CN107189280A - 一种塑料制品材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料制品材料及其制备方法，涉及塑料材料技术领域，该材料包括以下原料：聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、改性膨润土、聚丙烯酸、低分子聚乙烯蜡、硅酸钙、聚酯纤维、环烷酸钴、增塑剂、润滑剂、抗氧剂、抗静电剂和偶联剂。其制备方法是通过对原料的三次混料及挤压造粒即可。该种塑料制品材料制备简单方便，通过将填料替换成改性膨润土，不仅降低了原料生产成本，而且还提高了成品塑料制品材料的抗冲击韧性、强度、耐高温性及抗老化性，提高了该种塑料制品的使用寿命，应用领域广泛，具有广阔的市场前景。

Description

一种塑料制品材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种塑料制品材料及其制备方法。

背景技术

塑料工业在国民生活中占有举足轻重的作用。塑料中添加的填料可以提高塑料的拉伸强度，改善塑料的加工性能，并降低产品成本。开发高效率、低成本的填料是塑料行业的最重视的课题。

目前我国在塑料工业中应用的填料主要以钛白粉、轻质碳酸钙和重质碳酸钙为主，年均使用量巨大，在不影响原有塑料使用性能基础上开发廉价填料替代品，有助于降低塑料制品成本，提高相关企业的利润空间和竞争优势。

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，在国民经济和日常生活中有着广泛的应用，储存量巨大且价格低廉，其pH值呈中性、无毒，吸附性能强，容重轻，膨润土具有良好的耐侯性、膨胀性、粘结性、可塑性、透气性等特点，在不同温度及湿态条件下物理化学性能稳定，并且其防晒性强、体质软轻，是一种优质的填料和补强剂，可应用于众多领域，其通过特定步骤改性后，所表现的各方面性能提高，将其应用于塑料填料中，能够改善塑料制品的理化性能，具有积极有利的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种塑料制品材料及其制备方法，该种塑料制品材料制备简单方便，通过将填料替换成改性膨润土，不仅降低了原料生产成本，而且还提高了成品塑料制品材料的抗冲击韧性、强度、耐高温性及抗老化性，提高了该种塑料制品的使用寿命，应用领域广泛，具有广阔的市场前景。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种塑料制品材料，包括以下按重量份计的原料：聚氯乙烯30-40份、聚碳酸酯25-35份、聚亚苯基砜树脂20-30份、改性膨润土20-30份、聚丙烯酸10-20份、低分子聚乙烯蜡5-15份、硅酸钙6-12份、聚酯纤维10-20份、环烷酸钴4-8份、增塑剂1-3份、润滑剂1-3份、抗氧剂1-5份、抗静电剂1-5份和偶联剂1-5份；

所述改性膨润土由下列重量份的成分制得：膨润土20份、钛白粉5份、木质素2份、膨胀珍珠岩3份、三氯化铁1份、正丁醛-苯胺缩合物1份、蜜蜡2份、10,10’-氧代双吩恶砒1份和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1份；其制备方法是将膨润土置于8％-12％的盐酸溶液中浸泡40-60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在480-520℃下进行高温煅烧1-2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120-160目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即得。

进一步地，所述塑料制品材料包括以下按重量份计的原料：聚氯乙烯35份、聚碳酸酯30份、聚亚苯基砜树脂25份、改性膨润土25份、聚丙烯酸15份、低分子聚乙烯蜡10份、硅酸钙9份、聚酯纤维15份、环烷酸钴6份、增塑剂2份、润滑剂2份、抗氧剂3份、抗静电剂3份和偶联剂3份。

优选地，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。

优选地，所述润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺或硬脂酸锌中的一种或者一种以上。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂TNP。

优选地，所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺或乙氧基月桂酷胺。

优选地，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。

上述的一种塑料制品材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按所述重量份配比称取原料；

(2)将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65-75℃，混炼时间为50-60min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为70-80℃，混炼时间为40-50min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80-90℃，混炼时间为30-40min；

