CN111363350B - 一种微孔发泡高强度抗老化ppa/petg复合塑料井盖及其制备方法 - Google Patents

一种微孔发泡高强度抗老化ppa/petg复合塑料井盖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖及其制备方法，采用PPA/PETG复合材料作为基体树脂，加入嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂和枝状碳酸钙晶须材料增强材料，利用埃洛石特殊的管状结构，在管内壁嵌入对甲苯磺酰氨基脲发泡剂，在表面负载具有优异紫外线屏蔽功能的TiO2，既能使得井盖内部均匀发泡，有效实现井盖的减重，也能提高井盖的抗老化性能。并以鳞片石墨作为基体模板，通过液相反应方法合成碳酸钙晶须并附于鳞片石墨表面，形成“枝状”结构增强材料，利用鳞片石墨表面碳酸钙晶须的各向异性及鳞片石墨层间滑移等特点，实现对井盖的增强效果，克服井盖因发泡造成强度的降低。

Description

一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种复合塑料井盖及其制备方法，更具体的说是涉及一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖及其制备方法。
背景技术
近年来，随着城镇化的发展和国家对基础设施投资建设力度的加大，无论是大城市、小城市还是村镇，只要有供水系统、排水系统、供电系统和通信系统等公共设施的地方，就需要安装检查井，据统计：全国每年新增和更换井盖数量至少在1000万个以上。
传统井盖主要有铸铁井盖、水泥井盖、玻璃钢井盖、树脂复合井盖等几类，铸铁井盖虽然强度高，使用持久，但是比较脆，容易粉碎，甚至断裂，制造能耗高，制作工艺步骤多，成型制作周期较长，而且使用时跳动噪声大，容易被盗，盗窃后极易产生交通及人身保险事故；水泥井盖要达到强度必顺做得很厚，难以开启，经常使井盖被粘住，而且其脆性大、易断裂；玻璃钢井盖，防盗性能好，较美观，但是抗紫外线照射能力较差，易于分解，且热胀冷缩系数与马路不同步，耐用年限短，抗压能力差，材质脆性特别大，极易断裂；树脂井盖强度低、承载能力不够，只能够满足井盖标准的最低等级要求，易老化和蠕变；
聚邻苯二甲酰胺（简称PPA）是以对苯二甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺，是一种半结晶性热塑性芳香族聚酰胺，具有刚性大、耐热性高、强度高电性能优良等优点，但是由于其高耐温，所以流动性较差，造成加工较为困难。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖及其制备方法，井盖具有质量轻、成本低等特点，具体指标如下：密度达到1.07 g/cm3 ，拉伸强度达到51MPa，弯曲强度达到74MPa，较没有发泡，没有增强的同组分的PPA/PETG复合材料在拉伸强度和弯曲强度略有下降的情况下，密度下降11%以上。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，其特征在于：由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管。
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取5~10g的TiO2和2~5g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在80~ 100℃温度下恒温干燥2 ~ 3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO2 5~10g和干燥埃洛石纳米管2~5g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1~2g偶联剂反应12~24h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗3~5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:1~3组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取5~10g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于30~50mL溶剂中，磁力搅拌至均匀；称取3~6g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一种。
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：3~5充分搅拌2~4h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化8~12h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入5~10g鳞片石墨和10~15g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度80~90℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应0.5~1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束；
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤，在100~120℃下烘干2~3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1~2:1组成。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，所述增韧剂为EPDM和POE中的至少一种，所述润滑剂为硬脂酸和EBS中的至少一种，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比1~5:1组成。
本发明所述的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：其特征在于：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料；
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑成型加工温度250～300℃之间。
具体地说，本发明所述的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
作为本发明的进一步改进，所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取5~10g的TiO2和2~5g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在80~ 100℃温度下恒温干燥2 ~ 3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
优选的，本步骤中所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%，本发明实施例中TiO2和埃洛石选自福建省万旗非金属材料有限公司；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO25~10g和干燥埃洛石纳米管2~5g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1~2g偶联剂反应12~24h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗3~5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
优选的，本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:1~3组成，本发明实施例所用的型号分别为KH-570和KH-550，均来自常州新区利进化工股份有限公司；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取5~10g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于30~50mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取3~6g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
优选的，本步骤中所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一种；
作为本发明的进一步改进，所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料由下述方法制备的：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：3~5充分搅拌2~4h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化8~12h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入5~10g鳞片石墨和10~15g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度80~90℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应0.5~1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在100~120℃下烘干2~3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
本发明实施例所用枝状碳酸钙晶须和鳞片石墨材料，均来自福建省万旗非金属材料有限公司。
优选的，本发明中，所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1~2:1组成，接枝率≥0.5%，型号分别为CMG9802和CMG9805,均选自上海日之升新技术发展有限公司。
优选的，本发明中，所述增韧剂为EPDM和POE中的至少一种，其中POE、EPDM均为市售产品，型号分别为POE8150和4045，来自美国陶氏和日本JSR；所述润滑剂为硬脂酸和EBS中的至少一种，其中硬脂酸和EBS均为市售产品，型号分别为1801、325目，均来自广州市创锦鑫化工科技有限公司；所述抗氧化剂为1010和168按照重量比1~5:1组成，均来自德国巴斯夫；
作为本发明的另一个目的，本发明还提供一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）采用PPA/PETG复合材料作为基体树脂，利用PPA具有刚性大、耐热性高、强度高等优点，同时复配PETG树脂，克服单一使用PPA树脂流动性较差，加工困难等缺点。
（2）制备嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管作为抗老化复合发泡剂，利用埃洛石特殊的管状结构，在管内壁嵌入耐高温对甲苯磺酰氨基脲发泡剂，同时在表面负载具有优异紫外线屏蔽功能的TiO2，克服单一使用TiO2易发生团聚，不利于在树脂基体中分散等缺点，既能使得井盖内部均匀发泡，有效实现井盖的减重，也能提高井盖的抗老化性能。
（3）制备以枝状碳酸钙晶须材料作为增强材料，以鳞片石墨作为基体模板，通过液相反应方法合成碳酸钙晶须并附于鳞片石墨表面，形成“枝状”结构增强材料，利用鳞片石墨表面碳酸钙晶须的各向异性及鳞片石墨层间滑移等特点，实现对井盖的增强效果，克服井盖因发泡造成强度的降低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例2制得的嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的透射电子显微镜图；
