CN106751447A - 一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料包括改性脲醛树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、磷酸三甲酯、聚氯乙烯、硫酸钡、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、硫酸钙晶须、滑石粉、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、纳米锌粉、三氧化锑、铝粉、石棉纤维、黄麻纤维、乙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基硅油、硫酸锌、增容剂、交联剂、抗氧化剂、改性助剂和甘油。本发明的改性塑胶材料具有优异的耐磨和耐热性能，韧性好。

Description

一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料
技术领域
本发明涉及塑胶材料领域，尤其涉及一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料。
背景技术
随着塑胶工业的飞速发展和塑胶性能的不断提高，塑胶件得到了更为广泛的应用，塑胶件正在不同的领域替代传统的金属零件，一个设计合理的塑胶件往往能够替代多个传统金属零件，从而达到简化产品结构、节约制造成本的目的。
现有技术中的塑胶的耐磨和韧性无法满足实际使用时的需求，因此亟需设计一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料来解决现有技术中的问题。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，具有优异的耐磨和耐热性能，韧性好。
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂80-120份、聚氯乙烯5-15份、聚苯乙烯4-8份、磷酸三甲酯30-50份、聚氯乙烯10-20份、硫酸钡5-15份、低密度聚乙烯2-8份、聚苯乙烯3-9份、硫酸钙晶须20-40份、滑石粉10-30份、重质碳酸钙5-15份、纳米碳酸钙2-8份、氢氧化镁1-5份、氢氧化铝3-6份、硼酸锌4-8份、纳米锌粉2-5份、三氧化锑2-5份、铝粉3-5份、石棉纤维1-6份、黄麻纤维3-5份、乙基三甲氧基硅烷2-8份、三氟丙基甲基硅油2-4份、硫酸锌2-5份、增容剂2-5份、交联剂3-6份、抗氧化剂2-5份、改性助剂1-3份、甘油2-5份。
优选地，改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：将甲醛溶液调制pH至9.3-9.7，然后加入尿素混合均匀，升温至85-95℃，保温40-50min，然后调制pH至4.5-5.5，然后降至室温，加入纳米碳化硅、木薯粉、尼龙、硅烷偶联剂KH-570、聚酰胺多胺和环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.2-7.7，得到改性脲醛树脂。
优选地，改性脲醛树脂的制备工艺中，甲醛溶液、尿素、纳米碳化硅、木薯粉、尼龙、硅烷偶联剂KH-570、聚酰胺多胺和环氧氯丙烷的重量比2-5：1-3：2-6：3-8：4-6：2-5：1-3：4-6。
优选地，改性脲醛树脂的制备工艺中，甲醛溶液的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L。
优选地，改性助剂按如下工艺进行制备：将蒙脱土、多壁碳纳米管和二氯乙烷混合均匀，超声处理1-3h，接着加入亚硫酰氯，磁力搅拌20-40min，接着升温至80-90℃，回流20-30h，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45-55℃，搅拌22-26h，然后用丙酮洗涤1-4次，离心分离后，将固体于40-50℃干燥6-12h，冷却至室温得到改性助剂。
优选地，改性助剂的制备工艺中，蒙脱土、多壁碳纳米管、二氯乙烷、亚硫酰氯和2-丙烯-1-醇的重量比为2-5：1-3：2-4：3-6：1-2。
优选地，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂85-115份、聚氯乙烯8-12份、聚苯乙烯5-7份、磷酸三甲酯35-45份、聚氯乙烯12-18份、硫酸钡8-12份、低密度聚乙烯3-7份、聚苯乙烯4-8份、硫酸钙晶须25-35份、滑石粉15-25份、重质碳酸钙8-12份、纳米碳酸钙3-7份、氢氧化镁2-4份、氢氧化铝4-5份、硼酸锌5-7份、纳米锌粉3-4份、三氧化锑3-4份、铝粉3.5-4.5份、石棉纤维2-5份、黄麻纤维3.5-4.5份、乙基三甲氧基硅烷3-7份、三氟丙基甲基硅油2.5-3.5份、硫酸锌3-4份、增容剂3-4份、交联剂4-5份、抗氧化剂3-4份、改性助剂1.5-2.5份、甘油3-4份。