(3)最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为105-115℃，即可。

本发明具有如下的有益效果：本发明通过对塑料制品原料、加工工艺及填料的替换等改进，不仅起到了降低了原料生产成本的目的，而且还提高了成品塑料制品材料的抗冲击韧性、拉伸强度、屈服强度、耐高温性及抗老化性，经研发技术人员的检测，其抗冲击韧性大于等于8.57KJ/m²，拉伸强度大于等于45.1MPa，屈服强度大于等于36.4MPa，可在高温120℃中正常使用，远远超出国家及行业对相关塑料制品材料的性能标准，进一步提高了塑料制品的使用寿命，应用领域广泛，具有广阔的市场前景；

本发明的塑料制品材料制备方法简单方便，绿色环保无污染，可大规模量产，同时扩展了膨润土的应用领域，提高了膨润土的附加值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种塑料制品材料，称取以下原料备用：聚氯乙烯30kg、聚碳酸酯25kg、聚亚苯基砜树脂20kg、改性膨润土20kg、聚丙烯酸10kg、低分子聚乙烯蜡5kg、硅酸钙6kg、聚酯纤维10kg、环烷酸钴4kg、增塑剂1kg、润滑剂1kg、抗氧剂1kg、抗静电剂1kg和偶联剂1kg；

所述改性膨润土由下列成分制得：膨润土20kg、钛白粉5kg、木质素2kg、膨胀珍珠岩3kg、三氯化铁1kg、正丁醛-苯胺缩合物1kg、蜜蜡2kg、10,10’-氧代双吩恶砒1kg和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1kg；其制备方法是将膨润土置于8％的盐酸溶液中浸泡40min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在480℃下进行高温煅烧1h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即制得本发明所需的改性膨润土。

其中，上述的增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯；润滑剂采用硅酮母粒；抗氧剂采用抗氧剂1010；抗静电剂采用乙氧基化烷基胺；偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

上述的一种塑料制品材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)混炼：先将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65℃，混炼时间为50min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为40min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为30min；

(2)造粒：最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为105℃，即制得本发明的塑料制品材料。

实施例2

一种塑料制品材料，称取以下原料备用：聚氯乙烯35kg、聚碳酸酯30kg、聚亚苯基砜树脂25kg、改性膨润土25kg、聚丙烯酸15kg、低分子聚乙烯蜡10kg、硅酸钙9kg、聚酯纤维15kg、环烷酸钴6kg、增塑剂2kg、润滑剂2kg、抗氧剂3kg、抗静电剂3kg和偶联剂3kg；

所述改性膨润土由下列成分制得：膨润土20kg、钛白粉5kg、木质素2kg、膨胀珍珠岩3kg、三氯化铁1kg、正丁醛-苯胺缩合物1kg、蜜蜡2kg、10,10’-氧代双吩恶砒1kg和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1kg；其制备方法是将膨润土置于10％的盐酸溶液中浸泡50min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在500℃下进行高温煅烧1.5h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成140目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即制得本发明所需的改性膨润土。

其中，上述的增塑剂采用氯甲氧基油酸甲酯；润滑剂采用芥酸酰胺；抗氧剂采用抗氧剂1076；抗静电剂采用乙氧基月桂酷胺；偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

上述的一种塑料制品材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)混炼：先将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为55min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为75℃，混炼时间为45min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为85℃，混炼时间为35min；

(2)造粒：最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为110℃，即制得本发明的塑料制品材料。

实施例3

一种塑料制品材料，称取以下原料备用：聚氯乙烯40kg、聚碳酸酯35kg、聚亚苯基砜树脂30kg、改性膨润土30kg、聚丙烯酸20kg、低分子聚乙烯蜡15kg、硅酸钙12kg、聚酯纤维20kg、环烷酸钴8kg、增塑剂3kg、润滑剂3kg、抗氧剂5kg、抗静电剂5kg和偶联剂5kg；

所述改性膨润土由下列成分制得：膨润土20kg、钛白粉5kg、木质素2kg、膨胀珍珠岩3kg、三氯化铁1kg、正丁醛-苯胺缩合物1kg、蜜蜡2kg、10,10’-氧代双吩恶砒1kg和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1kg；其制备方法是将膨润土置于12％的盐酸溶液中浸泡60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在520℃下进行高温煅烧2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成160目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即制得本发明所需的改性膨润土。

