CN112694755A - 一种具有高抗击强度塑料及其制备方法 - Google Patents

一种具有高抗击强度塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于本发明涉及塑料及其制备技术领域，提供了一种具有高抗击强度塑料及其制备方法，该具有高抗击强度塑料由硅氧烷聚合物树脂、补强剂、无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌和阻燃剂混合制备而成，本发明通过采用硅烷偶联剂，能够有效的增加补强剂在本发明硅氧烷聚合物树脂中的相容性，能够使得硅氧烷聚合物树脂截面上的孔洞大幅度减少，同时，截面更加光滑。硅氧烷聚合物树脂与硅烷偶联剂之间的相互作用能够与补强剂、超细硼酸锌之间的黏结效果得到明显改善，从而能够大幅度的提本发明塑料的抗击强度，本发明的具有高抗击强度塑料能够满足市场的需求。

Description

一种具有高抗击强度塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料及其制备技术领域，具体涉及一种具有高抗击强度塑料及其制备方法。
背景技术
塑料是一类高分子聚合物，具有易加工成型、轻便、透光性好、机械性能好、耐久性、耐腐蚀等特点；虽然现有技术中已经公开了改善了抗击强度的塑料，但是，其改进后的塑料抗击强度一般，无法满足市场的需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种具有高抗击强度塑料及其制备方法，该具有高抗击强度塑料具有高抗击强度塑料有较好的的抗击强度好达到41.96KJ/m2以上，且本发明制备的具有高抗击强度塑料不易损坏、硬度高、不易老化的优点，本发明的具体内容如下：
本发明的第一个目的在于提供一种具有高抗击强度塑料，其技术点在于：按重量份数计，所述具有高抗击强度塑料由112-135重量份的硅氧烷聚合物树脂、13-17重量份的补强剂、18-22重量份的无机填料、1.8-2.2重量份的增塑剂、0.5-1.1重量份的硅烷偶联剂、1.6-1.8重量份的分散剂、1-3重量份的超细硼酸锌和1.1-1.5重量份的阻燃剂混合制备而成。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:(1-3):(1-3)。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的补强剂为金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的无机填料为碳酸钙、滑石粉和沸石粉中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯、柠檬酸三乙酯和柠檬酸三丁酯中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的分散剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁和硬脂酸铜中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的超细硼酸锌颗粒平均直径为30-100nm。
在本发明的有的实施例中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、溴系阻燃剂和无机阻燃剂中的至少一种。
本发明的第二个目的在于提供一种具有高抗击强度塑料的制备方法，其技术点在于：所述具有高抗击强度塑料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将硅氧烷聚合物树脂使用粉碎机粉碎至粒径为0.5-1cm，将直径大于1cm的硅氧烷聚合物树脂颗粒使用过滤筛进行过滤，将挑选后的硅氧烷聚合物树脂颗粒再次使用粉碎机进行加工，重复本步骤，直至不合格的原料颗粒为原料总质量1-3％；
步骤二:将步骤一种粉碎后的硅氧烷聚合物树脂用加工设备进行加热，使其融化，随后将无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌、阻燃剂加入反应釜中，然后持续加热搅拌混合均匀，随后将补强剂加入反应釜中搅拌均匀得到混合物料；
步骤三：将步骤二中得到的混合物料投入双杆挤塑机挤出后，立即经冷水进行冷却，随后使用切割装置对原料进行切割，得到所述的具有高抗击强度塑料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的一种具有高抗击强度塑料由硅氧烷聚合物树脂、补强剂、无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌和阻燃剂混合制备而成，本发明制备的具有高抗击强度塑料有较好的的抗击强度好达到41.96KJ/m2以上，且本发明制备的具有高抗击强度塑料不易损坏、硬度高、不易老化的优点；本发明通过采用硅烷偶联剂，能够有效的增加补强剂在本发明硅氧烷聚合物树脂中的相容性，能够使得硅氧烷聚合物树脂截面上的孔洞大幅度减少，同时，截面更加光滑。硅氧烷聚合物树脂与硅烷偶联剂之间的相互作用能够与补强剂、超细硼酸锌之间的黏结效果得到明显改善，从而能够大幅度的提本发明塑料的抗击强度，本发明的具有高抗击强度塑料能够满足市场的需求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明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的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