优选地，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂100份、聚氯乙烯10份、聚苯乙烯6份、磷酸三甲酯40份、聚氯乙烯15份、硫酸钡10份、低密度聚乙烯5份、聚苯乙烯6份、硫酸钙晶须30份、滑石粉20份、重质碳酸钙10份、纳米碳酸钙5份、氢氧化镁3份、氢氧化铝4.5份、硼酸锌6份、纳米锌粉3.5份、三氧化锑3.5份、铝粉4份、石棉纤维3.5份、黄麻纤维4份、乙基三甲氧基硅烷5份、三氟丙基甲基硅油3份、硫酸锌3.5份、增容剂3.5份、交联剂4.5份、抗氧化剂3.5份、改性助剂2份、甘油3.5份。
本发明的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料包括改性脲醛树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、磷酸三甲酯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、硫酸钡、硫酸钙晶须、滑石粉、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、纳米锌粉、三氧化锑、铝粉、石棉纤维、黄麻纤维、乙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基硅油、硫酸锌、增容剂、交联剂、抗氧化剂、改性助剂和甘油。其中添加的改性脲醛树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、磷酸三甲酯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯和聚苯乙烯为主料，以硫酸钡、硫酸钙晶须、滑石粉、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、纳米锌粉、三氧化锑、铝粉、石棉纤维和黄麻纤维为填料，以乙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基硅油、硫酸锌、增容剂、交联剂、抗氧化剂、改性助剂和甘油为辅助添加剂，通过主料、填料和辅助添加剂配合，合理控制配比，有效体高了本发明改性塑胶的耐磨、耐热和韧性性能。其中添加的改性脲醛树脂通过将甲醛溶液调制pH，然后加入尿素混合均匀，升温后保温，然后调制pH，然后降至室温，加入纳米碳化硅、木薯粉、尼龙、硅烷偶联剂KH-570、聚酰胺多胺和环氧氯丙烷混合均匀，调节pH后得到改性脲醛树脂，运用到本发明中，有效提高了本发明的耐磨、耐热和韧性性能。添加的改性助剂通过将蒙脱土、多壁碳纳米管和二氯乙烷混合均匀，超声处理，接着加入亚硫酰氯，磁力搅拌，接着升温后回流，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温后搅拌，然后用丙酮洗涤，离心分离后，将固体干燥，冷却至室温得到改性助剂，运用到本发明的改性塑胶中有效提高了本发明塑胶的耐磨和耐热性能，有效提升了韧性。本发明的改性塑胶材料具有优异的耐磨和耐热性能，韧性好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂100份、聚氯乙烯10份、聚苯乙烯6份、磷酸三甲酯40份、聚氯乙烯15份、硫酸钡10份、低密度聚乙烯5份、聚苯乙烯6份、硫酸钙晶须30份、滑石粉20份、重质碳酸钙10份、纳米碳酸钙5份、氢氧化镁3份、氢氧化铝4.5份、硼酸锌6份、纳米锌粉3.5份、三氧化锑3.5份、铝粉4份、石棉纤维3.5份、黄麻纤维4份、乙基三甲氧基硅烷5份、三氟丙基甲基硅油3份、硫酸锌3.5份、增容剂3.5份、交联剂4.5份、抗氧化剂3.5份、改性助剂2份、甘油3.5份。
实施例2
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂80份、聚氯乙烯15份、聚苯乙烯4份、磷酸三甲酯50份、聚氯乙烯10份、硫酸钡15份、低密度聚乙烯2份、聚苯乙烯9份、硫酸钙晶须20份、滑石粉30份、重质碳酸钙5份、纳米碳酸钙8份、氢氧化镁1份、氢氧化铝6份、硼酸锌4份、纳米锌粉5份、三氧化锑2份、铝粉5份、石棉纤维1份、黄麻纤维5份、乙基三甲氧基硅烷2份、三氟丙基甲基硅油4份、硫酸锌2份、增容剂5份、交联剂3份、抗氧化剂5份、改性助剂1份、甘油5份。
改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将2份物质的量浓度为0.3mol/L甲醛溶液调制pH至9.3，然后加入3份尿素混合均匀，升温至85℃，保温50min，然后调制pH至4.5，然后降至室温，加入6份纳米碳化硅、3份木薯粉、6份尼龙、2份硅烷偶联剂KH-570、3份聚酰胺多胺和4份环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.7，得到改性脲醛树脂。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将2份蒙脱土、3份多壁碳纳米管和2份二氯乙烷混合均匀，超声处理3h，接着加入3份亚硫酰氯，磁力搅拌40min，接着升温至80℃，回流30h，冷却至室温后加入1份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至55℃，搅拌22h，然后用丙酮洗涤4次，离心分离后，将固体于40℃干燥12h，冷却至室温得到改性助剂。
