CN108659522A - 高硬度工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硬度工程塑料及其制备方法，其中，所述制备方法包括：1)将玻璃纤维与硅烷偶联剂混合，制得改性玻璃纤维；2)将聚酰胺塑料、步骤1)中制得的改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂混合融炼，制得混合物M1；3)将混合物M1挤出造粒，制得高硬度工程塑料。本发明将玻璃纤维采用硅烷偶联剂进行改性，改变其本身的比表面积等理化性能，而后将聚酰胺塑料、改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂进行混合后融炼，再将上述融炼物挤出造粒，从而使得通过上述材料制得的塑料具有较高的硬度，能够更好地适应使用环境的需求。

Description

高硬度工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料材料领域，具体地，涉及高硬度工程塑料及其制备方法。
背景技术
因金属等材料的大量匮乏和价格的不断提高，塑料材料以其可再生性及较为低廉的价格而受到广泛使用。而塑料在工程材料领域也受到了广泛的应用，例如，制备机械臂、机械手等就经常会使用到塑料材料，并且，其价格相对于金属等也廉价很多，因而也被越来越为广泛地使用。而作为工程塑料使用时，则往往因塑料较软，使得在使用过程中经常会导致其在一定的冲击下发生明显的形变，造成其使用性能的降低甚至是无法使用。
因此，提供一种具有较高强度，能更好地适应使用环境的需求的高硬度工程塑料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中作为工程塑料使用时，则往往因塑料较软，使得在使用过程中经常会导致其在一定的冲击下发生明显的形变，造成其使用性能的降低甚至是无法使用等问题，从而提供一种具有较高强度，能更好地适应使用环境的需求的高硬度工程塑料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高硬度工程塑料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)将玻璃纤维与硅烷偶联剂混合，制得改性玻璃纤维；
2)将聚酰胺塑料、步骤1)中制得的改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1挤出造粒，制得高硬度工程塑料。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高硬度工程塑料。
通过上述技术方案，本发明将玻璃纤维采用硅烷偶联剂进行改性，改变其本身的比表面积等理化性能，而后将聚酰胺塑料、改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂进行混合后融炼，再将上述融炼物挤出造粒，从而使得通过上述材料制得的塑料具有较高的硬度，能够更好地适应使用环境的需求。
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硬度工程塑料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)将玻璃纤维与硅烷偶联剂混合，制得改性玻璃纤维；
2)将聚酰胺塑料、步骤1)中制得的改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1挤出造粒，制得高硬度工程塑料。
本发明将玻璃纤维采用硅烷偶联剂进行改性，改变其本身的比表面积等理化性能，而后将聚酰胺塑料、改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂进行混合后融炼，再将上述融炼物挤出造粒，从而使得通过上述材料制得的塑料具有较高的硬度，能够更好地适应使用环境的需求。当然，这里的硅烷偶联剂可以根据实际需要进行选择，例如，KH550硅烷偶联剂、KH570硅烷偶联剂在此均可使用，不多作赘述。
上述原料的用量可以在宽的范围内选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中，相对于100重量份的所述玻璃纤维，所述硅烷偶联剂的用量为0.5-2重量份。
在本发明的另一优选的实施方式中，步骤2)中，相对于100重量份的所述聚酰胺塑料，所述改性玻璃纤维的用量为30-40重量份，所述硅灰石纤维的用量为10-20重量份，所述云母粉的用量为5-20重量份，所述润滑剂的用量为2-10重量份。
步骤1)中混合过程的条件可以根据实际需要进行选择，例如，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤1)中，所述混合过程为置于温度为80-90℃的条件下混合，且混合时间为20-30min。
进一步优选的实施方式中，步骤2)中，所述混合融炼过程为置于温度为260-300℃的条件下进行。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤3)中，挤出造粒过程为采用双螺杆挤出机进行，且螺杆的转速为300-330r/min。
一种更为优选的实施方式中，步骤3)中，挤出造粒过程中挤出模头的温度为190-230℃。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高硬度工程塑料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。硅烷偶联剂为市售KH550硅烷偶联剂。
实施例1
1)将100重量份的玻璃纤维与0.5重量份硅烷偶联剂置于温度为80℃的条件下混合20min，制得改性玻璃纤维；
2)将100重量份的聚酰胺塑料、30重量份步骤1)中制得的改性玻璃纤维、10重量份硅灰石纤维、5重量份云母粉和2重量份润滑剂置于温度为260℃的条件下混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1采用螺杆转速为300r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为190℃)，制得高硬度工程塑料A1。
实施例2
1)将100重量份的玻璃纤维与2重量份硅烷偶联剂置于温度为90℃的条件下混合30min，制得改性玻璃纤维；
2)将100重量份的聚酰胺塑料、40重量份步骤1)中制得的改性玻璃纤维、20重量份硅灰石纤维、20重量份云母粉和10重量份润滑剂置于温度为300℃的条件下混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1采用螺杆转速为330r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为230℃)，制得高硬度工程塑料A2。
实施例3
1)将100重量份的玻璃纤维与1重量份硅烷偶联剂置于温度为85℃的条件下混合25min，制得改性玻璃纤维；
2)将100重量份的聚酰胺塑料、35重量份步骤1)中制得的改性玻璃纤维、15重量份硅灰石纤维、10重量份云母粉和7重量份润滑剂置于温度为280℃的条件下混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1采用螺杆转速为320r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为210℃)，制得高硬度工程塑料A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，硅烷偶联剂的用量为0.1重量份，改性玻璃纤维的用量为20重量份，硅灰石纤维的用量为5重量份，制得高硬度工程塑料A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，云母粉的用量为40重量份，硅灰石纤维的用量为40重量份，制得高硬度工程塑料A5。
对比例1
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤1)，直接将步骤2)中的改性玻璃纤维使用常规玻璃纤维，制得工程塑料D1。
对比例2
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，不加入硅灰石纤维和云母粉，制得工程塑料D2。
测试例
将上述A1-A5、D1和D2按照GB/T9342检测其洛氏硬度，同时按照GB/T1040检测其拉伸强度，按照GB/T1843检测其缺口冲击强度，得到的结果如表1所示。
表1
编号 洛氏硬度 拉伸强度(MPa) 冲击强度(kJ/m2)
A1 128 92 21.5
A2 126 86 20.6
A3 128 95 21.3
A4 115 81 18.9
A5 123 74 16.2
D1 105 63 11.2
D2 93 72 15.3
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 (8)

1.一种高硬度工程塑料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)将玻璃纤维与硅烷偶联剂混合，制得改性玻璃纤维；
2)将聚酰胺塑料、步骤1)中制得的改性玻璃纤维、硅灰石纤维、云母粉和润滑剂混合融炼，制得混合物M1；
3)将混合物M1挤出造粒，制得高硬度工程塑料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中，相对于100重量份的所述玻璃纤维，所述硅烷偶联剂的用量为0.5-2重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤2)中，相对于100重量份的所述聚酰胺塑料，所述改性玻璃纤维的用量为30-40重量份，所述硅灰石纤维的用量为10-20重量份，所述云母粉的用量为5-20重量份，所述润滑剂的用量为2-10重量份。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述混合过程为置于温度为80-90℃的条件下混合，且混合时间为20-30min。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤2)中，所述混合融炼过程为置于温度为260-300℃的条件下进行。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤3)中，挤出造粒过程为采用双螺杆挤出机进行，且螺杆的转速为300-330r/min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤3)中，挤出造粒过程中挤出模头的温度为190-230℃。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的高硬度工程塑料。
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