CN109825026A - 一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用伊利石‑稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，将稻草秸秆用高速粉碎机打成粉末，过筛，干燥得稻草秸秆纤维；将偶联剂溶于无水乙醇中后，将其均匀喷洒到稻草秸秆纤维表面反应后，与氧化铝、季戊四醇硬脂酸酯母粒、硅烷偶联剂改性酸洗伊利石、共混改性的废旧ABS和废旧聚丙烯投入开炼机中混炼，冷却，用粉碎机打碎均匀，干燥后，注入模具中，模压成型，制得所述传感器外壳材料。利用稀盐酸对伊利石进行酸洗，使伊利石更好的与硅烷偶联剂KH560反应，酸洗对反应有正向促进作用；通过改性剂改性伊利石，获得的改性伊利石对有机物有更好的亲和能力，改性伊利石在基体中分散均匀，能提高材料的拉伸强度。
Description
技术领域
本发明属于传感器领域，具体涉及一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法。
背景技术
近年来，各种电器产品的数量逐年增加，其外壳塑料的消耗量也大幅增加。当电器报废后将会产生大量的塑料垃圾，对环境造成严重污染，因此废旧电器外壳塑料的回收利用受到了广泛关注。我国秸秆资源丰富，但是利用率较低，秸秆焚烧问题严重，这不仅导致了巨量的生物质资源的浪费，同时也给我国的生态环境造成了巨大的压力。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，依照该方法制备的传感器外壳材料具有优异的抗冲击性能和抗拉伸性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）硅烷偶联剂改性酸洗伊利石：
向酸洗伊利石中1:100加入水液比为5%的硅烷偶联剂KH560，置于80-85℃的微波反应器中反应1-2h，冷却、离心分离，将固体沉淀用蒸馏水超声清洗3-5次，放入90-95℃鼓风烘干箱中干燥1-2h，研碎；
（2）废旧ABS和废旧聚丙烯共混改性：
将70-80份废旧ABS和30-35份废旧聚丙烯破碎成2-5mm的不规则片状，与7.5-8.6份相容剂在80-85℃干燥箱中烘10-12h，将扩链剂在30-35℃下真空干燥10-12h，将各烘干物料混合均匀，用185-210℃双螺杆挤出机熔融挤出，冷却、切粒，在120-125℃下干燥4-5h，得到共混改性的废旧ABS和废旧聚丙烯；
（3）利用氧化铝-偶联剂增强稻草秸秆纤维：
将20-25份稻草秸秆用高速粉碎机打成粉末，过40-60目筛，得到稻草秸秆纤维，将其在120-125℃干燥箱中干燥4-5h；将偶联剂溶于无水乙醇中，然后将其均匀喷洒到稻草秸秆纤维表面，在95-105℃干燥箱中反应2-3h后，与5-7份氧化铝、季戊四醇硬脂酸酯母粒、(1)、(2)中所得物料投入开炼机中，于130-160℃混炼10-15min后，冷却，用粉碎机打碎均匀，在90-95℃干燥箱中干燥10-12h后，注入模具中，在160-180℃下模压10-15min成型，制得所述传感器外壳材料。
进一步的，步骤（1）中酸洗伊利石：将7-13份伊利石粉末按固液比1:40投入质量分数为1%的稀盐酸溶液中，在60-80℃水浴中搅拌1-2h，静置降温后，离心5-10min，加入蒸馏水超声震荡清洗5-10min，再次离心、超声震荡清洗至中性，在60-65℃烘箱中干燥1-2h，研碎成粉末，得酸洗伊利石。
进一步的，步骤（2）中相容剂为三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯；扩链剂由0.7-1份2,2，-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉和0.7-1份多官能团环氧树脂组成；螺杆转速为80-90r/min。
进一步的，步骤（3）中季戊四醇硬脂酸酯母粒的制备：将1-2份EVM橡胶和4-8份POE8003混合得树脂载体，将1-2份季戊四醇硬脂酸酯、5-10份纳米碳酸钙和0.5-1份抗氧剂1010混合得助剂，将树脂载体与助剂混合球磨，制得季戊四醇硬脂酸酯母粒。
进一步的，步骤（3）中热压压力为10-15MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）利用稀盐酸对伊利石进行酸洗，使伊利石更好的与硅烷偶联剂KH560反应，酸洗对反应有正向促进作用；通过改性剂改性伊利石，获得的改性伊利石对有机物有更好的亲和能力，改性伊利石在基体中分散均匀，能提高材料的拉伸强度。
（2）以三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯为相容剂，以2,2，-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉和多官能团环氧树脂为扩链剂，对废旧ABS和废旧聚丙烯进行共混改性，在双螺杆挤出机中熔融共混制备了共混物，冲击强度和拉伸强度得到提高。
