CN111334015A - 一种新型环保高性能塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保高性能塑料及其制备方法，所述塑料，包括以下原料：膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯、稳定剂；所述的塑料是经过多级混合、注塑等步骤制得的。本发明制得的塑料环保性能好，粘结性高达97.4mN/m以上，能满足应用需求，可大力推广在常见的塑料产品上的应用。
Description
技术领域
本发明属于塑料制备技术领域，具体涉及一种新型环保高性能塑料及其制备方法。
背景技术
塑料的用途特别广泛，比如塑料玩具，塑料瓶，塑料包装，塑料袋等，我们生活根本离不开塑料。研究发现，聚乳酸树脂生产出来的塑料产品可在堆肥环境下被完全降解成二氧化碳和水，且聚乳酸树脂具有良好的相容性、透明性、抗溶剂性和双向拉伸性能等，可采用多种加工方式，目前国内外比较常见的塑料产品为一次性的杯子，刀叉，盘子，塑料袋，无纺布等，理论上只要是塑料制品，都可以用这种生物塑料材料来制作，但存在粘结性较差的问题。
发明内容
本发明的提供一种新型环保高性能塑料及其制备方法，以解决现有塑料粘结性较差的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型环保高性能塑料，包括以下原料：膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯；
所述月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的重量比为（1.2-1.8）：（2-3）：（2-3.4）：（0.4-0.7）。
本发明的技术原理：月桂醇硫酸钠具有活性性能，可增大新型环保高性能塑料表面的孔隙，使异丙醇铝能够渗透进新型环保高性能塑料的内部，使得形成机械连接性能好的牢固物体，从而提高新型环保高性能塑料粘结性。乙撑基双硬脂酰胺有利于组分之间的分散，氧化石墨烯与乙撑基双硬脂酰胺组合使用时，乙撑基双硬脂酰胺能够提高氧化石墨烯分散性能，促进氧化石墨烯与月桂醇硫酸钠的表面活化，进而改善氧化石墨烯的表面性能，降低接触角，从而提高了新型环保高性能塑料的粘结性等。此外，乙撑基双硬脂酰胺通过对月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、氧化石墨烯的分散作用，改善月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、氧化石墨烯的流动性，使得组分原料之间混合得更加均匀，本发明通过控制月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的重量比例，进而提高新型环保高性能塑料的粘结性。
进一步地，所述月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的重量比为1.3：2：2.3：0.4。
进一步地，所述的新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土3-6份、氯化铁2-4份、甲基丙烯酸甲酯9-12份、聚乳酸树脂42-70份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3-5份、聚氯乙烯14-23份、硅烷偶联剂1-2份、三羟甲基丙烷7-10份、月桂醇硫酸钠1.2-1.8份、异丙醇铝2-3份、乙撑基双硬脂酰胺2-3.4份、氧化石墨烯0.4-0.7份。
进一步地，所述的新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土4份、氯化铁2份、甲基丙烯酸甲酯10份、聚乳酸树脂68份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、聚氯乙烯15份、硅烷偶联剂1份、三羟甲基丙烷7份、月桂醇硫酸钠1.3份、异丙醇铝2份、乙撑基双硬脂酰胺2.3份、氧化石墨烯0.4份。
进一步地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步地，原料中还包括稳定剂。
进一步地，所述稳定剂，以重量份为单位，为0.2-0.4份。
进一步地，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
本发明还提供一种新型环保高性能塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为112-116℃，转速为500-600r/min下搅拌20-30min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波加热下搅拌，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为70-76℃，转速为200-300r/min下搅拌10-15min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为10-14MPa，温度为130-150℃下热压6-12min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
进一步地，步骤S2中在微波加热下搅拌，制得混合物b的条件：在微波波功率为200-300W，温度为83-85℃，转速为400-500r/min下搅拌3-4h，制得混合物b。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的制备原料月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯在制备新型环保高性能塑料中起到了协同作用，协同提高了新型环保高性能塑料的粘结性；
（2）本发明制得的塑料环保性能好，粘结性高达97.4mN/m以上，能满足应用需求，可大力推广在常见的塑料产品上的应用。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土3-6份、氯化铁2-4份、甲基丙烯酸甲酯9-12份、聚乳酸树脂42-70份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3-5份、聚氯乙烯14-23份、硅烷偶联剂1-2份、三羟甲基丙烷7-10份、月桂醇硫酸钠1.2-1.8份、异丙醇铝2-3份、乙撑基双硬脂酰胺2-3.4份、氧化石墨烯0.4-0.7份、稳定剂0.2-0.4份；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560；
