CN113214596A

CN113214596A - 塑料材料

Info

Publication number: CN113214596A
Application number: CN202110699645.9A
Authority: CN
Inventors: 刘屹东; 陈磊; 任炎芳; 何雨; 靳晓洋; 刘志培; 张曜; 刘胜东; 罗江荣
Original assignee: Guangdong Hongqin Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Hongqin Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2021-08-06

Abstract

本发明提供一种塑料材料，所述塑料材料的组成材料包括塑料母料、相容剂和填料，所述塑料母料、所述相容剂和所述填料的质量比为(3～20)：(1～3)：1，所述塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，所述塑料材料由所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料混合制成。本发明提供的塑料材料不仅具有高强度、高韧性的优点，而且制作简单、价格低廉，同时具有很强的可塑性。

Description

塑料材料

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其是涉及一种塑料材料。

背景技术

20世纪80年代后期世界塑料工业的增长率为2％-4％，而聚合物共聚物的年增长率达9％-11％。目前，美、日、欧等发达国家出售的聚烯烃70％-80％为共混物，并且已经成为汽车和家电行业的专用树脂中最重要的品种，用量分别占57％和79％以上。我国对专用树脂材料有所研究，但仅限于少数品种。据估计，到2000年我国重点发展产业—汽车工业、家电、机械制造及建筑业需要的聚烯烃共混改性材料的品种约50余种，达30万吨。因此，单就聚烯烃共混改性使之形成的工程塑料而言，今后将会有较大发展，其市场前景十分广阔。

挤出机是一种常用的塑料机械，利用挤出机反应挤出共混改性聚合物以得到塑料材料的方法发展相当迅速，因其突破了聚合物物理改性、化学改性与成型加工的界限，使改性与加工可以连续进行，故可大大降低共混材料及其制品的生产制造成本，同时也将成为日益增加的各种混杂废旧塑料不经分离而直接综合改性利用的重要方法，有很好的开发应用前景，且近几年来已取得重大进展。

但是目前生产出来的塑料材料一般都不能兼顾其强度和韧性，一般强度高的塑料材料韧性较差，而韧性好的塑料材料其强度较差。而在许多运用场景中，要求塑料材料需要同时具有良好的强度和韧性，以达到使用标准。例如，现有的部分塑料材料的韧性较好但其强度小于65MPa，而部分使用场景要求强度需要大于80MPa，故该类塑料材料的强度不满足要求。故需要对现有的塑料材料进行改进，以得到一种高强度、高韧性的塑料材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种塑料材料，旨在解决上述背景技术存在的不足，该塑料材料不仅具有高强度、高韧性的优点，而且制作简单、价格低廉，同时具有很强的可塑性。

本发明提供一种塑料材料，所述塑料材料的组成材料包括塑料母料、相容剂和填料，所述塑料母料、所述相容剂和所述填料的质量比为(3～20)：(1～3)：1，所述塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，所述塑料材料由所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料混合制成。

进一步地，所述刚性塑料母料为聚碳酸酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯中的一种或多种的组合。

进一步地，所述韧性塑料母料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚氨酯中的一种或两种的组合。

进一步地，所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物或马来酸酐中的一种或多种的组合。

进一步地，所述填料为凹凸棒石、玻璃纤维、碳纤维、氮化硼或碳化硅中的一种或多种的组合。

进一步地，所述填料的质量分数为20％～30％。

进一步地，所述塑料材料的制作方法包括：

按比例称取一定量的所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料，将所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料置于真空干燥箱中干燥一段时间，所述真空干燥箱内的温度为第一温度；干燥完成后，通过搅拌机对所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料进行搅拌并混合均匀，以得到混合物；

将所述混合物加入挤出机，在第二温度下对所述混合物进行挤出造粒，以得到塑料颗粒；挤出完成后，在第三温度下对所述塑料颗粒进行退火处理一段时间，即可得到所述塑料材料。

进一步地，所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料在温度为50℃～80℃的所述真空干燥箱中干燥2小时～48小时。

