CN108504070A - 一种新型工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型工程塑料及其制备方法，由以下成分制备而成：废旧聚碳酸酯、聚乙烯、有机硅溶液、甲醛、碱液、三聚氰胺、环氧树脂、二甲苯、改性碳酸钙、交联剂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水。本发明的制备工艺简单、成本低廉、生产效率高、环保，制备的成品具有较好的机械强度、冲击韧性、耐候性能。

Description

一种新型工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种新型工程塑料及其制备方法。
背景技术
工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为工业流行趋势。随着科技的不断发展，航空航天、电子通讯等工业部门对工程塑料“轻量化”、“耐高温”和“高性能”的要求愈来愈高。但是目前的工程塑料塑料还存在着强度低、无韧性、光泽度低、热氧稳定性差、制作成本高、制作方法复杂等缺点。
工程塑料在满足人们生活和社会发展的同时，由于塑料废弃物剧增所导致的“白色污染”引起的社会和环境问题也日益严重，废工程塑料引发的“白色污染”开始让人们头痛，不腐烂不分解的工程塑料无法有效回收。
综上所述，因此需要一种更好的工程塑料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型工程塑料及其制备方法，本发明的制备工艺简单、成本低廉、生产效率高、环保，制备的成品具有较好的机械强度、冲击韧性、耐候性能。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯25-36份、聚乙烯18-24份、有机硅溶液12-16份、甲醛8-11份、碱液6-9份、三聚氰胺7-13份、环氧树脂11-15份、二甲苯16-21份、改性碳酸钙22-28份、交联剂11-16份、阻燃剂8-12份、抗氧剂5-9份和去离子水13-18份。
优选的，所述工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯28-35份、聚乙烯19-22份、有机硅溶液14-16份、甲醛8-10份、碱液7-9份、三聚氰胺7-11份、环氧树脂11-14份、二甲苯18-21份、改性碳酸钙23-26份、交联剂12-15份、阻燃剂10-12份、抗氧剂7-9份和去离子水15-17份。
优选的，所述工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯33份、聚乙烯21份、有机硅溶液16份、甲醛8份、碱液7份、三聚氰胺11份、环氧树脂14份、二甲苯18份、改性碳酸钙25份、交联剂12份、阻燃剂12份、抗氧剂7份和去离子水15份。
一种新型工程塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、对废旧聚碳酸酯进行预处理，再与聚乙烯、二甲苯混合，导入混料机中，在120-145℃加热并搅拌，反应2-3h，再加入交联剂，降温至95-105℃，保温反应40-60min，得到材料一；
b、向材料一中加入有机硅溶液，搅拌反应20-30min，置于80-90℃下加热直至完全蒸干水分，再与改性碳酸钙混合，在超声下振荡分散30-40min，得到材料二；
c、将甲醛、三聚氰胺和碱液混合导入反应釜中，在50-55℃下搅拌反应10-15min，再加入环氧树脂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水，升温至70-80℃，搅拌反应30-40min，在升温至100-120℃，搅拌反应20-25min，再降温至65-75℃，保温得到材料三；
d、将材料二、材料三混合导入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，导入模具中进行冷却、塑型，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的预处理为：将废旧聚碳酸酯先用清水冲洗3-5次，再使用有机溶剂浸泡30-40min，再用温水冲洗去除有机溶剂，自然干燥即可。
优选的，所述步骤b的有机硅溶液的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅酸四乙酯加入到反应釜中，在常温下以200-300r/min的转速搅拌1-2h，边搅拌边滴加醋酸溶液60-100ml和异丙醇溶液40-50ml，搅拌结束，即可得到有机硅溶液。
优选的，所述步骤b的改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉碎成纳米颗粒，与PE蜡、新癸酸缩水甘油酯混合，在60-80℃下加热并搅拌反应10-15min，即可得到改性碳酸钙。
优选的，所述步骤c的碱液为浓度为40-55%的氢氧化钠溶液。
本发明的有益效果是：
本发明的制备工艺简单、成本低廉、生产效率高、环保，制备的成品具有较好的机械强度、冲击韧性、耐候性能。
本发明中采用回收的废旧聚碳酸酯，可以有效达到节能、环保的效果，实现废物利用。并且聚碳酸酯与其他成分的分散性和相容性好，可有效改善材料的加工性能，从而提高成品的韧性和机械性能。
本发明中的聚碳酸酯还与交联剂复配产生交联反应，并且加入二甲苯，引入了苯环结构，不仅提高了交联剂的熔点，还进一步提高了交联剂的抗辐射稳定性，制备出的成品由于分子量增大且具有苯环结构，使得高温挥发性低，并且与其它原料有着良好的相容性。
