CN111040369A - 一种高强度塑料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度塑料及其制备方法和应用，该高强度塑料包括以下重量份的原料：30～40份ABS树脂、5～10份纳米二氧化钛、5～10份纳米碳化硅、6～8份硫酸钙晶须、3～5份环氧树脂、2～6份钛酸丁酯、6～8份短切玻璃纤维、3～5份分散剂。通过将上述原料按照重量份分批进行混合，加热搅拌，造粒，得到该高强度塑料。本发明制得的塑料具备优异的承载强度和拉伸强度，同时热变形温度高达231℃；能够应用在汽车、农业和生活用品等众多领域。
Description
技术领域
本发明涉及塑料领域，具体涉及一种高强度塑料及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业技术的不断发展和进步，人们不再单单采用矿物作为各类用品的原料，其中高分子化合物的出现满足了人们日益增长的需求，生活中有许多高分子化合物产品，而常常提到的塑料就属于高分子化合物，塑料在生活中无处不在，从农业中温室大棚的透光膜、各种包装盒到汽车飞机上的零部件。特别是汽车和工厂机器方面，塑料取代了大量的金属材料作为零部件，这是由于相比于金属，塑料更轻，制作的成本更低。但是现有的塑料也有一定的问题，就是其强度仍无法与金属相比。因此，如何提高塑料的强度，提出一种强度更高、性能更优异的塑料将具有十分大的市场价值和社会意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度更高、性能更优异的塑料。具体通过以下技术方案实现：
一种高强度塑料，包括以下重量份的原料：30～40份ABS树脂、5～10份纳米二氧化钛、5～10份纳米碳化硅、6～8份硫酸钙晶须、3～5份环氧树脂、2～6份钛酸丁酯、6～8份短切玻璃纤维、3～5份分散剂。
本发明以ABS树脂为母体，通过添加纳米二氧化钛和纳米碳化硅，提高了塑料的强度和耐磨损性；添加环氧树脂和酞酸丁酯分别作为黏合剂和偶联剂；添加硫酸钙晶须用以进一步增强材料的耐摩擦性能，同时与短切玻璃纤维一同与其他成分产生交联，提高材料的韧性，且对于材料本身的密度影响较小；另外，硫酸钙晶须还可以提升环氧树脂粘合的拉伸强度和剪切强度，进一步的提升塑料的强度。本发明制得的高强度塑料至少可以应用在机械制造领域中。
在一些优选的实施情况中，该高强度塑料包括以下重量份的原料：38份ABS树脂、6份纳米二氧化钛、6份纳米碳化硅、7份硫酸钙晶须、4份环氧树脂、3份钛酸丁酯、7份短切玻璃纤维、4份分散剂。
在一些优选的实施情况中，该高强度塑料包括以下重量份的原料：35份ABS树脂、8份纳米二氧化钛、8份纳米碳化硅、8份硫酸钙晶须、5份环氧树脂、5份钛酸丁酯、8份短切玻璃纤维、5份分散剂。
在一些优选的实施情况中，该高强度塑料包括以下重量份的原料：32份ABS树脂、10份纳米二氧化钛、10份纳米碳化硅、6份硫酸钙晶须、3份环氧树脂、6份钛酸丁酯、6份短切玻璃纤维、3份分散剂。
优选的，上述分散剂为固体石蜡和硬脂酸中的至少一种。
本发明还提供了一种上述高强度塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照重量份将纳米二氧化钛、纳米碳化硅和酞酸丁酯在100～110℃的温度下2000r/min混合10～12min，得到混合物A；
S2：按照重量份将硫酸钙晶须、短切玻璃纤维、环氧树脂和分散剂加入至混合物A中，在115～120℃的温度下2000r/min混合5～8min，得到混合物B；
S3：按照重量份将ABS树脂加入至混合物B中，1000r/min混合4～8min，冷却至室温后，经挤出造粒得到所述高强度塑料。
本发明的有益效果为：本发明制得的塑料具备优异的承载强度和拉伸强度，同时热变形温度高达231℃；能够应用在汽车、农业和生活用品等众多领域。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
一种高强度塑料，包括以下重量份的原料：38份ABS树脂、6份纳米二氧化钛、6份纳米碳化硅、7份硫酸钙晶须、4份环氧树脂、3份钛酸丁酯、7份短切玻璃纤维、4份固体石蜡。具体制备过程包括以下步骤：
S1：按照重量份将纳米二氧化钛、纳米碳化硅和酞酸丁酯在100～110℃的温度下2000r/min混合10～12min，得到混合物A；
S2：按照重量份将硫酸钙晶须、短切玻璃纤维、环氧树脂和分散剂加入至混合物A中，在115～120℃的温度下2000r/min混合5～8min，得到混合物B；
