CN109054336A - 一种综合性能好的工程塑料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综合性能好的工程塑料制备方法，包括以下步骤：步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂34‑38份、改性呋喃树脂28‑32份、防霉剂6‑12份、硅烷化氧化石墨烯16‑22份、纳米陶瓷粉11‑15份、无卤阻燃剂3‑6份、相容剂2‑4份。本发明一种综合性能好的工程塑料制备方法，该工程塑料不仅力学性能好，同时耐酸碱、化学性能稳定，阻燃性能优异，该材料配方适合工程塑料的使用。

Description

一种综合性能好的工程塑料制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种综合性能好的工程塑料制备方法。
背景技术
工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料，因此工程塑料各项性能要求优良，不然会限制工程塑料的技术发展。
现有中国专利文献(公开号：CN101445650B)公开了一种无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料复合材料及其制备方法，是由PET树脂、玻璃纤维、增韧剂另外组配A、B、C三种组分共同引入双螺杆挤出机，挤出、冷却、切粒得到；其中：A组份为有机稀土磷酸酯盐成核剂、抗氧剂、外润滑剂、聚乙烯混合后制备的母粒；B组份为将颜料、PE混合后制备的母粒；C组份为将含磷无机材料蜜胺焦磷酸盐、含磷有机材料多聚磷酸铵复配组成膦酸酯盐，再用稀土偶联剂处理得到的阻燃体系，该塑料阻燃性能好，但耐酸碱性能较差。
中国专利文献(公开号：CN103087312B)公开了一种P-N型阻燃剂、阻燃母粒以及阻燃尼龙工程塑料。为了解决现有技术中阻燃尼龙工程塑料的阻燃性和力学性能较差的缺陷，本发明提供一种P-N型阻燃剂，阻燃母粒，阻燃尼龙工程塑料及其制备方法。本发明提供的P-N型阻燃剂的结构通式如下：其中R1为苄基或芳基官能团，R2，R3为烷基或氢，R4，R5为烷基或氢，其中n≥2，优选为2-6，原料不同，性能差异较大，同时本发明注重阻燃性能，但耐酸碱性能仍需进一步改善。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种综合性能好的工程塑料制备方法，该工程塑料不仅力学性能好，同时耐酸碱、化学性能稳定，阻燃性能优异，该材料配方适合工程塑料的使用。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种综合性能好的工程塑料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂34-38份、改性呋喃树脂28-32份、防霉剂6-12份、硅烷化氧化石墨烯16-22份、纳米陶瓷粉11-15份、无卤阻燃剂3-6份、相容剂2-4份；
步骤二，将步骤一中原料依次加入到高速混合机中进行混合，混合转速为750-850r/min，搅拌时间为35-45min，随后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为155-165℃，即得本发明的综合性能好的工程塑料。
优选地，所述防霉剂为四氯间苯二腈乳液。
优选地，所述纳米陶瓷粉粒径为0.3-0.6nm。
优选地，所述改性呋喃树脂的制备方法为：
步骤一，预处理黄麻纤维；将黄麻纤维进行切割至粒径为110-120目，随后置于浓度为4-10％氢氧化钠溶液中浸泡65-75min，随后再用清水反复冲洗，再置于烘箱中干燥6-10h，随后将黄麻纤维置于PE树脂中浸渍2-4h，随后再干燥25-35min，干燥温度为85-95℃，备用；
步骤二，改性呋喃树脂：将步骤一中预处理黄麻纤维、呋喃树脂送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175-185℃，即可。
优选地，所述呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为(11-15)：3
优选地，所述呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为14：3。
优选地，所述硅烷化氧化石墨烯制备方法为将氧化石墨烯置于无水乙醇中超声分散，分散6-10min，随后加入冰醋酸，调节pH至6.5，随后向其中加入硅烷偶联剂，反应温度为65-75℃，随后再离心，去离子水清洗，即得硅烷化氧化石墨烯。
优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH172。