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；
所述新型环保高性能塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为112-116℃，转速为500-600r/min下搅拌20-30min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波波功率为200-300W，温度为83-85℃，转速为400-500r/min下搅拌3-4h，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为70-76℃，转速为200-300r/min下搅拌10-15min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为10-14MPa，温度为130-150℃下热压6-12min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土4份、氯化铁2份、甲基丙烯酸甲酯10份、聚乳酸树脂68份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、聚氯乙烯15份、硅烷偶联剂1份、三羟甲基丙烷7份、月桂醇硫酸钠1.3份、异丙醇铝2份、乙撑基双硬脂酰胺2.3份、氧化石墨烯0.4份、稳定剂0.2份；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560；
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；
所述新型环保高性能塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为112℃，转速为500r/min下搅拌30min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波波功率为200W，温度为83℃，转速为400r/min下搅拌4h，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为70℃，转速为200r/min下搅拌15min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为10MPa，温度为130℃下热压12min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
实施例2
一种新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土4份、氯化铁3份、甲基丙烯酸甲酯11份、聚乳酸树脂65份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份、聚氯乙烯18份、硅烷偶联剂1.4份、三羟甲基丙烷9份、月桂醇硫酸钠1.5份、异丙醇铝2.6份、乙撑基双硬脂酰胺3份、氧化石墨烯0.5份、稳定剂0.3份；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560；
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；
所述新型环保高性能塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为115℃，转速为600r/min下搅拌26min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波波功率为300W，温度为84℃，转速为500r/min下搅拌3.6h，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为74℃，转速为300r/min下搅拌12min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为13MPa，温度为140℃下热压10min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
实施例3
一种新型环保高性能塑料，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土5份、氯化铁4份、甲基丙烯酸甲酯12份、聚乳酸树脂46份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、聚氯乙烯21份、硅烷偶联剂2份、三羟甲基丙烷10份、月桂醇硫酸钠1.6份、异丙醇铝2.8份、乙撑基双硬脂酰胺3.2份、氧化石墨烯0.6份、稳定剂0.4份；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560；
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；
所述新型环保高性能塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为116℃，转速为600r/min下搅拌20min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波波功率为300W，温度为85℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为76℃，转速为300r/min下搅拌10min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为14MPa，温度为150℃下热压6min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
对比例1
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中缺少月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯。
对比例2
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中缺少月桂醇硫酸钠。
对比例3
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中缺少异丙醇铝。
对比例4
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中缺少乙撑基双硬脂酰胺。
对比例5
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中缺少氧化石墨烯。
