CN108623910A - 一种耐高温弹性塑料材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，该工艺将聚丙烯、丙烯腈、十二烷基苯磺酸钠、硅灰石、二氧化硅、聚酰亚胺、正硅酸乙酯、硝酸碘、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、异辛酸缩水甘油醚、聚碳酸酯、丁基橡胶、硼酸锌等原料分别经过高速球磨、过筛分选、超声振荡、高温高压水蒸气热处理、双辊混炼、双螺杆挤出、合流芯和模头造型等步骤制备得到耐高温弹性塑料材料。制备而成的耐高温弹性塑料材料，其弹性大、高温耐受性能好，可以满足多种用户需求。
Description
技术领域
本发明涉及塑料材料这一技术领域，特别涉及到一种耐高温弹性塑料材料的制备方法。
背景技术
塑料材料在人们的日常生活中以及工作中应用广泛，给人们的生活和工作提供了便利，受到人们的欢迎，应用领域广泛，在日常生活中以及人们的工作中是必不可少的材料。现有的塑料材料在生产过程中，主要是通过聚乙烯或聚丙烯等材料加热多种有机溶剂后熔融，通过热压成型技术制成，聚乙烯或者聚丙烯这两种材料无毒无味，对人体安全性能高，但是聚乙烯和聚丙烯属于耐高温性能差，受到高温暴晒，有毒物质会从材料中析出，加深了污染程度，且危害性更高，不利于使用者的身体健康，存在一定的安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，该工艺将聚丙烯、丙烯腈、十二烷基苯磺酸钠、硅灰石、二氧化硅、聚酰亚胺、正硅酸乙酯、硝酸碘、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、异辛酸缩水甘油醚、聚碳酸酯、丁基橡胶、硼酸锌等原料分别经过高速球磨、过筛分选、超声振荡、高温高压水蒸气热处理、双辊混炼、双螺杆挤出、合流芯和模头造型等步骤制备得到耐高温弹性塑料材料。制备而成的耐高温弹性塑料材料，其弹性大、高温耐受性能好，可以满足多种用户需求。
技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚丙烯20-28份、丙烯腈15-20份、十二烷基苯磺酸钠1-5份、硅灰石3-6份、二氧化硅1-3份、聚酰亚胺2-5份、正硅酸乙酯3-7份、硝酸碘2-3份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为40-60分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯5-8份、异辛酸缩水甘油醚2-5份、聚碳酸酯20-30份、丁基橡胶5-10份、硼酸锌3-6份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5；
（3）向步骤（2）的溶液中加入偶联剂1-4份、稳定剂1-4份、固化剂2-3份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至700-800℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品。
优选地，所述步骤（1）中的球料比为1：97。
优选地，所述步骤（1）中的过筛孔径为500目。
优选地，所述步骤（2）中的超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟。
优选地，所述步骤（3）中的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选地，所述步骤（3）中的稳定剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基硅油、草酰氯单乙酯、硬酯酸聚氧乙烯酯中的一种或几种。
优选地，所述步骤（3）中的固化剂选自二乙烯三胺、六亚甲基四胺、叔丁过氧基乙烷、二氨基二苯基砜中的一种或几种。
优选地，所述步骤（3）中的水蒸气热处理反应条件为反应温度为1000-1200℃，压强为5-10MPa，反应时间为30-35min。
优选地，所述步骤（5）中的螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为1500转/分钟。
优选地，所述步骤（5）中的流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法将聚丙烯、丙烯腈、十二烷基苯磺酸钠、硅灰石、二氧化硅、聚酰亚胺、正硅酸乙酯、硝酸碘、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、异辛酸缩水甘油醚、聚碳酸酯、丁基橡胶、硼酸锌等原料分别经过高速球磨、过筛分选、超声振荡、高温高压水蒸气热处理、双辊混炼、双螺杆挤出、合流芯和模头造型等步骤制备得到耐高温弹性塑料材料。制备而成的耐高温弹性塑料材料，其弹性大、高温耐受性能好，可以满足多种用户需求。
（2）本发明的耐高温弹性塑料材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
实施例1
（1）将聚丙烯20份、丙烯腈15份、十二烷基苯磺酸钠1份、硅灰石3份、二氧化硅1份、聚酰亚胺2份、正硅酸乙酯3份、硝酸碘2份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为40分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯5份、异辛酸缩水甘油醚2份、聚碳酸酯20份、丁基橡胶5份、硼酸锌3份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入乙烯基三乙氧基硅烷1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、二乙烯三胺2份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1000℃，压强为5MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至700℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为220℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
实施例2
（1）将聚丙烯23份、丙烯腈17份、十二烷基苯磺酸钠3份、硅灰石4份、二氧化硅2份、聚酰亚胺3份、正硅酸乙酯5份、硝酸碘2份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为50分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯6份、异辛酸缩水甘油醚3份、聚碳酸酯23份、丁基橡胶7份、硼酸锌4份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷2份、二甲基硅油2份、六亚甲基四胺3份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1100℃，压强为7MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至730℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为230℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
实施例3
（1）将聚丙烯27份、丙烯腈19份、十二烷基苯磺酸钠4份、硅灰石5份、二氧化硅2份、聚酰亚胺4份、正硅酸乙酯6份、硝酸碘3份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为55分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯7份、异辛酸缩水甘油醚4份、聚碳酸酯28份、丁基橡胶9份、硼酸锌5份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入γ―氨丙基三甲氧基硅烷3份、草酰氯单乙酯3份、叔丁过氧基乙烷2份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1150℃，压强为8MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至780℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为250℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
实施例4
