CN107722363A - 高强度塑料填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度塑料填料及其制备方法，包括：将陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维进行第一混合、第一热处理后制得混合物M1；将凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中进行第二混合、第二热处理后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料；其中，所述第一热处理的温度高于所述第二热处理的温度50‑60℃。

Description

高强度塑料填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料制品领域，具体地，涉及一种高强度塑料填料及其制备方法。
背景技术
塑料制品在日常生活中颇为常见，例如：塑料袋、塑料瓶等塑料制品。另外，生活中常见的各种塑料制品都会对应的需要使用塑料瓶盖，而废弃的塑料制品很难降解，久而久之就会产生严重的环境污染。
而目前，大多数的易降解产品的制备工艺复杂，且制备成本较高，因此限制了其进一步的推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度塑料填料及其制备方法，该高强度塑料填料能够提高制得的塑料制品的机械强度、且易降解，原材料简单易得，该塑料袋耐用、环保，适于广泛使用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
将陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维进行第一混合、第一热处理后制得混合物M1；
将凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中进行第二混合、第二热处理后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料；
其中，所述第一热处理的温度高于所述第二热处理的温度50-60℃。
通过上述技术方案，本发明选择将聚乙烯树脂、聚碳酸酯作为主要树脂材料，另外通过加入高强度塑料填料、增塑剂、松节油、乙烯基三甲氧基硅烷、邻苯二甲酸二辛酯和牌号为KH560的硅烷偶联剂进行混炼，并控制挤出机的工作温度为：加料段100-105℃，中段110-115℃，挤出机头175-185℃以使制得的垃圾袋具有优异的机械强度，经久耐用；但同时也环保、易降解。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种高强度塑料填料的制备方法，包括：
将陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维进行第一混合、第一热处理后制得混合物M1；
将凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中进行第二混合、第二热处理后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料；
其中，所述第一热处理的温度高于所述第二热处理的温度50-60℃。
上述技术方案中，所述第一热处理的温度可以在宽的范围内选择，但是为了提高热处理的效果进而提高促进各原料之间的相互作用，优选地，所述第一热处理的温度为150-180℃。
上述技术方案中，所述第一热处理的时间可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的第一热处理的效率，优选地，所述第一热处理的时间为为4-6h。
同样，所述第二热处理的时间可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的第二热处理的效率，优选地，所述第二热处理的时间为1-2h。
上述技术方案中，所述第一混合、第二混合的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高所述第一混合、第二混合的效果及效率，优选地，所述第一混合、第二混合的条件各自独立为：转速为3000-5000rpm，时间为1-1.5h。
上述技术方案中，各原料的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高用该高强度垃塑料填料制得的塑料制品的强度及易降解性能，优选地，所述陶瓷纤维、石棉纤维、碳纤维、凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠的重量比为100：20-30：10-15：5-15：10-15：3-5：1-3：1-3：2-4。
上述技术方案中，陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维的长度的均可以在宽的范围内选择，但是为了提高用该高强度塑料填料制得的的塑料制品强度及易降解性能，优选地，所述陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维的长度各自独立为100-200μm。
上述技术方案中，凹凸棒土、水滑石和高岭土的颗粒大小均可以在宽的范围内选择，但是为了提高用该高强度塑料填料制得的塑料制品的的强度及易降解性能，优选地，凹凸棒土、水滑石和高岭土的颗粒平均直径为500-800nm。
本发明中提供了上述制备方法制得的高强度塑料填料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
将陶瓷纤维(长度各自独立为100μm)、石棉纤维(长度各自独立为150μm)和碳纤维(长度各自独立为200μm)在3000rpm搅拌1.5h、在150℃热处理6h制得混合物M1；
将凹凸棒土(颗粒平均直径为500nm)、水滑石(颗粒平均直径为600nm)、高岭土(颗粒平均直径为700nm)、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中在3000rpm搅拌1.5h、在100℃热处理2h后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料，记作A1；
其中，所述陶瓷纤维、石棉纤维、碳纤维、凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠的重量比为100：20：10：5：10：3：1：1：2。
实施例2
将陶瓷纤维(长度各自独立为150μm)、石棉纤维(长度各自独立为200μm)和碳纤维(长度各自独立为100μm)在4000rpm搅拌1.2h、在160℃热处理5h制得混合物M1；
将凹凸棒土(颗粒平均直径为500nm)、水滑石(颗粒平均直径为600nm)、高岭土(颗粒平均直径为800nm)、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中在4000rpm搅拌1.2h、在105℃热处理2h后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料，记作A2；
其中，所述陶瓷纤维、石棉纤维、碳纤维、凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠的重量比为100：25：12：10：13：4：2：2：3。
实施例3
将陶瓷纤维(长度各自独立为200μm)、石棉纤维(长度各自独立为200μm)和碳纤维(长度各自独立为100μm)在5000rpm搅拌1h、在180℃热处理4h制得混合物M1；
将凹凸棒土(颗粒平均直径为800nm)、水滑石(颗粒平均直径为800nm)、高岭土(颗粒平均直径为800nm)、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中在5000rpm搅拌1h、在120℃热处理1h后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料，记作A3；
其中，所述陶瓷纤维、石棉纤维、碳纤维、凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠的重量比为100：30：15：15：15：5：3：3：4。
对比例1
按照实施例1的方法制得高强度塑料填料，记作D1，不同的是原料中未加入陶瓷纤维。
对比例2
按照实施例1的方法制得高强度塑料填料，记作D2，不同的是原料中未加入石棉纤维。
对比例3
按照实施例1的方法制得高强度塑料填料，记作D3，不同的是原料中未加入碳纤维。
对比例4
按照实施例1的方法制得高强度塑料填料，记作D4，不同的是原料中未加入凹凸棒土。
检测例1
将高强塑料填料A1-A3以及D1-D4制成了对应的塑料袋A1’-A3’以及D1’-D4’；并按照国标GB/T 12914-2008的方法进行抗张强度(MPa)和断裂时伸长率(δ/％)的参数测试，具体结果见表1。
检测例2
按照ASTM-DT7475-11的方法测试A1’-A3’以及D1’-D4’的生物降解时间，并且相比较纯聚氯乙烯塑料袋的降解速度所提高的百分比(％)；具体结果见表1。
表1
MPa δ/％ 百分比％
A1’ 28.5 4.9 63
A2’ 28.7 5.0 62
A3’ 25.3 3.8 65
D1’ 13.9 3.5 45
D2’ 15.2 3.6 56
D3’ 16.1 3.8 49
D4’ 15.5 3.7 48
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种高强度塑料填料的制备方法，其特征在于，包括：
将陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维进行第一混合、第一热处理后制得混合物M1；
将凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠加入到所述混合物M1中进行第二混合、第二热处理后干燥、研磨过筛制得所述高强度塑料填料；
其中，所述第一热处理的温度高于所述第二热处理的温度50-60℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一热处理的温度为150-180℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述第一热处理的时间为为4-6h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述第二热处理的时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一混合、第二混合的条件各自独立为：转速为3000-5000rpm，时间为1-1.5h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述陶瓷纤维、石棉纤维、碳纤维、凹凸棒土、水滑石、高岭土、硅酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钠的重量比为100：20-30：10-15：5-15：10-15：3-5：1-3：1-3：2-4。
7.根据权利要求1-5和6中任意一项所述的制备方法，其中，所述陶瓷纤维、石棉纤维和碳纤维的长度各自独立为100-200μm。
8.根据权利要求1-5和6中任意一项所述的制备方法，其中，凹凸棒土、水滑石和高岭土的颗粒平均直径为500-800nm。
9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的高强塑料填料。
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