本发明中利用有机硅溶液对聚碳酸酯制成的复合材料进行改性，再通过添加改性碳酸钙来提高成品的耐热、防腐性能。
具体实施方式
实施例1
一种新型工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯25份、聚乙烯24份、有机硅溶液16份、甲醛8份、碱液6份、三聚氰胺13份、环氧树脂15份、二甲苯16份、改性碳酸钙28份、交联剂16份、阻燃剂8份、抗氧剂5份和去离子水18份。
一种新型工程塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、对废旧聚碳酸酯进行预处理，再与聚乙烯、二甲苯混合，导入混料机中，在145℃加热并搅拌，反应2h，再加入交联剂，降温至95℃，保温反应60min，得到材料一；
b、向材料一中加入有机硅溶液，搅拌反应20min，置于90℃下加热直至完全蒸干水分，再与改性碳酸钙混合，在超声下振荡分散40min，得到材料二；
c、将甲醛、三聚氰胺和碱液混合导入反应釜中，在55℃下搅拌反应10min，再加入环氧树脂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水，升温至70℃，搅拌反应40min，在升温至120℃，搅拌反应20min，再降温至75℃，保温得到材料三；
d、将材料二、材料三混合导入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，导入模具中进行冷却、塑型，即可得到成品。
步骤a的预处理为：将废旧聚碳酸酯先用清水冲洗5次，再使用有机溶剂浸泡30min，再用温水冲洗去除有机溶剂，自然干燥即可。
步骤b的有机硅溶液的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅酸四乙酯加入到反应釜中，在常温下以300r/min的转速搅拌1h，边搅拌边滴加醋酸溶液60ml和异丙醇溶液40ml，搅拌结束，即可得到有机硅溶液。
步骤b的改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉碎成纳米颗粒，与PE蜡、新癸酸缩水甘油酯混合，在60℃下加热并搅拌反应15min，即可得到改性碳酸钙。
步骤c的碱液为浓度为55%的氢氧化钠溶液。
实施例2
一种新型工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯28份、聚乙烯19份、有机硅溶液14份、甲醛8份、碱液7份、三聚氰胺7份、环氧树脂11份、二甲苯18份、改性碳酸钙23份、交联剂15份、阻燃剂10份、抗氧剂7份和去离子水15份。
一种新型工程塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、对废旧聚碳酸酯进行预处理，再与聚乙烯、二甲苯混合，导入混料机中，在120℃加热并搅拌，反应3h，再加入交联剂，降温至95℃，保温反应40min，得到材料一；
b、向材料一中加入有机硅溶液，搅拌反应20min，置于80℃下加热直至完全蒸干水分，再与改性碳酸钙混合，在超声下振荡分散30min，得到材料二；
c、将甲醛、三聚氰胺和碱液混合导入反应釜中，在50℃下搅拌反应15min，再加入环氧树脂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水，升温至70℃，搅拌反应30min，在升温至100℃，搅拌反应20min，再降温至65℃，保温得到材料三；
d、将材料二、材料三混合导入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，导入模具中进行冷却、塑型，即可得到成品。
步骤a的预处理为：将废旧聚碳酸酯先用清水冲洗3次，再使用有机溶剂浸泡30min，再用温水冲洗去除有机溶剂，自然干燥即可。
步骤b的有机硅溶液的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅酸四乙酯加入到反应釜中，在常温下以200r/min的转速搅拌1h，边搅拌边滴加醋酸溶液60ml和异丙醇溶液40ml，搅拌结束，即可得到有机硅溶液。
步骤b的改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉碎成纳米颗粒，与PE蜡、新癸酸缩水甘油酯混合，在60℃下加热并搅拌反应10min，即可得到改性碳酸钙。
步骤c的碱液为浓度为40%的氢氧化钠溶液。
实施例3
一种新型工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯33份、聚乙烯21份、有机硅溶液16份、甲醛8份、碱液7份、三聚氰胺11份、环氧树脂14份、二甲苯18份、改性碳酸钙25份、交联剂12份、阻燃剂12份、抗氧剂7份和去离子水15份。
一种新型工程塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、对废旧聚碳酸酯进行预处理，再与聚乙烯、二甲苯混合，导入混料机中，在145℃加热并搅拌，反应3h，再加入交联剂，降温至105℃，保温反应60min，得到材料一；
b、向材料一中加入有机硅溶液，搅拌反应30min，置于90℃下加热直至完全蒸干水分，再与改性碳酸钙混合，在超声下振荡分散40min，得到材料二；
c、将甲醛、三聚氰胺和碱液混合导入反应釜中，在55℃下搅拌反应15min，再加入环氧树脂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水，升温至80℃，搅拌反应40min，在升温至120℃，搅拌反应25min，再降温至65℃，保温得到材料三；
