CN108117692A - 一种复合高分子塑料建筑模板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合高分子塑料建筑模板，含有如下质量份数的各组分：基体塑料：60份‑85份；滑石粉：4份‑30份；硅灰石：5份‑30份；阻燃剂：0份‑30份；其他有机助剂：1份‑9份。本发明能够做到一次性直接加入所有材料混合均匀后直接上挤出机直接做出成品，各种微粉在产品中的排布更加均衡合理，各种物料之间能够协同满足不同组分在结晶性聚丙烯塑料中的最佳排布状态和物性协同的目的，达到塑料建筑模板的使用要求，又能够降低原材料对于实际大规模工业化生产工艺的要求，降低生产成本。

Description

一种复合高分子塑料建筑模板及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合高分子材料领域，尤其涉及复合高分子塑料建筑模板及其制备方法。
背景技术
随着高分子科学的创立和发展，石油化工的迅速发展和成型加工技术的不断开拓，作为高分子合成材料的塑料，以其原料丰富、制造容易、成本低廉、比强度(强度与密度之比)大、性能优良和适应性强等特点，已从代替部分金属、木材、因而被称为重要的新型材料。在我国国民经济建设中，塑料制品己成为各行各业不可缺少的重要材料。
但是，塑料和其他材料相比有较多的缺点。如其刚度和强度低，尺寸稳定性差，表面硬度低，易擦伤，耐热性能差等。
对塑料进行改性处理以便大大提高塑料材料的性能，降低产品成本，成为科研和生产的发展重点。其中用无机材料填充增强是对塑料进行改性的重要方法。近年来，由于新的表面处理技术的应用，使填充增强技术得到了进一步的发展。
大部分无机矿物如钙粉、滑石粉、高岭土硅灰石、云母粉等都可作为塑料的填充改性剂，但复合填充塑料的增强性能要明显优于某些单一材料改性。
目前，聚丙烯改性的方向很多，有增韧改性、填充改性、增刚改性、耐蠕变性改性、耐温度变形改性、防火改性、耐老化改性、产品表面改性等等很多。改性最主要的填充材料为钙粉，滑石粉，高岭土。其他复合型改性还有炭黑，滑石粉的主要成分二氧化硅，俗称白炭黑，以及玻璃纤维填充云母粉改性，以及硅灰石在近几年开始进入应用阶段。任何一种组分的单一改性都很难达到塑料建筑模板性能的综合性提高。更无法实现大规模工业化生产。特别是滑石粉和硅灰石单一的大组分填充或制造粒都非常困难，工艺要求复杂，需要大比例添加辅助行助剂。不但增加成本，还会因为助剂的添加而降低制品性能。
国内单一改性技术很成熟，但是复合改性相对较弱。复合改性的难点在于工艺复杂学术研究较少，理论研究偏弱，大规模工业化生产实践案例不多。单一的大比例填充和改性的工艺技术和塑料的相容性很难、产品无法达到最佳性能状态。不同的填充改性复合在一起一次性添加，各种材料的比例达到完美的组合，各种物性相互作用的结果加以控制改性材料的不同的物理性能和形状子塑料基体中协同发挥最佳状态，可以满足本发明的复合高分子塑料建筑模板，的市场要求。综上所述，复合改性在现阶段并不成熟但是单一改性无法满足要求，所以本发明有效的解决了以上问题，实现了工业化生产。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明公开了一种可以一次性直接加入改性处理原料得到高性能的复合高分子塑料建筑模板。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合高分子塑料建筑模板，所述复合高分子塑料建筑模板含有如下质量份数的各组分：
基体塑料：60份-85份；滑石粉：4份-30份；硅灰石：5份-30份；阻燃剂：0份-30份；有机助剂：1份-9份。
优选地，所述组分含量为，基体塑料：65份-85份；滑石粉：4份-30份；硅灰石：5份-30份；阻燃剂：5份-30份；有机助剂：1份-9份。
所述滑石粉的细度为1250-3000目，优选片状滑石粉，特别是高硅含量的片状滑石粉。滑石粉的细度为1250-3000目，可充分的增加材料的分散性，增加其制品的刚性强度，表面硬度，从而大大降低成本。滑石粉选择为片状结构填入制品中，能获得更高的抗张强度和耐磨性。滑石粉在塑料中对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，并可以提高制品的表面光泽和表面平整性。
所述硅灰石的细度为200目-1250目，优选针状硅灰石矿物纤维。作为优选方案，硅灰石理论化学成分Si02为51.7％，CaO为48.3％，针状硅灰石矿物纤维经粉碎后仍保持针状晶形和具有一定的长径比，其长径比可达10-115:1。这种长径比大的硅灰石粉可作为短纤维填料增强各种塑料复合物的性能，保证产品具有高的热稳定性、低的吸水率和高的机械强度，并能降低成本。硅灰石填充改性本发明的聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺等，其拉伸强度、弯曲强度等力学性质有明显高，制品的热稳定性都明显提高。
所述阻燃剂为氢氧化镁或者氢氧化铝，细度为200目-1250目，优选氢氧化镁粉的细度为300目。
作为优选材料氢氧化镁是塑料制品优良的阻燃剂。氢氧化镁的缓冲性能、反应活性、吸附性力、热分解性能等均较优秀，既可以作为化工材料和中间体，也是一种绿色环保阻燃剂，加入到本发明的聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺等有良好的阻燃和消烟作用，.氢氧化镁是一种新型填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料。但是大量填充无法满足产品的其他性能，而且分散性能差。
所述有机助剂为偶联剂、表面处理剂和其它助剂中一种或几种。
所述有机助剂为硬脂酸类和偶联剂混合物，所述有机助剂优选为硬脂酸助剂和酸酯偶联剂，含量为4％。
所述基体塑料是由聚丙烯、聚酰胺或聚乙烯中一种或几种混合物。
所述基体塑料占比为60％-88％。
本发明的组分中还可以添加玻璃微珠，份数为3-10份，玻璃微珠强度高，韧性大，不易破裂，吸湿性小，分散性好，在不影响塑料刚性的同时，可以有效提高塑料的韧性，还可以提高各组分的相容性和流动性，便于其加工。
本发明的组分中还可以添加膨胀石墨，份数为2-5份，在本发明的组分中添加有膨胀石墨，使本发明的建筑模板具有较好的阻燃性能，其中的膨胀石墨在高温下会膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，迅速隔绝建筑模板被点着区域的氧气，从而将明火熄灭。