优选地，所述无卤阻燃剂为二苯基磷酸酯。
优选地，所述相容剂为ST-9。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用的基料为聚苯醚树脂、呋喃树脂，聚苯醚树脂电绝缘性、耐水性优异，耐热性好、阻燃性良好，呋喃树脂具有优良的耐酸碱、耐酸、耐化学试剂等性能，本发明将二者经过改性再复合，所达到的性能显而易见。
(2)本发明的呋喃树脂采用黄麻纤维改性，黄麻纤维价廉易得，比模量和比强度高，采用其改性呋喃树脂，可大大增强呋喃树脂的力学性能，氧化石墨烯具有优异的力学性能和超高的比表面积，经过硅烷化处理后，使原料之间更易融合，继而增强工程塑料的综合性能，纳米陶瓷粉粒度均匀，活性高，与硅烷化石墨烯起到协同作用。
(3)本发明实施例3相对于对比例4，拉伸强度提高了22MPa，介电强度提高了5MV/m，此外，本发明在20％稀硫酸溶液浸泡72h，未出现性能变化，对比例4，54h出现性能变化。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种综合性能好的工程塑料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂34份、改性呋喃树脂28份、防霉剂6份、硅烷化氧化石墨烯16份、纳米陶瓷粉11份、无卤阻燃剂3份、相容剂2份；
步骤二，将步骤一中原料依次加入到高速混合机中进行混合，混合转速为750r/min，搅拌时间为35min，随后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为155℃，即得本发明的综合性能好的工程塑料。
本实施例的防霉剂为四氯间苯二腈乳液。
本实施例的纳米陶瓷粉粒径为0.3nm。
本实施例的改性呋喃树脂的制备方法为：
步骤一，预处理黄麻纤维；将黄麻纤维进行切割至粒径为110目，随后置于浓度为4％氢氧化钠溶液中浸泡65min，随后再用清水反复冲洗，再置于烘箱中干燥6h，随后将黄麻纤维置于PE树脂中浸渍2h，随后再干燥25min，干燥温度为85℃，备用；
步骤二，改性呋喃树脂：将步骤一中预处理黄麻纤维、呋喃树脂送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175-185℃，即可。
本实施例的呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为11：3
本实施例的硅烷化氧化石墨烯制备方法为将氧化石墨烯置于无水乙醇中超声分散，分散6min，随后加入冰醋酸，调节pH至6.5，随后向其中加入硅烷偶联剂，反应温度为65℃，随后再离心，去离子水清洗，即得硅烷化氧化石墨烯。
本实施例的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH172。
本实施例的无卤阻燃剂为二苯基磷酸酯。
本实施例的相容剂为ST-9。
实施例2.
本实施例的一种综合性能好的工程塑料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂38份、改性呋喃树脂32份、防霉剂12份、硅烷化氧化石墨烯22份、纳米陶瓷粉15份、无卤阻燃剂6份、相容剂4份；
步骤二，将步骤一中原料依次加入到高速混合机中进行混合，混合转速为850r/min，搅拌时间为45min，随后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为165℃，即得本发明的综合性能好的工程塑料。
本实施例的防霉剂为四氯间苯二腈乳液。
本实施例的纳米陶瓷粉粒径为0.6nm。
本实施例的改性呋喃树脂的制备方法为：
步骤一，预处理黄麻纤维；将黄麻纤维进行切割至粒径为120目，随后置于浓度为10％氢氧化钠溶液中浸泡75min，随后再用清水反复冲洗，再置于烘箱中干燥10h，随后将黄麻纤维置于PE树脂中浸渍4h，随后再干燥35min，干燥温度为95℃，备用；
步骤二，改性呋喃树脂：将步骤一中预处理黄麻纤维、呋喃树脂送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为185℃，即可。
本实施例的呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为15：3
本实施例的硅烷化氧化石墨烯制备方法为将氧化石墨烯置于无水乙醇中超声分散，分散10min，随后加入冰醋酸，调节pH至6.5，随后向其中加入硅烷偶联剂，反应温度为75℃，随后再离心，去离子水清洗，即得硅烷化氧化石墨烯。
本实施例的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH172。
本实施例的无卤阻燃剂为二苯基磷酸酯。
本实施例的相容剂为ST-9。
实施例3.