实施例3
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂120份、聚氯乙烯5份、聚苯乙烯8份、磷酸三甲酯30份、聚氯乙烯20份、硫酸钡5份、低密度聚乙烯8份、聚苯乙烯3份、硫酸钙晶须40份、滑石粉10份、重质碳酸钙15份、纳米碳酸钙2份、氢氧化镁5份、氢氧化铝3份、硼酸锌8份、纳米锌粉2份、三氧化锑5份、铝粉3份、石棉纤维6份、黄麻纤维3份、乙基三甲氧基硅烷8份、三氟丙基甲基硅油2份、硫酸锌5份、增容剂2份、交联剂6份、抗氧化剂2份、改性助剂3份、甘油2份。
改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将5份物质的量浓度为0.1mol/L甲醛溶液调制pH至9.7，然后加入1份尿素混合均匀，升温至95℃，保温40min，然后调制pH至5.5，然后降至室温，加入2份纳米碳化硅、8份木薯粉、4份尼龙、5份硅烷偶联剂KH-570、1份聚酰胺多胺和6份环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.2，得到改性脲醛树脂。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将5份蒙脱土、1份多壁碳纳米管和4份二氯乙烷混合均匀，超声处理1h，接着加入6份亚硫酰氯，磁力搅拌20min，接着升温至90℃，回流20h，冷却至室温后加入2份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45℃，搅拌26h，然后用丙酮洗涤1次，离心分离后，将固体于50℃干燥6h，冷却至室温得到改性助剂。
实施例4
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂85份、聚氯乙烯12份、聚苯乙烯5份、磷酸三甲酯45份、聚氯乙烯12份、硫酸钡12份、低密度聚乙烯3份、聚苯乙烯8份、硫酸钙晶须25份、滑石粉25份、重质碳酸钙8份、纳米碳酸钙7份、氢氧化镁2份、氢氧化铝5份、硼酸锌5份、纳米锌粉4份、三氧化锑3份、铝粉4.5份、石棉纤维2份、黄麻纤维4.5份、乙基三甲氧基硅烷3份、三氟丙基甲基硅油3.5份、硫酸锌3份、增容剂4份、交联剂4份、抗氧化剂4份、改性助剂1.5份、甘油4份。
改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将3份物质的量浓度为0.25mol/L甲醛溶液调制pH至9.4，然后加入2.5份尿素混合均匀，升温至88℃，保温48min，然后调制pH至4.8，然后降至室温，加入5份纳米碳化硅、4份木薯粉、5.5份尼龙、3份硅烷偶联剂KH-570、2.5份聚酰胺多胺和4.5份环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.6，得到改性脲醛树脂。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将3份蒙脱土、2.5份多壁碳纳米管和2.5份二氯乙烷混合均匀，超声处理2.5h，接着加入4份亚硫酰氯，磁力搅拌35min，接着升温至82℃，回流28h，冷却至室温后加入1.2份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至52℃，搅拌23h，然后用丙酮洗涤3次，离心分离后，将固体于42℃干燥10h，冷却至室温得到改性助剂。
实施例5
本发明提出的一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂115份、聚氯乙烯8份、聚苯乙烯7份、磷酸三甲酯35份、聚氯乙烯18份、硫酸钡8份、低密度聚乙烯7份、聚苯乙烯4份、硫酸钙晶须35份、滑石粉15份、重质碳酸钙12份、纳米碳酸钙3份、氢氧化镁4份、氢氧化铝4份、硼酸锌7份、纳米锌粉3份、三氧化锑4份、铝粉3.5份、石棉纤维5份、黄麻纤维3.5份、乙基三甲氧基硅烷7份、三氟丙基甲基硅油2.5份、硫酸锌4份、增容剂3份、交联剂5份、抗氧化剂3份、改性助剂2.5份、甘油3份。
