CN108239341A - 一种离子液体掺杂轻质竹塑材料 - Google Patents

一种离子液体掺杂轻质竹塑材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：轻质碳酸钙10‑16、辛酸亚锡0.4‑1、1,2‑二甲基咪唑0.1‑0.2、聚丙烯110‑130、有机竹粉10‑14、甲基丙烯酸异辛酯2‑4、十二烷基三甲基氯化铵0.8‑1、硬脂酸镉0.1‑0.2、1‑丁基‑3‑甲基咪唑甲烷磺酸盐0.8‑1。本发明的竹塑材料质轻，耐热稳定性好，综合性能优越。

Description

一种离子液体掺杂轻质竹塑材料
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种离子液体掺杂轻质竹塑材料。
背景技术
竹塑材料是采用竹纤维或竹粉填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对竹材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，竹塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因竹材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的竹材和塑料，减少环境污染。目前，提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注，然而目前市售的竹塑产品大多只重视其力学性能，功能性单一，限制了其应用范围。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种离子液体掺杂轻质竹塑材料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10-16、辛酸亚锡0.4-1、1,2-二甲基咪唑0.1-0.2、聚丙烯110-130、有机竹粉10-14、甲基丙烯酸异辛酯2-4、十二烷基三甲基氯化铵0.8-1、硬脂酸镉0.1-0.2、1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐0.8-1。
所述的一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，所述的有机竹粉是由下述重量份的原料组成的：
竹粉10-15、氯化亚砜30-40、硼酸2-3、钼酸铵1-2、乙酰丙酮钙0.1-0.2；
所述的有机竹粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取竹粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，搅拌均匀，加入三羟甲基丙烷，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化竹粉；
(2)取乙酰丙酮钙，加入到氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入活化竹粉，在80-85℃下保温搅拌20-30分钟，通入氮气，调节反应釜温度为200-240℃，保温搅拌1-2小时，出料冷却，得有机竹粉。
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1,2-二甲基咪唑，加入到其重量5-8倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(2)取轻质碳酸钙、硬脂酸镉混合，在60-65℃下保温搅拌20-30分钟，加入到上述醇溶液中，超声3-6分钟，得碳酸钙分散液；
(3)取聚丙烯、辛酸亚锡混合，加热到110-120℃，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌至65-70℃，加入1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐，保温搅拌1-2小时，得离子改性溶液；
(4)取十二烷基三甲基氯化铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；
(5)取上述离子改性溶液、水分散液混合，超声10-20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空60-65℃下干燥完全，得离子液体改性聚丙烯；
(6)取上述离子液体改性聚丙烯，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述离子液体掺杂轻质竹塑材料。
本发明的优点：
本发明将竹粉采用三羟甲基丙烷处理，将碳酸钙材料硬脂酸镉处理，有效的改善了竹粉、碳酸钙与聚丙烯基材的相容性，从而提高了成品材料的力学稳定性，本发明以1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐为离子液体对聚丙烯进行改性，进一步改善了各原料间的相容性，本发明的竹塑材料质轻，耐热稳定性好，综合性能优越。
具体实施方式
实施例1
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10、辛酸亚锡0.4、1,2-二甲基咪唑0.1、聚丙烯110、有机竹粉10、甲基丙烯酸异辛酯2、十二烷基三甲基氯化铵0.8、硬脂酸镉0.1、1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐0.8。
所述的一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，所述的有机竹粉是由下述重量份的原料组成的：
竹粉10、氯化亚砜30、硼酸2、钼酸铵1、乙酰丙酮钙0.1；
所述的有机竹粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取竹粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入三羟甲基丙烷，在65℃下保温搅拌1小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化竹粉；
(2)取乙酰丙酮钙，加入到氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入活化竹粉，在80℃下保温搅拌20分钟，通入氮气，调节反应釜温度为200℃，保温搅拌1小时，出料冷却，得有机竹粉。
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1,2-二甲基咪唑，加入到其重量5倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(2)取轻质碳酸钙、硬脂酸镉混合，在60℃下保温搅拌20分钟，加入到上述醇溶液中，超声3分钟，得碳酸钙分散液；
(3)取聚丙烯、辛酸亚锡混合，加热到110℃，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌至65℃，加入1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐，保温搅拌1小时，得离子改性溶液；
(4)取十二烷基三甲基氯化铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；
(5)取上述离子改性溶液、水分散液混合，超声10分钟，过滤，将沉淀水洗，真空60℃下干燥完全，得离子液体改性聚丙烯；
(6)取上述离子液体改性聚丙烯，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述离子液体掺杂轻质竹塑材料。
实施例2
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙16、辛酸亚锡1、1,2-二甲基咪唑0.2、聚丙烯130、有机竹粉14、甲基丙烯酸异辛酯4、十二烷基三甲基氯化铵1、硬脂酸镉0.2、1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐1。
所述的一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，所述的有机竹粉是由下述重量份的原料组成的：
竹粉15、氯化亚砜40、硼酸2-3、钼酸铵2、乙酰丙酮钙0.2；
所述的有机竹粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取竹粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量13倍的去离子水中，搅拌均匀，加入三羟甲基丙烷，在70℃下保温搅拌2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化竹粉；
(2)取乙酰丙酮钙，加入到氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入活化竹粉，在85℃下保温搅拌30分钟，通入氮气，调节反应釜温度为240℃，保温搅拌2小时，出料冷却，得有机竹粉。
一种离子液体掺杂轻质竹塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1,2-二甲基咪唑，加入到其重量8倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(2)取轻质碳酸钙、硬脂酸镉混合，在65℃下保温搅拌30分钟，加入到上述醇溶液中，超声6分钟，得碳酸钙分散液；
(3)取聚丙烯、辛酸亚锡混合，加热到120℃，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌至70℃，加入1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐，保温搅拌2小时，得离子改性溶液；
(4)取十二烷基三甲基氯化铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；
(5)取上述离子改性溶液、水分散液混合，超声20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空65℃下干燥完全，得离子液体改性聚丙烯；
(6)取上述离子液体改性聚丙烯，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述离子液体掺杂轻质竹塑材料。
性能测试：
拉伸强度：45.1-48Mpa；
断裂伸长率：14.5-17Mpa；
弯曲强度：59-63.4Mpa；
冲击强度：12.4-15.5KJ/m2。