进一步地，所述第二温度为220℃～260℃。

进一步地，在70℃～150℃下对所述塑料颗粒进行退火处理0.5小时～6小时。

本发明提供的塑料材料，以塑料母料为主要原材料，其中塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，刚性塑料母料能够提高塑料材料的强度，韧性塑料母料能够提高塑料材料的韧性，从而使塑料材料具有良好的强度和韧性。填料不仅能够提高塑料材料的强度，而且能够降低塑料材料的成本(填料的单价一般低于塑料母料的单价，故在不影响塑料材料性能的前提下，可以尽可能多的添加填料)。相容剂能够使刚性塑料母料、韧性塑料母料和填料各部分混合均匀并结合为一体，使得各自的性能都能够发挥出来，即使得塑料材料同时具有刚性塑料母料、韧性塑料母料和填料的特性。

本发明提供的塑料材料不仅具有高强度、高韧性的优点，而且制作简单、价格低廉，同时能够根据实际需求灵活地控制各部分原料的添加比例，以得到不同性能的塑料材料，具有很强的可塑性。

附图说明

图1为本发明实施例中塑料材料的制作过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

本发明实施例提供的塑料材料，该塑料材料的组成材料包括塑料母料、相容剂和填料，塑料母料、相容剂和填料的质量比为(3～20)：(1～3)：1。塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，塑料材料由刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料混合制成。

具体地，该塑料材料以塑料母料为主要原材料，其中塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，刚性塑料母料能够提高塑料材料的强度，韧性塑料母料能够提高塑料材料的韧性，从而使塑料材料具有良好的强度和韧性。填料不仅能够提高塑料材料的强度，而且能够降低塑料材料的成本(填料的单价一般低于塑料母料的单价，故在不影响塑料材料性能的前提下，可以尽可能多的添加填料)。相容剂能够使刚性塑料母料、韧性塑料母料和填料各部分混合均匀并结合为一体，使得各自的性能都能够发挥出来，即使得塑料材料同时具有刚性塑料母料、韧性塑料母料和填料的特性。

进一步地，在本实施例中，刚性塑料母料为聚碳酸酯(PC)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)中的一种或多种的组合。当然，在其他实施例中，刚性塑料母料也可以采用其他材料。

进一步地，在本实施例中，韧性塑料母料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)或聚氨酯(TPU)中的一种或两种的组合。当然，在其他实施例中，韧性塑料母料也可以采用其他材料。

进一步地，在本实施例中，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物(MBS)、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)或马来酸酐(MAH)中的一种或多种的组合。当然，在其他实施例中，相容剂也可以采用其他材料。

进一步地，在本实施例中，填料为凹凸棒石、玻璃纤维、碳纤维、氮化硼或碳化硅中的一种或多种的组合。当然，在其他实施例中，填料也可以采用其他材料。

优选地，填料的质量分数为20％～30％。具体地，根据实际试验，当填料的质量分数占塑料材料总体的20％～30％时，塑料材料的强度最好。若填料的质量分数太小，则塑料材料的强度不够，同时增加了材料成本；若填料的质量分数太大，则会使得塑料材料的强度和韧性均下降(即使得塑料材料较脆)。同时，填料还能够提高塑料材料的介电性能，以使塑料材料能够适用于各种场合。

进一步地，如图1所示，在本实施例中，该塑料材料的制作方法包括：

按比例称取一定量的刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料，将刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料置于真空干燥箱中干燥一段时间，真空干燥箱内的温度为第一温度；干燥完成后，通过搅拌机对刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料进行搅拌并混合均匀，以得到混合物；

将混合物加入挤出机，在第二温度下对混合物进行挤出造粒，以得到塑料颗粒；挤出完成后，在第三温度下对塑料颗粒进行退火处理一段时间，即可得到塑料材料。

其中，在本实施例中，刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料在温度为50℃～80℃的真空干燥箱中干燥2小时～48小时，即第一温度为50℃～80℃。

其中，在本实施例中，第二温度为220℃～260℃。

其中，在本实施例中，在70℃～150℃下对塑料颗粒进行退火处理0.5小时～6小时，即第三温度为70℃～150℃。

本实施例提供的塑料材料的优点在于：

1、通过按比例添加刚性塑料母料、韧性塑料母料、相容剂和填料，以得到一种新的塑料材料，该塑料材料具有良好的强度和韧性(其强度高于普通的刚性塑料，其韧性高于普通的韧性塑料)，能够适用于各种使用场合；

