CN105838011A - 一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料及其制备方法。(1)将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度40‑60℃下搅拌反应1‑3小时;(2)过滤,放入烘箱中烘干;(3)将上述混合物和木粉、2‑羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合搅拌;(4)加入硝酸继续搅拌11‑12小时;(5)加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度45‑50℃下反应6‑7小时;(6)过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度60‑70℃下干燥12‑14小时即得。本发明的聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料具有良好的耐高温性能,同时硬度较高,耐摩擦性能强。

Description

一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域,具体涉及一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料及其制备方法。
背景技术
随着经济和科技的迅猛发展,材料业也得到了迅速的发展,尤其是塑胶材料业的发展,更是有种势不可挡的状态。塑胶材料具有质轻、易成型和价格低廉等优点,它的应用无处不在,是各行各业发展不可缺少的组成部分。但是由于塑胶材料不易降解,不仅是一种资源的浪费,更是对我们的生活环境造成了严重的压力,而聚甲基丙烯酸甲酯是一种无毒环保的塑胶材料,易降解,且质地优异、价格适宜、介电性能优异。目前已被广泛的应用于各行各业。而随着科技的不断进步的同时,各行业对于材料性能的要求也变得越来越高,单一的塑料已无法满足越来越高的要求,因此通过材料间的复合来综合各原料间的优异性能成为了各行各业研究的热点。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,具有良好的耐高温性能,同时硬度较高,耐摩擦性能强。
技术方案:一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯20-40份、聚甲醛5-10份、纳米三氧化二铝1-3份、蒙脱土2-4份、纳米氧化镁1-2份、木粉0.5-1份、2-羟基乙胺0.2-0.5份、氯化钠2-3份、焦磷酸钠1-3份、柠檬酸0.1-0.2份、硝酸铈铵1-2份、硝酸15-20份、无水乙醇20-40份、去离子水300-500份。
进一步优选的,所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯25-35份、聚甲醛6-9份、纳米三氧化二铝1.5-2.5份、蒙脱土2.5-3.5份、纳米氧化镁1.2-1.7份、木粉0.6-0.9份、2-羟基乙胺0.3-0.4份、氯化钠2.2-2.8份、焦磷酸钠1.5-2.5份、柠檬酸0.11-0.16份、硝酸铈铵1.3-1.9份、硝酸16-19份、无水乙醇25-35份、去离子水350-450份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法包括以下步骤:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度40-60℃下搅拌反应1-3小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度80-100℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速40-80r/min下搅拌20-40分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11-12小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度45-50℃下反应6-7小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度60-70℃下干燥12-14小时即得。
进一步优选的,步骤(1)中温度为45-55℃,搅拌时间为1.5-2.5小时。
进一步优选的,步骤(2)中温度为85-95℃。
进一步优选的,步骤(3)中转速为50-70r/min,搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的,步骤(4)中搅拌时间为11.5小时。
进一步优选的,步骤(5)中温度为46-49℃,反应时间为6.5小时。
进一步优选的,步骤(6)中温度为65℃,干燥时间为12.5-13.5小时。
有益效果:本发明的聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料具有良好的耐高温性能,当失重5%时温度最高可达287℃,当失重为10%时,其温度高达352℃,同时,其硬度较高,洛氏硬度最高达38.8,耐摩擦性能强。
具体实施方式
实施例1
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚甲醛5份、纳米三氧化二铝1份、蒙脱土2份、纳米氧化镁1份、木粉0.5份、2-羟基乙胺0.2份、氯化钠2份、焦磷酸钠1份、柠檬酸0.1份、硝酸铈铵1份、硝酸15份、无水乙醇20份、去离子水300份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度40℃下搅拌反应1小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度80℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速40r/min下搅拌20分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度45℃下反应6小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥12小时即得。
实施例2
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯25份、聚甲醛6份、纳米三氧化二铝1.5份、蒙脱土2.5份、纳米氧化镁1.2份、木粉0.6份、2-羟基乙胺0.3份、氯化钠2.2份、焦磷酸钠1.5份、柠檬酸0.11份、硝酸铈铵1.3份、硝酸16份、无水乙醇25份、去离子水350份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度45℃下搅拌反应1.5小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度85℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速50r/min下搅拌25分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11.5小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度46℃下反应6.5小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度65℃下干燥12.5小时即得。
实施例3
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯30份、聚甲醛7.5份、纳米三氧化二铝2份、蒙脱土3份、纳米氧化镁1.5份、木粉0.75份、2-羟基乙胺0.35份、氯化钠2.5份、焦磷酸钠2份、柠檬酸0.15份、硝酸铈铵1.5份、硝酸17.5份、无水乙醇30份、去离子水400份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度50℃下搅拌反应2小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度90℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速60r/min下搅拌30分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11.5小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度47.5℃下反应6.5小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度65℃下干燥13小时即得。
实施例4
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯35份、聚甲醛9份、纳米三氧化二铝2.5份、蒙脱土3.5份、纳米氧化镁1.7份、木粉0.9份、2-羟基乙胺0.4份、氯化钠2.8份、焦磷酸钠2.5份、柠檬酸0.16份、硝酸铈铵1.9份、硝酸19份、无水乙醇35份、去离子水450份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度55℃下搅拌反应2.5小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度95℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速70r/min下搅拌35分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11.5小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度49℃下反应6.5小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度65℃下干燥13.5小时即得。
实施例5
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯40份、聚甲醛10份、纳米三氧化二铝3份、蒙脱土4份、纳米氧化镁2份、木粉1份、2-羟基乙胺0.5份、氯化钠3份、焦磷酸钠3份、柠檬酸0.2份、硝酸铈铵2份、硝酸20份、无水乙醇40份、去离子水500份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度60℃下搅拌反应3小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度100℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌12小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度50℃下反应7小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度70℃下干燥14小时即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于以聚甲基丙烯酸甲酯代替聚甲醛。具体地说是:
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯50份、纳米三氧化二铝3份、蒙脱土4份、纳米氧化镁2份、木粉1份、2-羟基乙胺0.5份、氯化钠3份、焦磷酸钠3份、柠檬酸0.2份、硝酸铈铵2份、硝酸20份、无水乙醇40份、去离子水500份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度60℃下搅拌反应3小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度100℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌12小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯和硝酸铈铵,在温度50℃下反应7小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度70℃下干燥14小时即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米三氧化二铝。具体地说是:
一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯40份、聚甲醛10份、蒙脱土4份、纳米氧化镁2份、木粉1份、2-羟基乙胺0.5份、氯化钠3份、焦磷酸钠3份、柠檬酸0.2份、硝酸铈铵2份、硝酸20份、无水乙醇40份、去离子水500份。
上述聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法为:
(1) 将蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度60℃下搅拌反应3小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度100℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌12小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度50℃下反应7小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度70℃下干燥14小时即得。
下表1为本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标,我们可以看到,本发明具有良好的耐高温性能,当失重5%时温度最高可达287℃,当失重为10%时,其温度高达352℃,同时,其硬度较高,洛氏硬度最高达38.8,耐摩擦性能强。
表1 聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的性能指标
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
失重5%温度(℃) 283 284 285 287 286 271 278
失重10%温度(℃) 346 348 349 352 351 332 336
洛氏硬度HRB 38.1 38.3 38.5 38.8 38.6 34.9 33.1

