CN104327496A - 一种高性能工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能工程塑料及其制备方法，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺50~70份、可膨胀石墨30~50份、Al2O330~50份、玻纤20~40份、碳纤维10~20份、Al0.1~5份、SiO220~40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1~5份、油酸酰胺0.5~0.6份、硬脂酸钙0.5~0.6份、滑石粉0.4~0.5份、碳酸钙0.4~0.5份以及十溴二苯乙烷0.2~0.3份。通过本发明制备的高性能工程塑料解决了现有工程塑料耐冲击性差、延伸率小、硬、脆的缺点，性能优良，能很好的应用于实际应用，特别是其热变形温度高，拉伸强度高，弯曲强度和弯曲模量高，耐冲击强度好。

Description

一种高性能工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料领域，尤其涉及了一种高性能工程塑料及其制备方法。
背景技术
工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料，其相对于通俗塑料有更强的环境承受性和适应性。
工程塑料比金属材料轻，易成型加工，成型能耗少，可以代替某些金属做结构材料使用，成为当今世界塑料工业发展中增长速度最快的材料，因为化学构造不同，故耐药品性、摩擦特性、电、机械性能等也有若干差异。并且由于成形性不同，有适用于任何成型方式者，亦有只能以某种成型方式加工者，造成应用上的受限，且工程塑料具有耐冲击性较差、延伸率小、硬、脆的性质，故工程塑料的研究刻不容缓。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种高性能工程塑料及其制备方法，解决了现有工程塑料耐冲击性差、延伸率小、硬、脆的缺点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种高性能工程塑料，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺50~70份、可膨胀石墨30~50份、Al2O330~50份、玻纤20~40份、碳纤维10~20份、Al 0.1~5份、SiO220~40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1~5份、油酸酰胺0.5~0.6份、硬脂酸钙0.5~0.6份、滑石粉0.4~0.5份、碳酸钙0.4~0.5份以及十溴二苯乙烷0.2~0.3份。
一种高性能工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到180~220mm，再对物料进行薄通2~3次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中高速混合机混合的时间为5~10min，转速为15000r/min。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中双螺杆机挤出时的温度为150~300℃。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中辊的温度为150~200℃，辊间距为1mm。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中炼塑机的炼塑时间为10~15min。
作为一种优选方案，所述步骤（6）中平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃。
作为一种优选方案，所述步骤（6）中平板压机的压制时间为2~3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1. 密度小，比强度高，抗冲击、抗疲劳性能优良；
2. 改善了润滑性，增加了色泽、光泽，防静电；
3. 稳定性好，耐腐蚀性，延长了寿命；
4. 耐热性高，降低了生产成本，节约资源和能源。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
一种高性能工程塑料，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺50份、可膨胀石墨30份、Al2O330份、玻纤20份、碳纤维10份、Al 0.1份、SiO220份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1份、油酸酰胺0.5份、硬脂酸钙0.5份、滑石粉0.4份、碳酸钙0.4份以及十溴二苯乙烷0.2份。
一种高性能工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；所述高速混合机混合的时间为5min，转速为15000r/min，双螺杆机挤出时的温度为150℃；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；所述辊的温度为150℃，辊间距为1mm；炼塑机的炼塑时间为10min；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到180mm，再对物料进行薄通2次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材；所述平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃，压制的时间为2h。
将实施例1制备的高性能工程塑料进行性能测试，测试结果如表1。
实施例2：
一种高性能工程塑料，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺55份、可膨胀石墨35份、Al2O335份、玻纤25份、碳纤维12.5份、Al 1.2份、SiO225份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1.2份、油酸酰胺0.5份、硬脂酸钙0.5份、滑石粉0.4份、碳酸钙0.4份以及十溴二苯乙烷0.2份。
一种高性能工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；所述高速混合机混合的时间为7min，转速为15000r/min，双螺杆机挤出时的温度为200℃；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；所述辊的温度为150℃，辊间距为1mm；炼塑机的炼塑时间为10min；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到195mm，再对物料进行薄通2次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材；所述平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃，压制的时间为2h。
