CN105778462A - 一种易降解力学增强型复合塑胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种易降解力学增强型复合塑胶材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将多晶莫来石纤维、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ‑巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应，放入烘箱中干燥；将上述产物与聚乳酸、聚碳酸酯、二丁基羟基甲苯、乙烯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯、松香混合分散，再加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，干燥后注塑成型即得。本发明的易降解力学增强型复合塑胶材料具有非常好的力学性能，同时具有很好的耐热性能，稳定性能佳。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种易降解力学增强型复合塑胶材料及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物。在现代社会中，塑料已成为各行各业中必不可少的材料，具有化学性质稳定高、耐腐蚀、质轻和易加工成
型等优点。但是由于大部分塑料具有一个致命的缺点：难以回收和降解，越来越多的塑料变成了越来越多的垃圾，不仅给人们的生活造成了困扰，更是对环境造成了严重的污染。另外，由于塑料的原料大多来自于石油的副产物，随着石油资源的短缺，塑料业也面临着危机。而通过与来源丰富和易降解的材料复合，研究开发一种易降解而力学性能又好的材料对于塑料业的发展以及环境的改善具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种易降解力学增强型复合塑胶材料，具有非常好的力学性能，同时具有很好的耐热性能，稳定性能佳。
技术方案：一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸20-40份、聚碳酸酯60-80份、多晶莫来石纤维10-15份、二丁基羟基甲苯0.6-1份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯5-8份、聚乙烯2-5份、松香0.2-0.4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5-1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1-2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5-1份、乙酸1-2份、无水乙醇5-10份、异丙醇5-10份、蒸馏水20-40份。
进一步优选的，所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸25-35份、聚碳酸酯65-75份、多晶莫来石纤维12-14份、二丁基羟基甲苯0.7-0.9份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、聚乙烯3-4份、松香0.25-0.35份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6-0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2-1.8份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.2-1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6-0.9份、乙酸1.3-1.7份、无水乙醇6-9份、异丙醇6-9份、蒸馏水25-35份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌20-40分钟；
步骤2：边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应10-12小时；
步骤3：放入烘箱中，在温度60-70℃下进行干燥4-5小时；
步骤4：将所有组分混合，加入分散机中，在转速600-800r/min下分散2-5分钟；
步骤5：加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为250-260℃，一区到八区温度为255-265℃，九区温度为235-245℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为20-30r/min；
步骤6：放入烘箱中在温度60-70℃下干燥12-13小时；
步骤7：注塑成型即得，注塑机各段温度依次为240-250℃、245-255℃、245-255℃、175-185℃，注射压力为20Mpa。
进一步优选的，步骤1中搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤2中水解反应时间为11小时。
进一步优选的，步骤3中温度为65℃，干燥时间为4.5小时。
进一步优选的，步骤4中转速为650-750r/min，分散时间为3-4分钟。
进一步优选的，步骤5中机头温度为255℃，一区到八区温度为260℃，九区温度为240℃，喂料速度为25r/min。
进一步优选的，步骤6中温度为65℃，干燥时间为12.5小时。
进一步优选的，步骤7中各段温度依次为245℃、250℃、250℃、180℃。
有益效果：本发明的易降解力学增强型复合塑胶材料具有非常好的力学性能，其冲击强度最高可达185J/m，拉伸强度、断裂伸长率、和弯曲强度也分别达到了88.3MPa、9.0%和124MPa。同时本发明具有很好的耐热性能，其最高的热变形温度可达116℃，稳定性能佳。
具体实施方式
实施例1
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸20份、聚碳酸酯60份、多晶莫来石纤维10份、二丁基羟基甲苯0.6份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯5份、聚乙烯2份、松香0.2份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5份、乙酸1份、无水乙醇5-10份、异丙醇5份、蒸馏水20份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌20分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应10小时，放入烘箱中，在温度60℃下进行干燥4小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速600r/min下分散2分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为250℃，一区到八区温度为255℃，九区温度为235℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为20r/min，然后放入烘箱中在温度60℃下干燥12小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为240℃、245℃、245℃、175℃，注射压力为20Mpa。
实施例2
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸25份、聚碳酸酯65份、多晶莫来石纤维12份、二丁基羟基甲苯0.7份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯6份、聚乙烯3份、松香0.25份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6份、乙酸1.3份、无水乙醇6份、异丙醇6份、蒸馏水25份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌25分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应11小时，放入烘箱中，在温度65℃下进行干燥4.5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速650r/min下分散3分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为255℃，一区到八区温度为260℃，九区温度为240℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为25r/min，然后放入烘箱中在温度65℃下干燥12.5小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为245℃、250℃、250℃、180℃，注射压力为20Mpa。
实施例3
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸30份、聚碳酸酯70份、多晶莫来石纤维13份、二丁基羟基甲苯0.8份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯6.5份、聚乙烯3.5份、松香0.3份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.75份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.5份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.75份、乙酸1.5份、无水乙醇7.5份、异丙醇7.5份、蒸馏水30份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌30分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应11小时，放入烘箱中，在温度65℃下进行干燥4.5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速700r/min下分散3.5分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为255℃，一区到八区温度为260℃，九区温度为240℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为25r/min，然后放入烘箱中在温度65℃下干燥12.5小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为245℃、250℃、250℃、180℃，注射压力为20Mpa。
实施例4
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸35份、聚碳酸酯75份、多晶莫来石纤维14份、二丁基羟基甲苯0.9份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯7份、聚乙烯4份、松香0.35份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.8份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.9份、乙酸1.7份、无水乙醇9份、异丙醇9份、蒸馏水35份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌35分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应11小时，放入烘箱中，在温度65℃下进行干燥4.5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速750r/min下分散4分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为255℃，一区到八区温度为260℃，九区温度为240℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为25r/min，然后放入烘箱中在温度65℃下干燥12.5小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为245℃、250℃、250℃、180℃，注射压力为20Mpa。