d、将材料二、材料三混合导入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，导入模具中进行冷却、塑型，即可得到成品。
步骤a的预处理为：将废旧聚碳酸酯先用清水冲洗5次，再使用有机溶剂浸泡40min，再用温水冲洗去除有机溶剂，自然干燥即可。
步骤b的有机硅溶液的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅酸四乙酯加入到反应釜中，在常温下以300r/min的转速搅拌2h，边搅拌边滴加醋酸溶液100ml和异丙醇溶液50ml，搅拌结束，即可得到有机硅溶液。
步骤b的改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉碎成纳米颗粒，与PE蜡、新癸酸缩水甘油酯混合，在80℃下加热并搅拌反应15min，即可得到改性碳酸钙。
步骤c的碱液为浓度为55%的氢氧化钠溶液。
检测以上实施例制备的成品，得到以下检测数据：
表一：
项目 标准 实施例1 实施例2 实施例3
弯曲模量（MPa） ISO 178 105 103 106
拉伸强度（MPa） ISO 527 87 86 88
缺口冲击强度（kJ/m2） ISO 179 36 32 35
极限伸长率（%） GB/T1040.2 2006 175 181 183
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)

1.一种新型工程塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯25-36份、聚乙烯18-24份、有机硅溶液12-16份、甲醛8-11份、碱液6-9份、三聚氰胺7-13份、环氧树脂11-15份、二甲苯16-21份、改性碳酸钙22-28份、交联剂11-16份、阻燃剂8-12份、抗氧剂5-9份和去离子水13-18份。
2.根据权利要求1所述的一种新型工程塑料，其特征在于，所述工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯28-35份、聚乙烯19-22份、有机硅溶液14-16份、甲醛8-10份、碱液7-9份、三聚氰胺7-11份、环氧树脂11-14份、二甲苯18-21份、改性碳酸钙23-26份、交联剂12-15份、阻燃剂10-12份、抗氧剂7-9份和去离子水15-17份。
3.根据权利要求1所述的一种新型工程塑料，其特征在于，所述工程塑料包括以下重量份的原料：废旧聚碳酸酯33份、聚乙烯21份、有机硅溶液16份、甲醛8份、碱液7份、三聚氰胺11份、环氧树脂14份、二甲苯18份、改性碳酸钙25份、交联剂12份、阻燃剂12份、抗氧剂7份和去离子水15份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种新型工程塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、对废旧聚碳酸酯进行预处理，再与聚乙烯、二甲苯混合，导入混料机中，在120-145℃加热并搅拌，反应2-3h，再加入交联剂，降温至95-105℃，保温反应40-60min，得到材料一；
b、向材料一中加入有机硅溶液，搅拌反应20-30min，置于80-90℃下加热直至完全蒸干水分，再与改性碳酸钙混合，在超声下振荡分散30-40min，得到材料二；
c、将甲醛、三聚氰胺和碱液混合导入反应釜中，在50-55℃下搅拌反应10-15min，再加入环氧树脂、阻燃剂、抗氧剂和去离子水，升温至70-80℃，搅拌反应30-40min，在升温至100-120℃，搅拌反应20-25min，再降温至65-75℃，保温得到材料三；
d、将材料二、材料三混合导入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，导入模具中进行冷却、塑型，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种新型工程塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的预处理为：将废旧聚碳酸酯先用清水冲洗3-5次，再使用有机溶剂浸泡30-40min，再用温水冲洗去除有机溶剂，自然干燥即可。
6.根据权利要求4所述的一种新型工程塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的有机硅溶液的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅酸四乙酯加入到反应釜中，在常温下以200-300r/min的转速搅拌1-2h，边搅拌边滴加醋酸溶液60-100ml和异丙醇溶液40-50ml，搅拌结束，即可得到有机硅溶液。
7.根据权利要求4所述的一种新型工程塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉碎成纳米颗粒，与PE蜡、新癸酸缩水甘油酯混合，在60-80℃下加热并搅拌反应10-15min，即可得到改性碳酸钙。
8.根据权利要求4所述的一种新型工程塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的碱液为浓度为40-55%的氢氧化钠溶液。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180907

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