（3）以EVM橡胶和POE8003为载体，以季戊四醇硬脂酸酯和纳米碳酸钙为助剂，制得季戊四醇硬脂酸酯母粒；季戊四醇硬脂酸酯母粒能显著改善复合材料的各项力学性能，显著提高材料的抗冲击性能；稻草纤维填充复合材料性能增强，氧化铝能增强稻草纤维填充复合材料的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）硅烷偶联剂改性酸洗伊利石：
向酸洗伊利石中1:100加入水液比为5%的硅烷偶联剂KH560，置于80-85℃的微波反应器中反应1h，冷却、离心分离，将固体沉淀用蒸馏水超声清洗3次，放入90-95℃鼓风烘干箱中干燥1h，研碎；
（2）废旧ABS和废旧聚丙烯共混改性：
将70份废旧ABS和30份废旧聚丙烯破碎成2-5mm的不规则片状，与7.5份相容剂在80-85℃干燥箱中烘10h，将扩链剂在30-35℃下真空干燥10h，将各烘干物料混合均匀，用185-210℃双螺杆挤出机熔融挤出，冷却、切粒，在120-125℃下干燥4h，得到共混改性的废旧ABS和废旧聚丙烯；
（3）利用氧化铝-偶联剂增强稻草秸秆纤维：
将20份稻草秸秆用高速粉碎机打成粉末，过40目筛，得到稻草秸秆纤维，将其在120-125℃干燥箱中干燥4h；将偶联剂溶于无水乙醇中，然后将其均匀喷洒到稻草秸秆纤维表面，在95-105℃干燥箱中反应2h后，与5份氧化铝、季戊四醇硬脂酸酯母粒、(1)、(2)中所得物料投入开炼机中，于130-160℃混炼10min后，冷却，用粉碎机打碎均匀，在90-95℃干燥箱中干燥10h后，注入模具中，在160-180℃下模压10min成型，制得所述传感器外壳材料。
进一步的，步骤（1）中酸洗伊利石：将7份伊利石粉末按固液比1:40投入质量分数为1%的稀盐酸溶液中，在60-80℃水浴中搅拌1h，静置降温后，离心5min，加入蒸馏水超声震荡清洗5min，再次离心、超声震荡清洗至中性，在60-65℃烘箱中干燥1h，研碎成粉末，得酸洗伊利石。
进一步的，步骤（2）中相容剂为三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯；扩链剂由0.7份2,2，-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉和0.7份多官能团环氧树脂组成；螺杆转速为80r/min。
进一步的，步骤（3）中季戊四醇硬脂酸酯母粒的制备：将1份EVM橡胶和4份POE8003混合得树脂载体，将1份季戊四醇硬脂酸酯、5份纳米碳酸钙和0.5份抗氧剂1010混合得助剂，将树脂载体与助剂混合球磨，制得季戊四醇硬脂酸酯母粒。
进一步的，步骤（3）中热压压力为10MPa。
实施例2
一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）硅烷偶联剂改性酸洗伊利石：
向酸洗伊利石中1:100加入水液比为5%的硅烷偶联剂KH560，置于80-85℃的微波反应器中反应2h，冷却、离心分离，将固体沉淀用蒸馏水超声清洗5次，放入90-95℃鼓风烘干箱中干燥2h，研碎；
（2）废旧ABS和废旧聚丙烯共混改性：
将80份废旧ABS和35份废旧聚丙烯破碎成2-5mm的不规则片状，与8.6份相容剂在80-85℃干燥箱中烘12h，将扩链剂在30-35℃下真空干燥12h，将各烘干物料混合均匀，用185-210℃双螺杆挤出机熔融挤出，冷却、切粒，在120-125℃下干燥5h，得到共混改性的废旧ABS和废旧聚丙烯；
（3）利用氧化铝-偶联剂增强稻草秸秆纤维：
将25份稻草秸秆用高速粉碎机打成粉末，过60目筛，得到稻草秸秆纤维，将其在120-125℃干燥箱中干燥5h；将偶联剂溶于无水乙醇中，然后将其均匀喷洒到稻草秸秆纤维表面，在95-105℃干燥箱中反应3h后，与7份氧化铝、季戊四醇硬脂酸酯母粒、(1)、(2)中所得物料投入开炼机中，于130-160℃混炼15min后，冷却，用粉碎机打碎均匀，在90-95℃干燥箱中干燥12h后，注入模具中，在160-180℃下模压15min成型，制得所述传感器外壳材料。
进一步的，步骤（1）中酸洗伊利石：将13份伊利石粉末按固液比1:40投入质量分数为1%的稀盐酸溶液中，在60-80℃水浴中搅拌2h，静置降温后，离心10min，加入蒸馏水超声震荡清洗10min，再次离心、超声震荡清洗至中性，在60-65℃烘箱中干燥2h，研碎成粉末，得酸洗伊利石。
进一步的，步骤（2）中相容剂为三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯；扩链剂由1份2,2，-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉和1份多官能团环氧树脂组成；螺杆转速为90r/min。