S3：按照重量份将ABS树脂加入至混合物B中，1000r/min混合4～8min，冷却至室温后，经挤出造粒得到该高强度塑料。
实施例2：
一种高强度塑料，包括以下重量份的原料：35份ABS树脂、8份纳米二氧化钛、8份纳米碳化硅、8份硫酸钙晶须、5份环氧树脂、5份钛酸丁酯、8份短切玻璃纤维、5份硬脂酸。
具体制备过程包括以下步骤：
S1：按照重量份将纳米二氧化钛、纳米碳化硅和酞酸丁酯在100～110℃的温度下2000r/min混合10～12min，得到混合物A；
S2：按照重量份将硫酸钙晶须、短切玻璃纤维、环氧树脂和分散剂加入至混合物A中，在115～120℃的温度下2000r/min混合5～8min，得到混合物B；
S3：按照重量份将ABS树脂加入至混合物B中，1000r/min混合4～8min，冷却至室温后，经挤出造粒得到该高强度塑料。
实施例3：
一种高强度塑料，包括以下重量份的原料：32份ABS树脂、10份纳米二氧化钛、10份纳米碳化硅、6份硫酸钙晶须、3份环氧树脂、6份钛酸丁酯、6份短切玻璃纤维、3份固体石蜡。具体制备过程包括以下步骤：
S1：按照重量份将纳米二氧化钛、纳米碳化硅和酞酸丁酯在100～110℃的温度下2000r/min混合10～12min，得到混合物A；
S2：按照重量份将硫酸钙晶须、短切玻璃纤维、环氧树脂和分散剂加入至混合物A中，在115～120℃的温度下2000r/min混合5～8min，得到混合物B；
S3：按照重量份将ABS树脂加入至混合物B中，1000r/min混合4～8min，冷却至室温后，经挤出造粒得到该高强度塑料。
实施例4：
对实施例1～3制得的塑料进行检测，结果如表1所示，由表1可知，本发明制得的塑料具有很好的承载强度、拉伸强度和弯曲程度，同时还具有很好的耐高温性能。
表1实施例1～3制得的塑料的检测结果
| 承载强度(MPa) | 拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 热变形温度(℃) | |
| 实施例1 | 83.5 | 98 | 198 | 235 |
| 实施例2 | 85.2 | 97 | 190 | 236 |
| 实施例3 | 83.7 | 92 | 192 | 231 |
Claims (7)
1.一种高强度塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：30～40份ABS树脂、5～10份纳米二氧化钛、5～10份纳米碳化硅、6～8份硫酸钙晶须、3～5份环氧树脂、2～6份钛酸丁酯、6～8份短切玻璃纤维、3～5份分散剂。
2.根据权利要求1所述的高强度塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：38份ABS树脂、6份纳米二氧化钛、6份纳米碳化硅、7份硫酸钙晶须、4份环氧树脂、3份钛酸丁酯、7份短切玻璃纤维、4份分散剂。
3.根据权利要求1所述的高强度塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：35份ABS树脂、8份纳米二氧化钛、8份纳米碳化硅、8份硫酸钙晶须、5份环氧树脂、5份钛酸丁酯、8份短切玻璃纤维、5份分散剂。
4.根据权利要求1所述的高强度塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：32份ABS树脂、10份纳米二氧化钛、10份纳米碳化硅、6份硫酸钙晶须、3份环氧树脂、6份钛酸丁酯、6份短切玻璃纤维、3份分散剂。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高强度塑料，其特征在于，所述分散剂为固体石蜡和硬脂酸中的至少一种。
6.一种权利要求1至5任一项所述的高强度塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照重量份将纳米二氧化钛、纳米碳化硅和酞酸丁酯在100～110℃的温度下2000r/min混合10～12min，得到混合物A；
S2：按照重量份将硫酸钙晶须、短切玻璃纤维、环氧树脂和分散剂加入至混合物A中，在115～120℃的温度下2000r/min混合5～8min，得到混合物B；
S3：按照重量份将ABS树脂加入至混合物B中，1000r/min混合4～8min，冷却至室温后，经挤出造粒得到所述高强度塑料。
7.权利要求1至5任一项所述的高强度塑料在机械制造领域中的应用。
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