CN108794902A - 一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料及其制备方法，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶36‑55份、碳纳米管2.4‑4.2份、鹤草芽8‑13份、氧化锌粉1.6‑3.3份、植物淀粉16‑24份、聚醚多元醇20‑28份、四氧化三铁粉6‑10份、高温尼龙20‑30份、马来酸酐5‑10份、有机硅油2‑5份和环己胺10‑20份。本发明原料来源广泛，通过对鹤草芽进行萃取，将淀粉采用鹤草芽萃取液进行混合，再与其他原料进行混合，采用鹤草芽萃取液对碳纳米管、高温尼龙等原料进行改性并且发挥协同作用，显著提高了成品的耐高温性能和抗冲击性能。

Description

一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料
技术领域
本发明涉及塑料领域，具体是一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料。
背景技术
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，俗称塑料或树脂，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，是现今社会一种非常常见的制品，随着人们生活需求的提高以及工艺生产的需要，使用塑料的领域越来越广，这就对塑料的性能有了更高的要求，特种塑料应运而生。
特种塑料是为满足电子、电工、航空、航天、军工等领域要求而发展起来的一类综合性能优异的塑料，也包括一些具有特殊性能的塑料，耐高温塑料就是其中的一种。现有的耐高温塑料虽然满足了可以在高温下使用，但是其抗冲击性能差，容易发生脆性断裂，这就影响了耐高温塑料的使用寿命，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶36-55份、碳纳米管2.4-4.2份、鹤草芽8-13份、氧化锌粉1.6-3.3份、植物淀粉16-24份、聚醚多元醇20-28份、四氧化三铁粉6-10份、高温尼龙20-30份、马来酸酐5-10份、有机硅油2-5份和环己胺10-20份。
作为本发明进一步的方案：三元乙丙橡胶的门尼粘度为45-70、不饱和第三单体的质量分数为4-8％，乙烯的质量分数为58-66％。
作为本发明进一步的方案：碳纳米管的直径为18-64nm，氧化锌粉的粒径为0.6-1.8mm，四氧化三铁粉的粒径为60-150um。
作为本发明进一步的方案：植物淀粉包括马铃薯淀粉、甘薯淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和甘蔗淀粉中的至少一种。
所述耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为32-45％的盐酸中浸泡25-40分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取2-3次，每次50-60分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为50-80:1的球磨机中以240-300rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为150-240rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在160-190摄氏度下保持6-9小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤一中超声波萃取的功率为90-150W，频率为30-40KHz。
作为本发明进一步的方案：步骤三的搅拌温度为35-44摄氏度，搅拌速度为420-540rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，通过对鹤草芽进行萃取，将淀粉采用鹤草芽萃取液进行混合，再与其他原料进行混合，采用鹤草芽萃取液对碳纳米管、高温尼龙等原料进行改性并且发挥协同作用，显著提高了成品的耐高温性能和抗冲击性能，具有良好的使用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶36份、碳纳米管2.4份、鹤草芽8份、氧化锌粉1.6份、植物淀粉16份、聚醚多元醇20份、四氧化三铁粉6份、高温尼龙20份、马来酸酐5份、有机硅油2份和环己胺10份。三元乙丙橡胶的门尼粘度为45-70、不饱和第三单体的质量分数为4-8％，乙烯的质量分数为58-66％。植物淀粉包括马铃薯淀粉和甘薯淀粉的混合物。
所述耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为38％的盐酸中浸泡34分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取3次，超声波萃取的功率为120W，频率为36KHz，每次54分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为72:1的球磨机中以270rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为180rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在175摄氏度下保持6小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
实施例2
一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶45份、碳纳米管3.3份、鹤草芽10份、氧化锌粉2.4份、植物淀粉19.5份、聚醚多元醇24份、四氧化三铁粉8.8份、高温尼龙24份、马来酸酐7.5份、有机硅油3.6份和环己胺15份。碳纳米管的直径为45nm，氧化锌粉的粒径为1.3mm，四氧化三铁粉的粒径为90um。植物淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和甘蔗淀粉的混合物。
所述耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为44％的盐酸中浸泡36分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取2次，每次58分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为65:1的球磨机中以300rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，搅拌温度为40摄氏度，搅拌速度为480rpm，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为240rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在170摄氏度下保持7小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
实施例3