实施例5
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸40份、聚碳酸酯80份、多晶莫来石纤维15份、二丁基羟基甲苯1份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯8份、聚乙烯5份、松香0.4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1份、乙酸2份、无水乙醇10份、异丙醇10份、蒸馏水40份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌40分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应12小时，放入烘箱中，在温度70℃下进行干燥5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速800r/min下分散5分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为260℃，一区到八区温度为265℃，九区温度为245℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为30r/min，然后放入烘箱中在温度70℃下干燥13小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为250℃、255℃、255℃、185℃，注射压力为20Mpa。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷。具体地说是：
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸40份、聚碳酸酯80份、多晶莫来石纤维15份、二丁基羟基甲苯1份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯8份、聚乙烯5份、松香0.4份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1份、乙酸2份、无水乙醇10份、异丙醇10份、蒸馏水40份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌40分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应12小时，放入烘箱中，在温度70℃下进行干燥5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速800r/min下分散5分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为260℃，一区到八区温度为265℃，九区温度为245℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为30r/min，然后放入烘箱中在温度70℃下干燥13小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为250℃、255℃、255℃、185℃，注射压力为20Mpa。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有聚乙烯。具体地说是：
一种易降解力学增强型复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸40份、聚碳酸酯80份、多晶莫来石纤维15份、二丁基羟基甲苯1份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯8份、松香0.4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1份、乙酸2份、无水乙醇10份、异丙醇10份、蒸馏水40份。
上述易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌40分钟，边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应12小时，放入烘箱中，在温度70℃下进行干燥5小时；将所有组分混合，加入分散机中，在转速800r/min下分散5分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为260℃，一区到八区温度为265℃，九区温度为245℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为30r/min，然后放入烘箱中在温度70℃下干燥13小时，最后注塑成型即得，注塑机各段温度依次为250℃、255℃、255℃、185℃，注射压力为20Mpa。
将各实施例各项性能与对比例作对比，对比结果见下表，我们可以看到本发明实施例具有非常好的力学性能，其冲击强度最高可达185J/m，拉伸强度、断裂伸长率、和弯曲强度也分别达到了88.3MPa、9.0%和124MPa。同时本发明具有很好的耐热性能，其最高的热变形温度可达116℃，稳定性能佳。
表1 易降解力学增强型复合塑胶材料的部分性能指标
| 产品名称 | 冲击强度（J/m） | 拉伸强度（MPa） | 断裂伸长率（%） | 弯曲强度（MPa） | 热变形温度（℃） |
| 实施例1 | 178 | 87.6 | 8.8 | 119 | 110 |
| 实施例2 | 180 | 87.9 | 8.9 | 120 | 112 |
| 实施例3 | 182 | 88.1 | 8.9 | 122 | 113 |
| 实施例4 | 185 | 88.3 | 9.0 | 124 | 116 |
| 实施例5 | 183 | 88.1 | 8.9 | 123 | 114 |
| 对比例1 | 179 | 87.2 | 8.7 | 119 | 109 |
| 对比例2 | 162 | 85.4 | 8.6 | 112 | 104 |
Claims (10)
1. 一种易降解力学增强型复合塑胶材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸20-40份、聚碳酸酯60-80份、多晶莫来石纤维10-15份、二丁基羟基甲苯0.6-1份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯5-8份、聚乙烯2-5份、松香0.2-0.4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5-1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1-2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5-1份、乙酸1-2份、无水乙醇5-10份、异丙醇5-10份、蒸馏水20-40份。
2. 根据权利要求1所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚乳酸25-35份、聚碳酸酯65-75份、多晶莫来石纤维12-14份、二丁基羟基甲苯0.7-0.9份、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、聚乙烯3-4份、松香0.25-0.35份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6-0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2-1.8份、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.2-1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6-0.9份、乙酸1.3-1.7份、无水乙醇6-9份、异丙醇6-9份、蒸馏水25-35份。
3. 权利要求1至2任一项所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将多晶莫来石纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、异丙醇和蒸馏水混合搅拌20-40分钟；
步骤2：边搅拌边慢慢滴入乙酸，水解反应10-12小时；
步骤3：放入烘箱中，在温度60-70℃下进行干燥4-5小时；
步骤4：将所有组分混合，加入分散机中，在转速600-800r/min下分散2-5分钟；
步骤5：加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，机头温度为250-260℃，一区到八区温度为255-265℃，九区温度为235-245℃，螺杆转速为180r/min，喂料速度为20-30r/min；
步骤6：放入烘箱中在温度60-70℃下干燥12-13小时；
步骤7：注塑成型即得，注塑机各段温度依次为240-250℃、245-255℃、245-255℃、175-185℃，注射压力为20Mpa。
4. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌时间为25-35分钟。
5. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中水解反应时间为11小时。
6. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中温度为65℃，干燥时间为4.5小时。
7. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中转速为650-750r/min，分散时间为3-4分钟。
8. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中机头温度为255℃，一区到八区温度为260℃，九区温度为240℃，喂料速度为25r/min。
9. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中温度为65℃，干燥时间为12.5小时。
10. 根据权利要求3所述的一种易降解力学增强型复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤7中各段温度依次为245℃、250℃、250℃、180℃。
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| CN105155270A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 安徽省中日农业环保科技有限公司 | 一种汽车内饰用纳米多孔碳-eva乳液包覆聚丙烯基非织造吸音材料 |
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2016
- 2016-04-06 CN CN201610206995.6A patent/CN105778462A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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