CN108948746A - 一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法 - Google Patents

一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法，该工艺将氟硅树脂、羧基化聚苯乙烯、二氯甲烷、氧化铝、二氧化硅、松香树脂、碳化硅、蒙脱土、非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸纤维、氯化石蜡、烷基苯磺酸酯、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增韧抗冲击塑料材料。制备而成的增韧抗冲击塑料材料，其韧性高、抗冲击性能好、抗压强度大，可以满足多种用户需求。

Description

一种增韧抗冲击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，特别涉及到一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法。
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，可以自由改变成分及形体样式，通常是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料具有多种优点，如可塑性强、耐久性好、质量轻等，在工业生产、日常生活中被广泛使用。
然而，对于大多数塑料产品而言，其韧性及抗冲击性能不佳，在较强外力作用下容易造成严重的损坏，对生命财产安全造成极大隐患。因此，对于塑料材料行业而言，急需开发一种具备韧性高、抗冲击能力强的塑料材料，来满足日益增长的消费和使用需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法，该工艺将氟硅树脂、羧基化聚苯乙烯、二氯甲烷、氧化铝、二氧化硅、松香树脂、碳化硅、蒙脱土、非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸纤维、氯化石蜡、烷基苯磺酸酯、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增韧抗冲击塑料材料。制备而成的增韧抗冲击塑料材料，其韧性高、抗冲击性能好、抗压强度大，可以满足多种用户需求。
技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氟硅树脂22-36份、羧基化聚苯乙烯17-25份、二氯甲烷1-3份、氧化铝2-6份、二氧化硅1-4份、松香树脂6-10份、碳化硅3-4份、蒙脱土5-8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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯15-20份、聚乳酸纤维12-25份、氯化石蜡5-9份、烷基苯磺酸酯4-6份、硫酸钙2-5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；
（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）本发明的一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法将氟硅树脂、羧基化聚苯乙烯、二氯甲烷、氧化铝、二氧化硅、松香树脂、碳化硅、蒙脱土、非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸纤维、氯化石蜡、烷基苯磺酸酯、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增韧抗冲击塑料材料。制备而成的增韧抗冲击塑料材料，其韧性高、抗冲击性能好、抗压强度大，可以满足多种用户需求。
（2）本发明的增韧抗冲击塑料材料原料易得、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）将氟硅树脂22份、羧基化聚苯乙烯17份、二氯甲烷1份、氧化铝2份、二氧化硅1份、松香树脂6份、碳化硅3份、蒙脱土5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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、聚乳酸纤维12份、氯化石蜡5份、烷基苯磺酸酯4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）将氟硅树脂25份、羧基化聚苯乙烯19份、二氯甲烷2份、氧化铝3份、二氧化硅2份、松香树脂8份、碳化硅3份、蒙脱土6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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯17份、聚乳酸纤维18份、氯化石蜡6份、烷基苯磺酸酯5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）将氟硅树脂31份、羧基化聚苯乙烯23份、二氯甲烷2份、氧化铝5份、二氧化硅3份、松香树脂9份、碳化硅4份、蒙脱土7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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯19份、聚乳酸纤维22份、氯化石蜡8份、烷基苯磺酸酯5份、硫酸钙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）将氟硅树脂36份、羧基化聚苯乙烯25份、二氯甲烷3份、氧化铝6份、二氧化硅4份、松香树脂10份、碳化硅4份、蒙脱土8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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯20份、聚乳酸纤维25份、氯化石蜡9份、烷基苯磺酸酯6份、硫酸钙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）将氟硅树脂22份、羧基化聚苯乙烯17份、二氯甲烷1份、氧化铝2份、二氧化硅1份、松香树脂6份、碳化硅3份、蒙脱土5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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、聚乳酸纤维12份、氯化石蜡5份、烷基苯磺酸酯4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）将氟硅树脂36份、羧基化聚苯乙烯25份、二氯甲烷3份、氧化铝6份、二氧化硅4份、松香树脂10份、碳化硅4份、蒙脱土8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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯20份、聚乳酸纤维25份、氯化石蜡9份、烷基苯磺酸酯6份、硫酸钙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的制得的增韧抗冲击塑料材料分别进行冲击强度、拉伸强度、拉伸弹性模量这几项性能测试，测试结果见表1。
表1
冲击强度Mpa 拉伸强度Mpa 拉伸弹性模量
实施例1 37.78 22.47 0.17
实施例2 39.57 21.53 0.17
实施例3 38.25 21.95 0.18
实施例4 39.00 22.16 0.19
对比例1 31.37 15.02 0.58
对比例2 28.77 18.93 0.65
本发明的一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法将氟硅树脂、羧基化聚苯乙烯、二氯甲烷、氧化铝、二氧化硅、松香树脂、碳化硅、蒙脱土、非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸纤维、氯化石蜡、烷基苯磺酸酯、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增韧抗冲击塑料材料。制备而成的增韧抗冲击塑料材料，其韧性高、抗冲击性能好、抗压强度大，可以满足多种用户需求。本发明的增韧抗冲击塑料材料原料易得、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)

1.一种增韧抗冲击塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将氟硅树脂22-36份、羧基化聚苯乙烯17-25份、二氯甲烷1-3份、氧化铝2-6份、二氧化硅1-4份、松香树脂6-10份、碳化硅3-4份、蒙脱土5-8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）的球磨产物中加入非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯15-20份、聚乳酸纤维12-25份、氯化石蜡5-9份、烷基苯磺酸酯4-6份、硫酸钙2-5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；
（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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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所述的一种增韧抗冲击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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CN111004487A (zh) * 2019-12-18 2020-04-14 南京瑞固聚合物有限公司 一种增韧改性塑料的制备方法

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