图2为本发明实施例2制得的枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料的SEM图；
图3为本发明实施例2制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖断面电镜扫描图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1：
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取5g的TiO2和2g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在80℃温度下恒温干燥2 d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
本步骤中所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO2 5g和干燥埃洛石纳米管2g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1g偶联剂反应12h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗3遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:1组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取5g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于30mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取3g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述溶剂为二甲基亚砜；
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨增强材料由下述方法制备；
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：3充分搅拌2h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化8h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入5g鳞片石墨和10g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度80℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应0.5h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在100℃下烘干2h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1:1组成；
所述增韧剂为EPDM，所述润滑剂为硬脂酸，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比1:1组成；
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖密度为1.09 g/cm3 ，拉伸强度为50.0 Mpa，弯曲强度为71.8 Mpa。
实施例2：
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，包括下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取7g的TiO2和3g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在90℃温度下恒温干燥3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
本步骤中所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO28g和干燥埃洛石纳米管3g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1.5g偶联剂反应18h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:2组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取7g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于35mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取4g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述溶剂为二甲基乙酰胺；
本实施例制得的嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂的透射电子显微镜如图1所示。
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨增强材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：4充分搅拌3h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化10h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入8g鳞片石墨和12g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度85℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在110℃下烘干3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
本实施例制得的枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料的SEM图如图2所示。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1.5:1组成；
所述增韧剂为POE，所述润滑剂为EBS，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比3:1组成；
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
本实施例制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖断面电镜扫描图如图3所示。
经检测，本实施例制备的微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖密度为1.07 g/cm3 ，拉伸强度为51.1Mpa，弯曲强度为74.3Mpa。
实施例3：
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取8g的TiO2和4g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在95℃温度下恒温干燥2d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO28g和干燥埃洛石纳米管4g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1g偶联剂反应20h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗3遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:1.5组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取8g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于45mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取4.5g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述溶剂为二甲基甲酰胺；
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料增强材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：3.5充分搅拌3h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化11h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入7.5g鳞片石墨和13g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度85℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在105℃下烘干2h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1.75:1组成；
所述增韧剂为EPDM，所述润滑剂为EBS，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比3:1组成；
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：其特征在于：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖密度为1.10g/cm3 ，拉伸强度为50.5Mpa，弯曲强度为72.1Mpa。
实施例4：
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取10g的TiO2和5g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在 100℃温度下恒温干燥3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
本步骤中所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO210g和干燥埃洛石纳米管5g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入2g偶联剂反应24h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:3组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取10g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于50mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取6g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述溶剂为二甲基乙酰胺；