Claims (9)

1. 一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,其特征在于:由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯20-40份、聚甲醛5-10份、纳米三氧化二铝1-3份、蒙脱土2-4份、纳米氧化镁1-2份、木粉0.5-1份、2-羟基乙胺0.2-0.5份、氯化钠2-3份、焦磷酸钠1-3份、柠檬酸0.1-0.2份、硝酸铈铵1-2份、硝酸15-20份、无水乙醇20-40份、去离子水300-500份。
2. 根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料,其特征在于:由以下成分以重量份制备而成:聚甲基丙烯酸甲酯25-35份、聚甲醛6-9份、纳米三氧化二铝1.5-2.5份、蒙脱土2.5-3.5份、纳米氧化镁1.2-1.7份、木粉0.6-0.9份、2-羟基乙胺0.3-0.4份、氯化钠2.2-2.8份、焦磷酸钠1.5-2.5份、柠檬酸0.11-0.16份、硝酸铈铵1.3-1.9份、硝酸16-19份、无水乙醇25-35份、去离子水350-450份。
3. 权利要求1至2任一项所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1) 将纳米三氧化二铝、蒙脱土、纳米氧化镁、氯化钠、焦磷酸钠和无水乙醇混合,放入水浴锅中,在温度40-60℃下搅拌反应1-3小时;
(2) 过滤,放入烘箱中在温度80-100℃下烘干;
(3) 将上述混合物和木粉、2-羟基乙胺、柠檬酸和去离子水混合,用磁力搅拌机在转速40-80r/min下搅拌20-40分钟;
(4) 加入硝酸继续搅拌11-12小时;
(5) 加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和硝酸铈铵,在温度45-50℃下反应6-7小时;
(6) 过滤,用去离子水洗至中性,放入真空干燥箱中在温度60-70℃下干燥12-14小时即得。
4. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中温度为45-55℃,搅拌时间为1.5-2.5小时。
5. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中温度为85-95℃。
6. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中转速为50-70r/min,搅拌时间为25-35分钟。
7. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中搅拌时间为11.5小时。
8. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中温度为46-49℃,反应时间为6.5小时。
9. 根据权利要求3所述的一种聚甲基丙烯酸甲酯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12.5-13.5小时。
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