其中，上述的增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯；润滑剂采用硬脂酸锌；抗氧剂采用抗氧剂TNP；抗静电剂采用乙氧基化烷基胺；偶联剂采用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

上述的一种塑料制品材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)混炼：先将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为75℃，混炼时间为60min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为50min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为90℃，混炼时间为40min；

(2)造粒：最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为115℃，即制得本发明的塑料制品材料。

实施例4

一种塑料制品材料，称取以下原料备用：聚氯乙烯35kg、聚碳酸酯30kg、聚亚苯基砜树脂25kg、改性膨润土25kg、聚丙烯酸15kg、低分子聚乙烯蜡10kg、硅酸钙9kg、聚酯纤维15kg、环烷酸钴6kg、增塑剂2kg、润滑剂2kg、抗氧剂3kg、抗静电剂3kg和偶联剂3kg；

所述改性膨润土由下列成分制得：膨润土20kg、钛白粉5kg、木质素2kg、膨胀珍珠岩3kg、三氯化铁1kg、正丁醛-苯胺缩合物1kg、蜜蜡2kg、10,10’-氧代双吩恶砒1kg和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1kg；其制备方法是将膨润土置于8％的盐酸溶液中浸泡60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在480℃下进行高温煅烧2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即制得本发明所需的改性膨润土。

其中，上述的增塑剂采用氯甲氧基油酸甲酯；润滑剂采用硅酮母粒和硬脂酸锌两种混合物，且两者之间的质量比为1:2；抗氧剂采用抗氧剂1010；抗静电剂采用乙氧基化烷基胺；偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

上述的一种塑料制品材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)混炼：先将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65℃，混炼时间为60min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为50min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为40min；

(2)造粒：最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为105-115℃，即制得本发明的塑料制品材料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种塑料制品材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚氯乙烯30-40份、聚碳酸酯25-35份、聚亚苯基砜树脂20-30份、改性膨润土20-30份、聚丙烯酸10-20份、低分子聚乙烯蜡5-15份、硅酸钙6-12份、聚酯纤维10-20份、环烷酸钴4-8份、增塑剂1-3份、润滑剂1-3份、抗氧剂1-5份、抗静电剂1-5份和偶联剂1-5份；

所述改性膨润土由下列重量份的成分制得：膨润土20份、钛白粉5份、木质素2份、膨胀珍珠岩3份、三氯化铁1份、正丁醛-苯胺缩合物1份、蜜蜡2份、10,10’-氧代双吩恶砒1份和2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1份；其制备方法是将膨润土置于8％-12％的盐酸溶液中浸泡40-60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在480-520℃下进行高温煅烧1-2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120-160目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即得。

2.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚氯乙烯35份、聚碳酸酯30份、聚亚苯基砜树脂25份、改性膨润土25份、聚丙烯酸15份、低分子聚乙烯蜡10份、硅酸钙9份、聚酯纤维15份、环烷酸钴6份、增塑剂2份、润滑剂2份、抗氧剂3份、抗静电剂3份和偶联剂3份。

3.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。

4.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺或硬脂酸锌中的一种或者一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂TNP中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺或乙氧基月桂酷胺。

7.根据权利要求1所述的一种塑料制品材料，其特征在于，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的塑料制品材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按所述重量份配比称取原料；

(2)将聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚亚苯基砜树脂、增塑剂一半量、润滑剂一半量、抗氧剂一半量、抗静电剂一半量和偶联剂一半量输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65-75℃，混炼时间为50-60min；向经第一次混炼后的物料中加入改性膨润土和硅酸钙进行第二次混炼，混炼温度为70-80℃，混炼时间为40-50min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80-90℃，混炼时间为30-40min；

(3)最后将混炼后的物料输送至双螺杆挤出机中挤出造粒，且双螺杆挤出机的工作温度为105-115℃，即可。