本发明还公开了上述高分子塑料建筑模板的制备方法，将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180℃～200℃下直接造粒后用挤出机直接做出成复合高分子塑料建筑模板。
本发明的有益效果在于：
(1)在工业化制造高分子母粒过程中，一般要求对于原材料的预处理要求很高，因为大规模工业化生产，对物料的处理成本更高，但是复合添加后多种物料可以实现对材料要求的互补性，从而减少预处理和直接减少聚合物的用量降低成本和提高产能。本发明的三种粉体(滑石粉、硅灰石、氢氧化镁或者氢氧化铝阻燃剂)之间的微粒物理形态可以实现物性物理状态下的有效互补，几种粉体在超细状态，甚至达到亚纳米状态下分散之后镶嵌到原材料大分子链之间，可以实现物性协同和添加物品的物理特性的协同作用。本发明的各种粉体(滑石粉、硅灰石、氢氧化镁)在热剪切的状态下，以硅为主要代表的原子团外围电子也会部分参与树脂材料分子链排布，提高了材料的性能。
(2)与现有技术相比，本发明的复合高分子复合塑料建筑模板产品，既增加塑料的刚性，又增加塑料的韧性；使用本发明的复合高分子的塑料建筑模板制品耐温度变形性能提高，防火性能优良。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1：
复合高分子塑料建筑模板的各组分为：滑石粉18份，硅灰石15份，偶联剂4份，聚丙烯65份。
将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180～200℃下直接造粒后用挤出机挤出成塑料建筑模板，模板的厚度为15毫米。
实施例2：
复合高分子塑料建筑模板的各组分为：滑石粉15，硅灰石15份，氢氧化镁5份，偶联剂2份，聚丙烯65份。
将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180～200℃下直接造粒后用挤出机挤出成塑料建筑模板，模板的厚度为15毫米。
实施例3:
复合高分子塑料建筑模板的各组分为：滑石粉10份，硅灰石15份，氢氧化镁8份，硬脂酸2份，偶联剂1份，聚丙烯70份，
将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180～200℃下直接造粒后用挤出机挤出成塑料建筑模板，模板的厚度为15毫米。
实施例4:
复合高分子塑料建筑模板的各组分为：滑石粉10份，硅灰石10份，氢氧化镁15份，偶联剂1份，聚乙烯65份，玻璃微珠5份。
将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180～200℃下直接造粒后用挤出机挤出成塑料建筑模板，模板的厚度为15毫米。
实施例5:
复合高分子塑料建筑模板的各组分为：滑石粉15份，硅灰石20份，氢氧化镁10份，偶联剂5份，聚酰胺80份，玻璃微珠5份，膨胀石墨3份。
将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180～200℃下直接造粒后用挤出机挤出成塑料建筑模板，模板的厚度为15毫米。
参照GBT1767，测试数据如下：
通过以上实例，与现有技术相比，本发明的复合高分子塑料建筑模板，减少了大量助剂，减少了操作工序，减少了加工的难度，从而降低了加工成本；本发明的复合高分子材料的产品，能够达到多种单一改性无法达到的效果。其产品的测试数据均优于市面上现存的单一改性技术产品。并能够满足产品性能要求。而且因为本发明为新的技术领域，实际测试产品的受热收缩性大大低于传统配方，本发明的20度到65度膨胀率小于3％。
综上所述，本发明塑料建筑模板能够满足各项性能要求，既增加模板的刚性，又满足制品的韧性；增加了模板的抗老化性能和防火性能；使用本发明的复合高分子母粒的塑料建筑模板耐温度变形性能提高，防火性能优良，在不添加其他防火材料的前提下，滴落物不燃，燃烧物自熄灭，进一步拓展了塑料模板的适应环境性能。
综上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述复合高分子塑料建筑模板含有如下质量份数的各组分：
基体塑料：60份-85份；
滑石粉：4份-30份；
硅灰石：5份-30份；
阻燃剂：0份-30份；
有机助剂：1份-9份。
2.如权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述复合高分子塑料建筑模板含有如下质量份数的各组分：
基体塑料：65份-85份；
滑石粉：4份-30份；
硅灰石：5份-30份；
阻燃剂：5份-30份；
有机助剂：1份-9份。
3.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述滑石粉的细度为1250-3000目。
4.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述硅灰石的细度为200目-1250目。
5.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化镁或者氢氧化铝，细度为200目-1250目。
6.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述有机助剂为偶联剂、表面处理剂和其它有机助剂中一种或几种。
7.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述有机助剂为硬脂酸类助剂和偶联剂混合物。
8.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述基体塑料是由聚丙烯、聚酰胺或聚乙烯中一种或几种混合物。
9.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板，其特征在于：所述基体塑料占比为60％-88％。
10.根据权利要求1所述的复合高分子塑料建筑模板的制备方法，其特征在于：将所有组分加入搅拌机机中，混合时间为10～15min，将混合料在180℃～200℃下直接造粒后用挤出机直接做出成复合高分子塑料建筑模板。
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