量百分比為33 76%的石墨粉，占(I)所使用原料總質(zhì)量的百分比為60 95% ;質(zhì)量百分比為1.65 28%的無(wú)機(jī)粉體，占(I)所使用原料總質(zhì)量的百分比為3 35%;質(zhì)量百分比為O. 11 4%的偶聯(lián)劑，占(I)所使用原料總質(zhì)量的百分比為O. 2 5%;在90 130°C下混合15 30min，取出冷卻到室溫，得混合粉體a ； (2)將質(zhì)量百分比為55 80%的混合粉體a、質(zhì)量百分比為15 40%的樹脂粉、質(zhì)量百分比為O. 5 3%的引發(fā)劑和質(zhì)量百分比為O. 5 5%的接枝物，在高速混煉機(jī)中常溫?cái)嚢杌旌?5 30min，取出冷卻到室溫，得混合粉體b ; (3)將混合粉體b加入到橡膠密煉機(jī)中混煉15 30min； (4)將由橡膠密煉機(jī)混煉所得物切割或粉碎，得到石墨母粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改性石墨母粒的制備方法，其特征在于所述的橡膠密煉機(jī)溫度設(shè)定與樹脂粉熔融溫度相同。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種改性石墨母粒及其制備方法。本發(fā)明公開(kāi)的改性石墨母粒包括以下組分和質(zhì)量百分比33～76％的石墨粉、1.65～28％的無(wú)機(jī)粉體、0.11～4％的偶聯(lián)劑、15～40％的樹脂粉、0.5～3％的引發(fā)劑和0.5～5％的接枝物。本發(fā)明還公開(kāi)了上述石墨母粒的制備方法。本發(fā)明的石墨母粒分散性和相容效果好。
文檔編號(hào)C08K3/04GK102875888SQ20111019379
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者吳超 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司