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨增强材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：5充分搅拌4h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化12h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入10g鳞片石墨和15g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度90℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在120℃下烘干3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比2:1组成；
优选的，本发明中，所述增韧剂为EPDM，所述润滑剂为硬脂酸，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比5:1组成；
一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：其特征在于：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖密度为1.11g/cm3 ，拉伸强度为50.8Mpa，弯曲强度为73.5 Mpa。
对比例1：
一种微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管抗老化复合发泡剂由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取7g的TiO2和3g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在90℃温度下恒温干燥3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
本步骤中所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO28g和干燥埃洛石纳米管3g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1.5g偶联剂反应18h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:2组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取7g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于35mL溶剂中，磁力搅拌至均匀。称取4g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
本步骤中所述溶剂为二甲基乙酰胺；
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1.5:1组成；
所述增韧剂为POE，所述润滑剂为EBS，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比3:1组成；
一种微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的微孔发泡抗老化PPA/PETG复合塑料井盖密度为1.04 g/cm3 ，拉伸强度为40.6 Mpa，弯曲强度为63.1 Mpa。
对比例2：
一种高强度PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨增强材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：4充分搅拌3h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化10h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入8g鳞片石墨和12g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度85℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束。
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤、在110℃下烘干3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1.5:1组成；
所述增韧剂为POE，所述润滑剂为EBS，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比3:1组成；
一种高强度PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种高强度PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的高强度PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得高强度PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的高强度PPA/PETG复合塑料井盖密度为 1.32g/cm3 ，拉伸强度为87.6 Mpa，弯曲强度为138.7 Mpa。
对比例3：
一种PPA/PETG复合塑料井盖，由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份。
所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，选自美国苏威先进聚合物公司，型号：AT-1002 ET-1000；所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，选自选自美国伊士曼，型号：DN001；所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1.5:1组成；
所述增韧剂为POE，所述润滑剂为EBS，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比3:1组成；
一种PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种PPA/PETG复合塑料井盖专用料。
步骤三：将步骤二制得的PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得PPA/PETG复合塑料井盖，注塑加工温度250～300℃之间。
经检测，本实施例制备的高强度PPA/PETG复合塑料井盖密度为 1.21g/cm3 ，拉伸强度为57.4 Mpa，弯曲强度为87.3 Mpa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，其特征在于：由下述质量百分比组分组成：
PPA树脂：70份
PETG树脂：30份
抗老化复合发泡剂：8份
增强材料：20份
相容剂：6份
增韧剂：15份
润滑剂：2份
抗氧化剂：0.5份
所述抗老化复合发泡剂为嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管由下述方法制备：
步骤A:埃洛石纳米管及TiO2的干燥处理
分别称取5~10g的TiO2和2~5g埃洛石纳米管放入真空干燥箱中，在80~ 100℃温度下恒温干燥2 ~ 3d，制得干燥埃洛石纳米管和TiO2，备用；
所述干燥埃洛石纳米管和TiO2含水量≤0.2%；
步骤B：表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
分别将步骤A制得的干燥TiO2 5~10g和干燥埃洛石纳米管2~5g加入到装有30ml水和170ml丙醇混合溶液三口烧瓶中，机械搅拌至均匀，超声波处理30min，常温条件下边磁力搅拌边缓慢加入1~2g偶联剂反应12~24h，反应完成后过滤，边真空抽滤边用无水乙醇清洗3~5遍，然后50℃恒温真空干燥制得表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ―氨丙基三乙氧基硅烷按照重量比1:1~3组成；
步骤C：嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管的制备
称取5~10g的对甲苯磺酰氨基脲，溶于30~50mL溶剂中，磁力搅拌至均匀；称取3~6g步骤B制得的表面负载TiO2埃洛石纳米管加入上述溶液中，机械搅拌均匀，超声波处理20min，常温下静置24h，去掉上层清液后微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，制得嵌入型表面负载TiO2埃洛石纳米管；
所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一种；
所述增强材料为枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料；
所述枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料由下述方法制备：
步骤1、在5L的圆底烧瓶中，加入按照氧化钙与去离子水质量比为1：3~5充分搅拌2~4h使其消解充分，将消解后的料浆室温陈化8~12h；
步骤2、在0.5L去离子水中依次加入5~10g鳞片石墨和10~15g氯化镁，充分搅拌制得鳞片石墨、氯化镁混合液；
步骤3、将步骤1陈化后的料浆置于碳化反应器中，控制反应温度80~90℃，边搅拌边向反应器里加入步骤2制得的鳞片石墨、氯化镁混合液，充分反应0.5~1h后在反应器底部以一定的流量通入C02气体进行碳酸化反应，同时利用数显pH/mV计检测溶液pH值的变化，当溶液pH值等于7时碳酸化反应结束；
步骤4、将步骤3制得的反应浆料经沉淀过滤、洗涤，在100~120℃下烘干2~3h即干燥得到枝状碳酸钙晶须/鳞片石墨材料。
2.根据权利要求1所述的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，其特征在于：所述相容剂为SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH按照重量比1~2:1组成。
3.根据权利要求1所述的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，其特征在于：所述PPA树脂为聚邻苯二酰胺，所述PETG树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，所述增韧剂为EPDM和POE中的至少一种，所述润滑剂为硬脂酸和EBS中的至少一种，所述抗氧化剂为1010和168按照重量比1~5:1组成。
4.权利要求1-3任一所述的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖的制备方法：其特征在于：步骤如下：
步骤一：按照配比称取PPA树脂和PETG树脂于110℃温度下烘干3~5h，将PETG树脂、PPA树脂、抗老化复合发泡剂、增强材料、相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂在高速混合机中混合30min，使各组分充分搅拌分散均匀，备用；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出，挤出温度在210～250℃之间，螺杆转速为200~400r/min，挤出造粒，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料；
步骤三：将步骤二制得的一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖专用料经塑料注塑机注塑成型，制得一种微孔发泡高强度抗老化PPA/PETG复合塑料井盖，注塑成型加工温度250～300℃之间。
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