2、该塑料材料不仅制作工艺简单，对设备要求不高，而且价格低廉。该塑料材料的各组成原料不仅容易获取，而且价格低廉，其中填料不仅能够提高塑料材料的强度，而且能够降低塑料材料的成本(填料的单价一般低于塑料母料的单价，故在不影响塑料材料性能的前提下，可以尽可能多的添加填料)；

3、该塑料材料具有很强的可塑性，能够根据实际需求灵活地控制各部分原料的添加比例(尤其是控制刚性塑料母料和韧性塑料母料的添加比例)，以得到不同性能的塑料材料。

本实施例提供的塑料材料不仅具有高强度、高韧性的优点，而且制作简单、价格低廉，同时能够根据实际需求灵活地控制各部分原料的添加比例，以得到不同性能的塑料材料，具有很强的可塑性，是一种强度、韧性优异的新型复合材料。该塑料材料应用广泛，能够满足多种制品的要求。

实例一：

分别称取50g、100g、50g、50g的PCT、ABS、EMA和凹凸棒石，将PCT、ABS、EMA和凹凸棒石在80℃的真空干燥机中干燥3小时，干燥完成后，通过搅拌机进行搅拌使其混合均匀。待物料混合均匀后，将其加入挤出机，在260℃下进行挤出造粒，挤出完成后在150℃下进行退火处理4小时，即可得到强度达到86MPa以及断口冲击韧性为65kJ/m²的新型塑料材料。

实例二：

分别称取100g、200g、100g、50g的PCT、TPU、MBS和玻璃纤维，将PCT、TUP、MBS和玻璃纤维在50℃的真空干燥机中干燥10小时，干燥完成后，通过搅拌机进行搅拌使其混合均匀。待物料混合均匀后，将其加入挤出机，在220℃下进行挤出造粒，挤出完成后在70℃下进行退火处理6小时，即可得到强度达到72MPa以及断口冲击韧性为37kJ/m²的新型塑料材料。

实例三：

分别称取200g、50g、50g、50g的PCT、ABS、SMA和碳纤维，将PCT、ABS、SMA和碳纤维在70℃的真空干燥机中干燥20小时，干燥完成后，通过搅拌机进行搅拌使其混合均匀。待物料混合均匀后，将其加入挤出机，在230℃下进行挤出造粒，挤出完成后在90℃下进行退火处理5小时，即可得到强度达到90MPa以及断口冲击韧性为46kJ/m²的新型塑料材料。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种塑料材料，其特征在于，所述塑料材料的组成材料包括塑料母料、相容剂和填料，所述塑料母料、所述相容剂和所述填料的质量比为(3～20)：(1～3)：1，所述塑料母料包括刚性塑料母料和韧性塑料母料，所述塑料材料由所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料混合制成。

2.如权利要求1所述的塑料材料，其特征在于，所述刚性塑料母料为聚碳酸酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯中的一种或多种的组合。

3.如权利要求1所述的塑料材料，其特征在于，所述韧性塑料母料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚氨酯中的一种或两种的组合。

4.如权利要求1所述的塑料材料，其特征在于，所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物或马来酸酐中的一种或多种的组合。

5.如权利要求1所述的塑料材料，其特征在于，所述填料为凹凸棒石、玻璃纤维、碳纤维、氮化硼或碳化硅中的一种或多种的组合。

6.如权利要求1所述的塑料材料，其特征在于，所述填料的质量分数为20％～30％。

7.如权利要求1-6任一项所述的塑料材料，其特征在于，所述塑料材料的制作方法包括：

8.如权利要求7所述的塑料材料，其特征在于，所述刚性塑料母料、所述韧性塑料母料、所述相容剂和所述填料在温度为50℃～80℃的所述真空干燥箱中干燥2小时～48小时。

9.如权利要求7所述的塑料材料，其特征在于，所述第二温度为220℃～260℃。

10.如权利要求7所述的塑料材料，其特征在于，在70℃～150℃下对所述塑料颗粒进行退火处理0.5小时～6小时。