CN108727751A - 一种耐磨损减震塑料材料的制备方法 - Google Patents

一种耐磨损减震塑料材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨损减震塑料材料的制备方法，该工艺将聚乙烯醇树脂、聚乳酸、麸皮粉、沥青基碳纤维、羟丙基甲基纤维素、二氧化硅、羧甲基纤维素、乙酸纤维素微粉、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物、聚亚烷基二醇、聚乙烯蜡、四丁基溴化铵、椰油酰胺丙基甜菜碱、硫酸钙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磨损减震塑料材料。制备而成的耐磨损减震塑料材料，其减震性能好、磨损量小，可以满足多种用户需求。

Description

一种耐磨损减震塑料材料的制备方法
技术领域
本发明涉及塑料材料这一技术领域，特别涉及到一种耐磨损减震塑料材料的制备方法。
背景技术
随着科技和经济的不断发展，由塑料生产的日常生活用品在日常生活中起到越来越重要的作用。塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，俗称塑料(plastics)或树脂(resin)，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40％～100％。由于含量大，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。现有的塑料为了增加塑料的稳定性、抗老化性能、抗腐蚀性能、抗菌性能等，往往需要在塑料中添加较多的添加剂，这也造成了塑料材料的制备工艺繁琐，生产成本较高；而且塑料材料的仍然存在易磨损、强度低、抗震效果差等缺点，影响了塑料材料的产品品质，使用寿命不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种耐磨损减震塑料材料的制备方法，该工艺将聚乙烯醇树脂、聚乳酸、麸皮粉、沥青基碳纤维、羟丙基甲基纤维素、二氧化硅、羧甲基纤维素、乙酸纤维素微粉、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物、聚亚烷基二醇、聚乙烯蜡、四丁基溴化铵、椰油酰胺丙基甜菜碱、硫酸钙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磨损减震塑料材料。制备而成的耐磨损减震塑料材料，其减震性能好、磨损量小，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磨损减震塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇树脂25-32份、聚乳酸20-35份、麸皮粉10-18份、沥青基碳纤维4-8份、羟丙基甲基纤维素3-7份、二氧化硅1-4份、羧甲基纤维素5-10份、乙酸纤维素微粉3-4份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物2-6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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇15-20份、聚乙烯蜡10-15份、四丁基溴化铵4-9份、椰油酰胺丙基甜菜碱5-6份、硫酸钙2-3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；
（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）本发明的一种耐磨损减震塑料材料的制备方法将聚乙烯醇树脂、聚乳酸、麸皮粉、沥青基碳纤维、羟丙基甲基纤维素、二氧化硅、羧甲基纤维素、乙酸纤维素微粉、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物、聚亚烷基二醇、聚乙烯蜡、四丁基溴化铵、椰油酰胺丙基甜菜碱、硫酸钙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磨损减震塑料材料。制备而成的耐磨损减震塑料材料，其减震性能好、磨损量小，可以满足多种用户需求。
（2）本发明的耐磨损减震塑料材料原料易得、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）将聚乙烯醇树脂25份、聚乳酸20份、麸皮粉10份、沥青基碳纤维4份、羟丙基甲基纤维素3份、二氧化硅1份、羧甲基纤维素5份、乙酸纤维素微粉3份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇15份、聚乙烯蜡10份、四丁基溴化铵4份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、硫酸钙2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）将聚乙烯醇树脂28份、聚乳酸23份、麸皮粉12份、沥青基碳纤维5份、羟丙基甲基纤维素4份、二氧化硅2份、羧甲基纤维素7份、乙酸纤维素微粉3份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物4份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为45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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇16份、聚乙烯蜡12份、四丁基溴化铵5份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、硫酸钙2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）将聚乙烯醇树脂30份、聚乳酸31份、麸皮粉16份、沥青基碳纤维7份、羟丙基甲基纤维素5份、二氧化硅3份、羧甲基纤维素9份、乙酸纤维素微粉4份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物5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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇18份、聚乙烯蜡14份、四丁基溴化铵8份、椰油酰胺丙基甜菜碱6份、硫酸钙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）将聚乙烯醇树脂32份、聚乳酸35份、麸皮粉18份、沥青基碳纤维8份、羟丙基甲基纤维素7份、二氧化硅4份、羧甲基纤维素10份、乙酸纤维素微粉4份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物6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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇20份、聚乙烯蜡15份、四丁基溴化铵9份、椰油酰胺丙基甜菜碱6份、硫酸钙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）将聚乙烯醇树脂25份、聚乳酸20份、麸皮粉10份、沥青基碳纤维4份、羟丙基甲基纤维素3份、二氧化硅1份、羧甲基纤维素5份、乙酸纤维素微粉3份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇15份、聚乙烯蜡10份、四丁基溴化铵4份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、硫酸钙2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）将聚乙烯醇树脂32份、聚乳酸35份、麸皮粉18份、沥青基碳纤维8份、羟丙基甲基纤维素7份、二氧化硅4份、羧甲基纤维素10份、乙酸纤维素微粉4份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物6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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇20份、聚乙烯蜡15份、四丁基溴化铵9份、椰油酰胺丙基甜菜碱6份、硫酸钙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的制得的耐磨损减震塑料材料分别进行拉伸弹性模量、冲击强度、抗氧化性能这几项性能测试，测试结果见表1。
表1
拉伸弹性模量 冲击强度Mpa 抗氧化性能
实施例1 0.16 19.02 良好
实施例2 0.17 19.92 良好
实施例3 0.18 19.26 良好
实施例4 0.19 19.63 良好
对比例1 0.31 15.79 良好
对比例2 0.27 16.45 良好
本发明的一种耐磨损减震塑料材料的制备方法将聚乙烯醇树脂、聚乳酸、麸皮粉、沥青基碳纤维、羟丙基甲基纤维素、二氧化硅、羧甲基纤维素、乙酸纤维素微粉、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物、聚亚烷基二醇、聚乙烯蜡、四丁基溴化铵、椰油酰胺丙基甜菜碱、硫酸钙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磨损减震塑料材料。制备而成的耐磨损减震塑料材料，其减震性能好、磨损量小，可以满足多种用户需求。本发明的耐磨损减震塑料材料原料易得、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)

1.一种耐磨损减震塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇树脂25-32份、聚乳酸20-35份、麸皮粉10-18份、沥青基碳纤维4-8份、羟丙基甲基纤维素3-7份、二氧化硅1-4份、羧甲基纤维素5-10份、乙酸纤维素微粉3-4份、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物2-6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）的球磨产物中加入聚亚烷基二醇15-20份、聚乙烯蜡10-15份、四丁基溴化铵4-9份、椰油酰胺丙基甜菜碱5-6份、硫酸钙2-3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；
（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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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所述的一种耐磨损减震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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109627535A (zh) * 2018-12-25 2019-04-16 滁州晨润工贸有限公司 一种显示面板模内镶件注塑专用合成材料以及制造方法
US11827772B2 (en) 2019-12-10 2023-11-28 Ticona Llc Cellulose ester composition containing bloom resistant or bio-based plasticizer
US12012503B2 (en) 2019-12-10 2024-06-18 Ticona Llc. Impact-modified biodegradable polymer compositions

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