对比例6
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备新型环保高性能塑料的原料中月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的用量不同，月桂醇硫酸钠5份、异丙醇铝1份、乙撑基双硬脂酰胺6份、氧化石墨烯0.1份。
采用GB/T 11211-2009检测标准对实施例1-3和对比例1-6制得的新型环保高性能塑料进行粘结性检测，结果如下表所示。
| 实验项目 | 粘结性（mN/m） |
| 实施例1 | 97.4 |
| 实施例2 | 102.3 |
| 实施例3 | 99.1 |
| 对比例1 | 61.8 |
| 对比例2 | 93.6 |
| 对比例3 | 95.7 |
| 对比例4 | 92.1 |
| 对比例5 | 94.9 |
| 对比例6 | 83.4 |
由上表可知：（1）由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例，本发明制得的新型环保高性能塑料的粘结性达到97.4mN/m以上，可见性能优异，能满足应用需求。
（2）由实施例2和对比例1-5检测的粘结性数据计算，月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯在制备新型环保高性能塑料中起到了协同作用，协同提高了新型环保高性能塑料的粘结性，这是：
月桂醇硫酸钠具有活性性能，可增大新型环保高性能塑料表面的孔隙，使异丙醇铝能够渗透进新型环保高性能塑料的内部，使得形成机械连接性能好的牢固物体，从而提高新型环保高性能塑料粘结性。乙撑基双硬脂酰胺有利于组分之间的分散，氧化石墨烯与乙撑基双硬脂酰胺组合使用时，乙撑基双硬脂酰胺能够提高氧化石墨烯分散性能，促进氧化石墨烯与月桂醇硫酸钠的表面活化，进而改善氧化石墨烯的表面性能，降低接触角，从而提高了新型环保高性能塑料的粘结性等。此外，乙撑基双硬脂酰胺通过对月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、氧化石墨烯的分散作用，改善月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、氧化石墨烯的流动性，使得组分原料之间混合得更加均匀，进而提高新型环保高性能塑料的粘结性。
（3）由实施例2和对比例6的数据可见，月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯不在本发明控制的重量比例范围内，会大大影响塑料的粘结性，降低了18.48%。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种新型环保高性能塑料，其特征在于，包括以下原料：膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯；
所述月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的重量比为（1.2-1.8）：（2-3）：（2-3.4）：（0.4-0.7）。
2.根据权利要求1所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，所述月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯的重量比为1.3：2：2.3：0.4。
3.根据权利要求1所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土3-6份、氯化铁2-4份、甲基丙烯酸甲酯9-12份、聚乳酸树脂42-70份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3-5份、聚氯乙烯14-23份、硅烷偶联剂1-2份、三羟甲基丙烷7-10份、月桂醇硫酸钠1.2-1.8份、异丙醇铝2-3份、乙撑基双硬脂酰胺2-3.4份、氧化石墨烯0.4-0.7份。
4.根据权利要求3所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：膨润土4份、氯化铁2份、甲基丙烯酸甲酯10份、聚乳酸树脂68份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、聚氯乙烯15份、硅烷偶联剂1份、三羟甲基丙烷7份、月桂醇硫酸钠1.3份、异丙醇铝2份、乙撑基双硬脂酰胺2.3份、氧化石墨烯0.4份。
5.根据权利要求3所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
6.根据权利要求3所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，原料中还包括稳定剂。
7.根据权利要求6所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，所述稳定剂，以重量份为单位，为0.2-0.4份。
8.根据权利要求6或7所述的新型环保高性能塑料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的新型环保高性能塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚氯乙烯、聚乳酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷混合，在温度为112-116℃，转速为500-600r/min下搅拌20-30min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤S1 制得的混合物a中加入膨润土、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、月桂醇硫酸钠、异丙醇铝、乙撑基双硬脂酰胺、氧化石墨烯，在微波加热下搅拌，制得混合物b；
S3：向步骤S2 制得的混合物b中加入稳定剂，在温度为70-76℃，转速为200-300r/min下搅拌10-15min，制得混合物c；
S4：将步骤S3制得的混合物c置于平板硫化机上，在压力为10-14MPa，温度为130-150℃下热压6-12min，取出冷却至室温，制得新型环保高性能塑料。
10.根据权利要求9所述的新型环保高性能塑料的制备方法，其特征在于，步骤S2中在微波加热下搅拌，制得混合物b的条件：在微波波功率为200-300W，温度为83-85℃，转速为400-500r/min下搅拌3-4h，制得混合物b。
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