一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶49份、碳纳米管4份、鹤草芽12.4份、氧化锌粉2.8份、植物淀粉22份、聚醚多元醇26.6份、四氧化三铁粉9.5份、高温尼龙28份、马来酸酐9.5份、有机硅油4.2份和环己胺18份。三元乙丙橡胶的门尼粘度为45-70、不饱和第三单体的质量分数为4-8％，乙烯的质量分数为58-66％。植物淀粉包括甘薯淀粉、玉米淀粉和小麦淀粉的混合物。
所述耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为40％的盐酸中浸泡36分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取2次，超声波萃取的功率为135W，频率为38KHz，每次55分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为75:1的球磨机中以270rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，搅拌温度为36摄氏度，搅拌速度为450rpm，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为210rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在186摄氏度下保持8小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
实施例4
一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶55份、碳纳米管4.2份、鹤草芽13份、氧化锌粉3.3份、植物淀粉24份、聚醚多元醇28份、四氧化三铁粉10份、高温尼龙30份、马来酸酐10份、有机硅油5份和环己胺20份。三元乙丙橡胶的门尼粘度为45-70、不饱和第三单体的质量分数为4-8％，乙烯的质量分数为58-66％。碳纳米管的直径为45nm，氧化锌粉的粒径为1.5mm，四氧化三铁粉的粒径为120um。植物淀粉包括马铃薯淀粉、甘薯淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和甘蔗淀粉的混合物。
所述耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为44％的盐酸中浸泡36分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取3次，超声波萃取的功率为100W，频率为40KHz，每次55分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为75:1的球磨机中以300rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，搅拌温度为42摄氏度，搅拌速度为540rpm，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为150rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在190摄氏度下保持7小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
对比例1
除不含有鹤草芽，其余原料和制备方法均与实施例3相同。
对比例2
采用现有产品作为对比例2。
对实施例1-4的产品和对比例1-2的产品进行常温性能测试和800摄氏度下保持15小时的性能测试，测试结果见表1和表2。
表1常温性能
表2 800摄氏度下保持15小时的性能
从表1和表2中可以看出，实施例1-4的产品在常温下的拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击性能均优于对比例1-2的产品，在800摄氏度的高温下实施例1-4的产品还能保持良好的拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击性能并且表面没有变色，对比例1-2的产品的拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击性能大大降低并且表面变色，本发明的产品具有良好的耐高温性能和抗冲击性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶36-55份、碳纳米管2.4-4.2份、鹤草芽8-13份、氧化锌粉1.6-3.3份、植物淀粉16-24份、聚醚多元醇20-28份、四氧化三铁粉6-10份、高温尼龙20-30份、马来酸酐5-10份、有机硅油2-5份和环己胺10-20份。
2.根据权利要求1所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为45-70、不饱和第三单体的质量分数为4-8％，乙烯的质量分数为58-66％。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，其特征在于，所述碳纳米管的直径为18-64nm，氧化锌粉的粒径为0.6-1.8mm，四氧化三铁粉的粒径为60-150um。
4.根据权利要求1所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料，其特征在于，所述植物淀粉包括马铃薯淀粉、甘薯淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和甘蔗淀粉中的至少一种。
5.一种如权利要求1-4任一所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将鹤草芽破碎后加入质量分数为32-45％的盐酸中浸泡25-40分钟，过滤后将滤液中加入丙酮并且进行超声波萃取2-3次，每次50-60分钟，过滤并且合并滤液，离心分离，得到鹤草芽萃取液；
步骤二，将三元乙丙橡胶、碳纳米管、高温尼龙、马来酸酐、有机硅油和环己胺加入球料比为50-80:1的球磨机中以240-300rpm的转速球磨均匀，得到第一混合物；
步骤三，将植物淀粉加入鹤草芽萃取液中并且搅拌均匀，得到淀粉混合液；
步骤四，将氧化锌粉和四氧化三铁粉加入聚醚多元醇中并且采用超声波分散均匀，得到第二混合物；
步骤五，将第一混合物、淀粉混合液以及第二混合物在转速为150-240rpm的搅拌机中搅拌均匀，然后投入反应容器中并且在160-190摄氏度下保持6-9小时，得到半成品；
步骤六，将半成品加入双螺杆挤出机中，挤出机料筒温度为Ⅰ区188-195摄氏度、Ⅱ区205-210摄氏度、Ⅲ区218-232摄氏度、Ⅳ区240-245摄氏度、Ⅴ区252-257摄氏度、Ⅵ区258-262摄氏度、Ⅶ区257-260摄氏度，模头温度为255-258摄氏度，冷却后即得到成品。
6.根据权利要求5所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中超声波萃取的功率为90-150W，频率为30-40KHz。
7.根据权利要求5或6所述的耐高温性能和抗冲击性能好的塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤三的搅拌温度为35-44摄氏度，搅拌速度为420-540rpm。
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