改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：按重量份将4份物质的量浓度为0.15mol/L甲醛溶液调制pH至9.6，然后加入1.5份尿素混合均匀，升温至92℃，保温42min，然后调制pH至5.2，然后降至室温，加入3份纳米碳化硅、7份木薯粉、4.5份尼龙、4份硅烷偶联剂KH-570、1.5份聚酰胺多胺和5.5份环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.3，得到改性脲醛树脂。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将4份蒙脱土、1.5份多壁碳纳米管和3.5份二氯乙烷混合均匀，超声处理1.5h，接着加入5份亚硫酰氯，磁力搅拌25min，接着升温至88℃，回流22h，冷却至室温后加入1.8份2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至48℃，搅拌25h，然后用丙酮洗涤2次，离心分离后，将固体于48℃干燥8h，冷却至室温得到改性助剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂80-120份、聚氯乙烯5-15份、聚苯乙烯4-8份、磷酸三甲酯30-50份、聚氯乙烯10-20份、硫酸钡5-15份、低密度聚乙烯2-8份、聚苯乙烯3-9份、硫酸钙晶须20-40份、滑石粉10-30份、重质碳酸钙5-15份、纳米碳酸钙2-8份、氢氧化镁1-5份、氢氧化铝3-6份、硼酸锌4-8份、纳米锌粉2-5份、三氧化锑2-5份、铝粉3-5份、石棉纤维1-6份、黄麻纤维3-5份、乙基三甲氧基硅烷2-8份、三氟丙基甲基硅油2-4份、硫酸锌2-5份、增容剂2-5份、交联剂3-6份、抗氧化剂2-5份、改性助剂1-3份、甘油2-5份。
2.根据权利要求1所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，改性脲醛树脂按如下工艺进行制备：将甲醛溶液调制pH至9.3-9.7，然后加入尿素混合均匀，升温至85-95℃，保温40-50min，然后调制pH至4.5-5.5，然后降至室温，加入纳米碳化硅、木薯粉、尼龙、硅烷偶联剂KH-570、聚酰胺多胺和环氧氯丙烷混合均匀，调至pH至7.2-7.7，得到改性脲醛树脂。
3.根据权利要求1或2所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，改性脲醛树脂的制备工艺中，甲醛溶液、尿素、纳米碳化硅、木薯粉、尼龙、硅烷偶联剂KH-570、聚酰胺多胺和环氧氯丙烷的重量比2-5：1-3：2-6：3-8：4-6：2-5：1-3：4-6。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，改性脲醛树脂的制备工艺中，甲醛溶液的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，改性助剂按如下工艺进行制备：将蒙脱土、多壁碳纳米管和二氯乙烷混合均匀，超声处理1-3h，接着加入亚硫酰氯，磁力搅拌20-40min，接着升温至80-90℃，回流20-30h，冷却至室温后加入2-丙烯-1-醇混合均匀，接着升温至45-55℃，搅拌22-26h，然后用丙酮洗涤1-4次，离心分离后，将固体于40-50℃干燥6-12h，冷却至室温得到改性助剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，改性助剂的制备工艺中，蒙脱土、多壁碳纳米管、二氯乙烷、亚硫酰氯和2-丙烯-1-醇的重量比为2-5：1-3：2-4：3-6：1-2。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂85-115份、聚氯乙烯8-12份、聚苯乙烯5-7份、磷酸三甲酯35-45份、聚氯乙烯12-18份、硫酸钡8-12份、低密度聚乙烯3-7份、聚苯乙烯4-8份、硫酸钙晶须25-35份、滑石粉15-25份、重质碳酸钙8-12份、纳米碳酸钙3-7份、氢氧化镁2-4份、氢氧化铝4-5份、硼酸锌5-7份、纳米锌粉3-4份、三氧化锑3-4份、铝粉3.5-4.5份、石棉纤维2-5份、黄麻纤维3.5-4.5份、乙基三甲氧基硅烷3-7份、三氟丙基甲基硅油2.5-3.5份、硫酸锌3-4份、增容剂3-4份、交联剂4-5份、抗氧化剂3-4份、改性助剂1.5-2.5份、甘油3-4份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高耐磨高韧性耐热改性塑胶材料，其特征子在于，其原料按重量份包括：改性脲醛树脂100份、聚氯乙烯10份、聚苯乙烯6份、磷酸三甲酯40份、聚氯乙烯15份、硫酸钡10份、低密度聚乙烯5份、聚苯乙烯6份、硫酸钙晶须30份、滑石粉20份、重质碳酸钙10份、纳米碳酸钙5份、氢氧化镁3份、氢氧化铝4.5份、硼酸锌6份、纳米锌粉3.5份、三氧化锑3.5份、铝粉4份、石棉纤维3.5份、黄麻纤维4份、乙基三甲氧基硅烷5份、三氟丙基甲基硅油3份、硫酸锌3.5份、增容剂3.5份、交联剂4.5份、抗氧化剂3.5份、改性助剂2份、甘油3.5份。
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