（1）将聚丙烯28份、丙烯腈20份、十二烷基苯磺酸钠5份、硅灰石6份、二氧化硅3份、聚酰亚胺5份、正硅酸乙酯7份、硝酸碘3份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为60分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯8份、异辛酸缩水甘油醚5份、聚碳酸酯30份、丁基橡胶10份、硼酸锌6份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份、硬酯酸聚氧乙烯酯4份、二氨基二苯基砜3份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1200℃，压强为10MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至800℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为260℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
对比例1
（1）将聚丙烯20份、丙烯腈15份、十二烷基苯磺酸钠1份、硅灰石3份、二氧化硅1份、聚酰亚胺2份、正硅酸乙酯3份、硝酸碘2份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为40分钟，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯5份、异辛酸缩水甘油醚2份、聚碳酸酯20份、丁基橡胶5份、硼酸锌3份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入乙烯基三乙氧基硅烷1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、二乙烯三胺2份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1000℃，压强为5MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至700℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为220℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
对比例2
（1）将聚丙烯28份、丙烯腈20份、十二烷基苯磺酸钠5份、硅灰石6份、二氧化硅3份、聚酰亚胺5份、正硅酸乙酯7份、硝酸碘3份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为60分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用，其中球料比为1：97，过筛孔径为500目；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯8份、异辛酸缩水甘油醚5份、聚碳酸酯30份、丁基橡胶10份、硼酸锌6份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5，其中超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟；
（3）向步骤（2）的溶液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份、硬酯酸聚氧乙烯酯4份、二氨基二苯基砜3份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理，水蒸气热处理反应条件为反应温度为1200℃，压强为10MPa，反应时间为30-35min；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，常压状态下加热至800℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品，其中螺杆温度为260℃，螺杆转速为1500转/分钟，流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的耐高温弹性塑料材料分别进行热变形温度、拉伸强度、高温老化程度这几项性能测试，测试结果见表1。
表1
| 热变形温度 （℃） | 拉伸强度（MPa） | 高温老化程度 | |
| 实施例1 | 373 | 35.64 | 轻微 |
| 实施例2 | 395 | 35.74 | 轻微 |
| 实施例3 | 373 | 36.38 | 轻微 |
| 实施例4 | 379 | 37.45 | 轻微 |
| 对比例1 | 208 | 6.30 | 剧烈 |
| 对比例2 | 192 | 6.62 | 剧烈 |
本发明的耐高温弹性塑料材料的制备方法将聚丙烯、丙烯腈、十二烷基苯磺酸钠、硅灰石、二氧化硅、聚酰亚胺、正硅酸乙酯、硝酸碘、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、异辛酸缩水甘油醚、聚碳酸酯、丁基橡胶、硼酸锌等原料分别经过高速球磨、过筛分选、超声振荡、高温高压水蒸气热处理、双辊混炼、双螺杆挤出、合流芯和模头造型等步骤制备得到耐高温弹性塑料材料。制备而成的耐高温弹性塑料材料，其弹性大、高温耐受性能好，可以满足多种用户需求。本发明的耐高温弹性塑料材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚丙烯20-28份、丙烯腈15-20份、十二烷基苯磺酸钠1-5份、硅灰石3-6份、二氧化硅1-3份、聚酰亚胺2-5份、正硅酸乙酯3-7份、硝酸碘2-3份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为40-60分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛，备用；
（2）向步骤（1）的球磨产物中加入过氧化苯甲酰醋酸丁酯5-8份、异辛酸缩水甘油醚2-5份、聚碳酸酯20-30份、丁基橡胶5-10份、硼酸锌3-6份，混合均匀后进行超声振荡25-30分钟，然后加入10%的NaHCO3溶液调节pH至7.5；
（3）向步骤（2）的溶液中加入偶联剂1-4份、稳定剂1-4份、固化剂2-3份，搅拌均匀后一起注入高温高压水蒸气反应锅进行热处理；
（4）将步骤（3）的产物注入双辊混炼炉，气压抽真空至5*10-8Pa,加热至700-800℃，反应75-80分钟，然后降温至300℃，备用；
（5）将步骤（4）的混炼材料注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，再通过合流芯和模头造型，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的球料比为1：97。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的过筛孔径为500目。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的超声处理的频率为50-60KHz，功率为500W，超声时间为55-60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的稳定剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基硅油、草酰氯单乙酯、硬酯酸聚氧乙烯酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的固化剂选自二乙烯三胺、六亚甲基四胺、叔丁过氧基乙烷、二氨基二苯基砜中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的水蒸气热处理反应条件为反应温度为1000-1200℃，压强为5-10MPa，反应时间为30-35min。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为1500转/分钟。
10.根据权利要求1所述的一种耐高温弹性塑料材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃。
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| 马世昌: "《化学物质辞典》", 30 April 1999, 陕西科学技术出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109546232A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-29 | 小洋电源股份有限公司 | 一种固态矽胶牵引蓄电池 |
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