一种具有高抗击强度塑料由123.5kg的硅氧烷聚合物树脂、15kg的补强剂、20kg的无机填料、2.0kg的增塑剂、0.8kg的硅烷偶联剂、1.7kg的分散剂、2kg的超细硼酸锌和1.3kg的阻燃剂混合制备而成。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:2:2。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的补强剂为金属纤维。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的无机填料为碳酸钙。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的分散剂为硬脂酸钡。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的超细硼酸锌颗粒平均直径为65nm。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的阻燃剂为磷系阻燃剂。
按照上述的配方本发明的一种具有高抗击强度塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将硅氧烷聚合物树脂使用粉碎机粉碎至粒径为0.75cm，将直径大于1cm的硅氧烷聚合物树脂颗粒使用过滤筛进行过滤，将挑选后的硅氧烷聚合物树脂颗粒再次使用粉碎机进行加工，重复本步骤，直至不合格的原料颗粒为原料总质量2％；
步骤二:将步骤一种粉碎后的硅氧烷聚合物树脂用加工设备进行加热，使其融化，随后将无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌、阻燃剂加入反应釜中，然后持续加热搅拌混合均匀，随后将补强剂加入反应釜中搅拌均匀得到混合物料；
步骤三：将步骤二中得到的混合物料投入双杆挤塑机挤出后，立即经冷水进行冷却，随后使用切割装置对原料进行切割，得到所述的具有高抗击强度塑料。
实施例2
一种具有高抗击强度塑料由112kg的硅氧烷聚合物树脂、13kg的补强剂、18kg的无机填料、1.8kg的增塑剂、0.5kg的硅烷偶联剂、1.6kg的分散剂、1kg的超细硼酸锌和1.1kg的阻燃剂混合制备而成。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:1:1。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的补强剂为玻璃纤维。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的无机填料为滑石粉。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的增塑剂为柠檬酸三乙酯。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的分散剂为硬脂酸锌。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的超细硼酸锌颗粒平均直径为30nm。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的阻燃剂为氮系阻燃剂。
按照上述的配方本发明的一种具有高抗击强度塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将硅氧烷聚合物树脂使用粉碎机粉碎至粒径为0.5cm，将直径大于1cm的硅氧烷聚合物树脂颗粒使用过滤筛进行过滤，将挑选后的硅氧烷聚合物树脂颗粒再次使用粉碎机进行加工，重复本步骤，直至不合格的原料颗粒为原料总质量1％；
步骤二:将步骤一种粉碎后的硅氧烷聚合物树脂用加工设备进行加热，使其融化，随后将无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌、阻燃剂加入反应釜中，然后持续加热搅拌混合均匀，随后将补强剂加入反应釜中搅拌均匀得到混合物料；
步骤三：将步骤二中得到的混合物料投入双杆挤塑机挤出后，立即经冷水进行冷却，随后使用切割装置对原料进行切割，得到所述的具有高抗击强度塑料。
实施例3
一种具有高抗击强度塑料由135kg的硅氧烷聚合物树脂、17kg的补强剂、22kg的无机填料、2.2kg的增塑剂、1.1kg的硅烷偶联剂、1.8kg的分散剂、3kg的超细硼酸锌和1.5kg的阻燃剂混合制备而成。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:3:3。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的补强剂为碳纤维。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的无机填料为沸石粉。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的增塑剂为柠檬酸三丁酯。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合物，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：1。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的分散剂为硬脂酸钙。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的超细硼酸锌颗粒平均直径为100nm。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的阻燃剂为溴系阻燃剂。