将实施例2制备的高性能工程塑料进行性能测试，测试结果如表1。
实施例3：
一种高性能工程塑料，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺60份、可膨胀石墨40份、Al2O340份、玻纤30份、碳纤维15份、Al 3份、SiO230份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、油酸酰胺0.6份、硬脂酸钙0.6份、滑石粉0.5份、碳酸钙0.5份以及十溴二苯乙烷0.3份。
一种高性能工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；所述高速混合机混合的时间为8min，转速为15000r/min，双螺杆机挤出时的温度为250℃；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；所述辊的温度为200℃，辊间距为1mm；炼塑机的炼塑时间为15min；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到205mm，再对物料进行薄通3次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材；所述平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃，压制的时间为3h。
将实施例3制备的高性能工程塑料进行性能测试，测试结果如表1。
实施例4：
一种高性能工程塑料，由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺70份、可膨胀石墨50份、Al2O350份、玻纤40份、碳纤维20份、Al 5份、SiO240份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、油酸酰胺0.6份、硬脂酸钙0.6份、滑石粉0.5份、碳酸钙0.5份以及十溴二苯乙烷0.3份。
一种高性能工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；所述高速混合机混合的时间为10min，转速为15000r/min，双螺杆机挤出时的温度为300℃；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；所述辊的温度为200℃，辊间距为1mm；炼塑机的炼塑时间为15min；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到220mm，再对物料进行薄通3次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材；所述平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃，压制的时间为3h。
将实施例4制备的高性能工程塑料进行性能测试，测试结果如表1。
对比例1：
购买无锡欣欣化纤的PA6工程塑料，对其进行性能测试，测试结果如表1。
表一：
从上表可以看出本发明制备的高性能工程塑料性能优良，能很好的应用于实际应用，特别是其热变形温度高，拉伸强度高，弯曲强度和弯曲模量高，耐冲击强度好。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高性能工程塑料，其特征在于：所述的工程材料由聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷组成，所述各组分之间的质量份为聚酰胺50~70份、可膨胀石墨30~50份、Al2O330~50份、玻纤20~40份、碳纤维10~20份、Al 0.1~5份、SiO220~40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1~5份、油酸酰胺0.5~0.6份、硬脂酸钙0.5~0.6份、滑石粉0.4~0.5份、碳酸钙0.4~0.5份以及十溴二苯乙烷0.2~0.3份。
2.一种制备权利要求1所述的高性能工程塑料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1）对聚酰胺、可膨胀石墨、Al2O3、玻纤、碳纤维、Al、SiO2、乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸酰胺、硬脂酸钙、滑石粉、碳酸钙以及十溴二苯乙烷进行称料；
（2）将步骤（1）的组分依次倒入高速混合机中混合搅拌，再通过双螺杆机挤出；
（3）将步骤（2）的物料加至炼塑机辊筒上部，调节辊间距使物料迅速包辊，待物料加入后，不断用铜刀切翻上辊物料，使物料均匀；
（4）当物料塑化成片后，调节辊间距到1mm，将料片宽度调整到180~220mm，再对物料进行薄通2~3次，即可料片出料；
（5）将步骤（4）所出料片放到工作台上，趁热裁成方形，按出料方向交错叠放以备压制；
（6）将步骤（5）的料片放入平板压机进行热压，待平板压机上的模板与料片的温度降至50℃以下时，即可卸压脱模并取出板材。
3.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中高速混合机混合的时间为5~10min，转速为15000r/min。
4.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中双螺杆机挤出时的温度为150~300℃。
5.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中辊的温度为150~200℃，辊间距为1mm。
6.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中炼塑机的炼塑时间为10~15min。
7.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中平板压机的预热温度为150℃，热压温度为160℃。
8.根据权利要求2所述的一种高性能工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中平板压机的压制时间为2~3h。
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