Claims (3)

1.一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
轻质碳酸钙10-16、辛酸亚锡0.4-1、1,2-二甲基咪唑0.1-0.2、聚丙烯110-130、有机竹粉10-14、甲基丙烯酸异辛酯2-4、十二烷基三甲基氯化铵0.8-1、硬脂酸镉0.1-0.2、1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐0.8-1。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体掺杂轻质竹塑材料，其特征在于，所述的有机竹粉是由下述重量份的原料组成的：
竹粉10-15、氯化亚砜30-40、硼酸2-3、钼酸铵1-2、乙酰丙酮钙0.1-0.2；
所述的有机竹粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取竹粉、钼酸铵混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，搅拌均匀，加入三羟甲基丙烷，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化竹粉；
(2)取乙酰丙酮钙，加入到氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入活化竹粉，在80-85℃下保温搅拌20-30分钟，通入氮气，调节反应釜温度为200-240℃，保温搅拌1-2小时，出料冷却，得有机竹粉。
3.一种如权利要求1-2所述的离子液体掺杂轻质竹塑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取1,2-二甲基咪唑，加入到其重量5-8倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(2)取轻质碳酸钙、硬脂酸镉混合，在60-65℃下保温搅拌20-30分钟，加入到上述醇溶液中，超声3-6分钟，得碳酸钙分散液；
(3)取聚丙烯、辛酸亚锡混合，加热到110-120℃，加入到上述碳酸钙分散液中，搅拌至65-70℃，加入1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐，保温搅拌1-2小时，得离子改性溶液；
(4)取十二烷基三甲基氯化铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；
(5)取上述离子改性溶液、水分散液混合，超声10-20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空60-65℃下干燥完全，得离子液体改性聚丙烯；
(6)取上述离子液体改性聚丙烯，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述离子液体掺杂轻质竹塑材料。
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