进一步的，步骤（3）中季戊四醇硬脂酸酯母粒的制备：将2份EVM橡胶和8份POE8003混合得树脂载体，将2份季戊四醇硬脂酸酯、10份纳米碳酸钙和1份抗氧剂1010混合得助剂，将树脂载体与助剂混合球磨，制得季戊四醇硬脂酸酯母粒。
进一步的，步骤（3）中热压压力为15MPa。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（1）中未采用硅烷偶联剂对酸洗伊利石进行改性，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（3）中未添加季戊四醇硬脂酸酯母粒，除此外的方法步骤均相同。
对照组 纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS
为了对比本发明制得的传感器外壳材料的性能，对上述实施例1、实施例2、对比实施例1、对比实施例2方法对应制得的复合材料，以及对照组对应的纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，按照行业标准进行性能检测，具体对比数据如下表1所示：
表1
按照本发明方法制备的绝缘材料具有优异的抗冲击性能、抗拉伸性能；在对比实施例1中未采用硅烷偶联剂对酸洗伊利石进行改性，导致传感器外壳材料的拉伸强度、弯曲强度降低，但仍然优于对照组的纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS；在对比实施例2中未添加季戊四醇硬脂酸酯母粒，导致传感器外壳材料的冲击强度降低，但仍然优于对照组的纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS。
Claims (5)
1.一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）硅烷偶联剂改性酸洗伊利石：
向酸洗伊利石中1:100加入水液比为5%的硅烷偶联剂KH560，置于80-85℃的微波反应器中反应1-2h，冷却、离心分离，将固体沉淀用蒸馏水超声清洗3-5次，放入90-95℃鼓风烘干箱中干燥1-2h，研碎；
（2）废旧ABS和废旧聚丙烯共混改性：
将70-80份废旧ABS和30-35份废旧聚丙烯破碎成2-5mm的不规则片状，与7.5-8.6份相容剂在80-85℃干燥箱中烘10-12h，将扩链剂在30-35℃下真空干燥10-12h，将各烘干物料混合均匀，用185-210℃双螺杆挤出机熔融挤出，冷却、切粒，在120-125℃下干燥4-5h，得到共混改性的废旧ABS和废旧聚丙烯；
（3）利用氧化铝-偶联剂增强稻草秸秆纤维：
将20-25份稻草秸秆用高速粉碎机打成粉末，过40-60目筛，得到稻草秸秆纤维，将其在120-125℃干燥箱中干燥4-5h；将偶联剂溶于无水乙醇中，然后将其均匀喷洒到稻草秸秆纤维表面，在95-105℃干燥箱中反应2-3h后，与5-7份氧化铝、季戊四醇硬脂酸酯母粒、(1)、(2)中所得物料投入开炼机中，于130-160℃混炼10-15min后，冷却，用粉碎机打碎均匀，在90-95℃干燥箱中干燥10-12h后，注入模具中，在160-180℃下模压10-15min成型，制得所述传感器外壳材料。
2.根据权利要求1所述的一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，步骤（1）中酸洗伊利石：
将7-13份伊利石粉末按固液比1:40投入质量分数为1%的稀盐酸溶液中，在60-80℃水浴中搅拌1-2h，静置降温后，离心5-10min，加入蒸馏水超声震荡清洗5-10min，再次离心、超声震荡清洗至中性，在60-65℃烘箱中干燥1-2h，研碎成粉末，得酸洗伊利石。
3.根据权利要求1所述的一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，步骤（2）中相容剂为三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯；扩链剂由0.7-1份2,2，-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉和0.7-1份多官能团环氧树脂组成；螺杆转速为80-90r/min。
4.根据权利要求1所述的一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，步骤（3）中季戊四醇硬脂酸酯母粒的制备：
将1-2份EVM橡胶和4-8份POE8003混合得树脂载体，将1-2份季戊四醇硬脂酸酯、5-10份纳米碳酸钙和0.5-1份抗氧剂1010混合得助剂，将树脂载体与助剂混合球磨，制得季戊四醇硬脂酸酯母粒。
5.根据权利要求1所述的一种用伊利石-稻草秸秆纤维改性废旧塑料制备传感器外壳材料的方法，其特征在于，步骤（3）中热压压力为10-15MPa。
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