本实施例的一种综合性能好的工程塑料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂36份、改性呋喃树脂30份、防霉剂9份、硅烷化氧化石墨烯19份、纳米陶瓷粉14份、无卤阻燃剂4.5份、相容剂3份；
步骤二，将步骤一中原料依次加入到高速混合机中进行混合，混合转速为8000r/min，搅拌时间为40min，随后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为160℃，即得本发明的综合性能好的工程塑料。
本实施例的防霉剂为四氯间苯二腈乳液。
本实施例的纳米陶瓷粉粒径为0.45m。
本实施例的改性呋喃树脂的制备方法为：
步骤一，预处理黄麻纤维；将黄麻纤维进行切割至粒径为115目，随后置于浓度为7％氢氧化钠溶液中浸泡70min，随后再用清水反复冲洗，再置于烘箱中干燥8h，随后将黄麻纤维置于PE树脂中浸渍3h，随后再干燥30min，干燥温度为90℃，备用；
步骤二，改性呋喃树脂：将步骤一中预处理黄麻纤维、呋喃树脂送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为180℃，即可。
本实施例的呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为14：3。
本实施例的硅烷化氧化石墨烯制备方法为将氧化石墨烯置于无水乙醇中超声分散，分散8min，随后加入冰醋酸，调节pH至6.5，随后向其中加入硅烷偶联剂，反应温度为70℃，随后再离心，去离子水清洗，即得硅烷化氧化石墨烯。
本实施例的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH172。
本实施例的无卤阻燃剂为二苯基磷酸酯。
本实施例的相容剂为ST-9。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是呋喃树脂未经改性。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加硅烷化氧化石墨烯。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加纳米陶瓷粉。
对比例4.
采用中国专利文献(公开号：CN101445650B)公开了一种无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料复合材料及其制备方法中实施例1原料及方法。
实施例3及对比例1-4性能测试结果如下
本发明实施例3相对于对比例4，拉伸强度提高了22MPa，介电强度提高了5MV/m，此外，本发明在20％稀硫酸溶液浸泡72h，未出现性能变化，对比例4，54h出现性能变化。
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 (10)

1.一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：聚苯醚树脂34-38份、改性呋喃树脂28-32份、防霉剂6-12份、硅烷化氧化石墨烯16-22份、纳米陶瓷粉11-15份、无卤阻燃剂3-6份、相容剂2-4份；
步骤二，将步骤一中原料依次加入到高速混合机中进行混合，混合转速为750-850r/min，搅拌时间为35-45min，随后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为155-165℃，即得本发明的综合性能好的工程塑料。
2.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述防霉剂为四氯间苯二腈乳液。
3.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述纳米陶瓷粉粒径为0.3-0.6nm。
4.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述改性呋喃树脂的制备方法为：
步骤一，预处理黄麻纤维；将黄麻纤维进行切割至粒径为110-120目，随后置于浓度为4-10％氢氧化钠溶液中浸泡65-75min，随后再用清水反复冲洗，再置于烘箱中干燥6-10h，随后将黄麻纤维置于PE树脂中浸渍2-4h，随后再干燥25-35min，干燥温度为85-95℃，备用；
步骤二，改性呋喃树脂：将步骤一中预处理黄麻纤维、呋喃树脂送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175-185℃，即可。
5.根据权利要求4所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为(11-15)：3。
6.根据权利要求5所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述呋喃树脂、预处理黄麻纤维物质的质量比为14：3。
7.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述硅烷化氧化石墨烯制备方法为将氧化石墨烯置于无水乙醇中超声分散，分散6-10min，随后加入冰醋酸，调节pH至6.5，随后向其中加入硅烷偶联剂，反应温度为65-75℃，随后再离心，去离子水清洗，即得硅烷化氧化石墨烯。
8.根据权利要求7所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH172。
9.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述无卤阻燃剂为二苯基磷酸酯。
10.根据权利要求1所述的一种综合性能好的工程塑料制备方法，其特征在于，所述相容剂为ST-9。
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