按照上述的配方本发明的一种具有高抗击强度塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将硅氧烷聚合物树脂使用粉碎机粉碎至粒径为1cm，将直径大于1cm的硅氧烷聚合物树脂颗粒使用过滤筛进行过滤，将挑选后的硅氧烷聚合物树脂颗粒再次使用粉碎机进行加工，重复本步骤，直至不合格的原料颗粒为原料总质量3％；
步骤二:将步骤一种粉碎后的硅氧烷聚合物树脂用加工设备进行加热，使其融化，随后将无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌、阻燃剂加入反应釜中，然后持续加热搅拌混合均匀，随后将补强剂加入反应釜中搅拌均匀得到混合物料；
步骤三：将步骤二中得到的混合物料投入双杆挤塑机挤出后，立即经冷水进行冷却，随后使用切割装置对原料进行切割，得到所述的具有高抗击强度塑料。
实施例4
一种具有高抗击强度塑料由120kg的硅氧烷聚合物树脂、14kg的补强剂、19kg的无机填料、1.9kg的增塑剂、0.6kg的硅烷偶联剂、1.75kg的分散剂、1.5kg的超细硼酸锌和1.2kg的阻燃剂混合制备而成。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:1:3。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的补强剂为陶瓷纤维。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的无机填料为碳酸钙和滑石粉的混合物，其中碳酸钙和滑石粉的质量比为1：1。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯和柠檬酸三乙酯的混合物，其中二甘醇二苯甲酸酯和柠檬酸三乙酯的质量比为1：1。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合物，其中3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：2。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的分散剂为硬脂酸镉。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的超细硼酸锌颗粒平均直径为50nm。
其中，上述的一种具有高抗击强度塑料配方体系中的阻燃剂为无机阻燃剂。
按照上述的配方本发明的一种具有高抗击强度塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将硅氧烷聚合物树脂使用粉碎机粉碎至粒径为0.6cm，将直径大于1cm的硅氧烷聚合物树脂颗粒使用过滤筛进行过滤，将挑选后的硅氧烷聚合物树脂颗粒再次使用粉碎机进行加工，重复本步骤，直至不合格的原料颗粒为原料总质量1.5％；
步骤二:将步骤一种粉碎后的硅氧烷聚合物树脂用加工设备进行加热，使其融化，随后将无机填料、增塑剂、硅烷偶联剂、分散剂、超细硼酸锌、阻燃剂加入反应釜中，然后持续加热搅拌混合均匀，随后将补强剂加入反应釜中搅拌均匀得到混合物料；
步骤三：将步骤二中得到的混合物料投入双杆挤塑机挤出后，立即经冷水进行冷却，随后使用切割装置对原料进行切割，得到所述的具有高抗击强度塑料。
实验例
将实施例1-4制备的具有高抗击强度塑料按GB1042-93标准用机械加工的办法制备出简支梁U型缺口冲击试样,然后用XJ-300A冲击试验机进行室温冲击试验,试样每组3支,取其平均值，试样采用实施例与对比例制成相同规格的样条(30cm×15cm×5mm)，具体试验数据见表1：
表1
冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 收缩率％
实施例1 42.16 0.18
实施例2 42.98 0.15
实施例3 42.34 0.17
实施例4 41.96 0.16
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：按重量份数计，所述具有高抗击强度塑料由112-135重量份的硅氧烷聚合物树脂、13-17重量份的补强剂、18-22重量份的无机填料、1.8-2.2重量份的增塑剂、0.5-1.1重量份的硅烷偶联剂、1.6-1.8重量份的分散剂、1-3重量份的超细硼酸锌和1.1-1.5重量份的阻燃剂混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：所述硅氧烷聚合物树脂为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷混合制备而成，所述聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚三甲基硅氧烷的比例为1:(1-3):(1-3)。
3.根据权利要求1所述的一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：所述补强剂为金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、滑石粉和沸石粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯、柠檬酸三乙酯和柠檬酸三丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种具有高抗击强度塑料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
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