CN113416359A - 一种耐低温改性塑料的制备方法 - Google Patents
一种耐低温改性塑料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐低温改性塑料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、准备原料：S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物55份、碳酸钙10份、二氧化硅4份、玻璃纤维6份、聚丙烯腈基碳纤维7份和添加剂一5份；S12、准备原料二，重量比如下：弹性体50份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物3份和添加剂二4份；S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维25份、弹性纤维7份和添加剂三2份；步骤二、制备预备料：S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；本发明生产工艺简单，成品具有超强的耐寒性能，增加了塑料在低温环境下的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及塑料应用技术领域，具体涉及一种耐低温改性塑料的制备方法。
背景技术
塑料，是指以高分子量的合成树脂为主要组分，加入适当添加剂，如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、抗菌剂、着色剂等，经加工成型的塑性(柔韧性)材料，或固化交联形成的刚性材料。随着塑料的用途越来越广泛，塑料用品的种类也越来越多。由于塑料自身所展现的诸如质量轻，优良的化学稳定性和电绝缘性及热的不良导体等性能，使塑料的应用领域和地域越来越宽泛。目前所使用的塑料制品的使用温度范围比较窄，在温差大的地区使用就受到限制。随着季节的更替，在有些地区冬天和夏天的温差比较大，夏天温度很高，塑料制品容易软化，而到冬天时塑料制品又在零下30℃左右变得很硬很脆。因此，为了提高塑料制品的适用温度范围，通过改性的方式对塑料进行性能改良是一种很好的选择。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温改性塑料的制备方法，解决以下技术问题：
通过改性的方式对塑料进行性能改良，使其具有超强的耐寒性能与坚韧性能，增加了塑料在低温环境下的使用寿命，解决了塑料制品在零下30℃左右变得很硬很脆的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐低温改性塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料：
S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物55-65份、碳酸钙10-30份、二氧化硅4-8份、玻璃纤维6-10份、聚丙烯腈基碳纤维7-14份和添加剂一5-10份；
S12、准备原料二，重量比如下：弹性体50-70份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物3-5份和添加剂二4-8份；
S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维25-45份、弹性纤维7-14份和添加剂三2-4份；
步骤二、制备预备料：
S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；
S22、将原料二加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂二继续搅拌混合均匀，得到预备料二；
S23、将原料三和添加剂三一同加入至混合机中搅拌混合均匀，得到预备料三；
步骤三、制备耐低温改性塑料成品：
S31、将预备料一和预备料二在高速混合机充分混合30-60min，得到预混料；
S32、将预混料输送到双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥，得到耐低温改性塑料半成品；
S33、将预备料三加热至熔融状态，然后将耐低温改性塑料半成品浸没在熔融状态下的预备料三中，2-3秒后捞出，室温条件下使用红外线干燥20-30min，即得耐低温改性塑料成品。
作为本发明进一步的方案：S11中的树脂材料共混物通过以下方法制得：
将聚乙烯树脂、氯醋树脂、醛树脂按照质量比(8-10)：(4-5)：(1-2)均匀混合后得到混合物，再添加混合物质量的3％-4％的苯乙烯接枝马来酸酐聚合物，在220-225℃下熔融共混，然后挤出造粒，得到的共混物，即为树脂材料共混物。
作为本发明进一步的方案：S11中的添加剂一包括以下重量份原料：耐寒剂5-10份、增韧剂1-5份、抗氧剂2-5份、还原铁粉1-5份、辅助抗氧剂5-15份、阻燃剂5-10份、润滑剂5-10份和分散剂5-10份。
作为本发明进一步的方案：S12中的弹性体为聚酯类弹性体，该弹性体的硬度不低于30D。
作为本发明进一步的方案：S12中的添加剂二为抗氧剂1076、抗氧剂618和抗氧剂412S中的一种与巴斯夫紫外线吸收剂3030按照质量比1:2混合得到。
作为本发明进一步的方案：S13中的添加剂三为二氧化硅、滑石粉或有机玻璃微珠。
作为本发明进一步的方案：S21中两次搅拌条件均为搅拌温度60-80℃，搅拌速度800-1200转/分钟，搅拌时间20-45分钟；
S22中两次搅拌条件均为搅拌温度70-80℃，搅拌速度1000-1200转/分钟，搅拌时间35-45分钟；
S22中搅拌条件为搅拌温度40-45℃，搅拌速度800-1000转/分钟，搅拌时间20-40分钟。
作为本发明进一步的方案：S32中双螺杆挤出机中各段的温度分别为：一区200-210℃、二区210-220℃、三区220-230℃、四区220-230℃、五区210-220℃、六区200-210℃、七区190-200℃、八区220-230℃、九区220-230℃、十区200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为(30-45)：1，螺杆转速为400-600r/min。
作为本发明进一步的方案：S32中的干燥指的是在70-80℃条件下干燥至恒重。
本发明的有益效果：
1、耐低温改性塑料半成品的外表面包覆上一层纤维膜，提高了耐低温改性塑料成品对牵拉作用的耐受力，并且减缓了耐低温改性塑料半成品在使用时被腐蚀的速率，而且纤维膜是可降解环保物质，不会产生环境污染，有益于环境保护。
2、通过向弹性体体系中加入氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物，从而使得得到的预备料二在保持加工性能和在一定程度上保持其力学性能的条件下，大幅度提高其在与预备料一制备耐低温改性塑料半成品时的流动性和均质效果，较好的解决了弹性体材料在均质混合时因流动性不足导致混合效果不佳，均质效果差，产品整体质量难以把控的问题。
3、以聚乙烯树脂作为主体树脂，氯醋树脂作为辅助树脂用于主体树脂的增硬，提高产品的硬度，醛树脂作为附着力促进树脂用于提高其他添加的材料在主体树脂上的附着力，增强各组分间的粘合力，通过添加苯乙烯接枝马来酸酐聚合物促进熔融共混，提升混合效果。
4、本发明生产工艺简单，成品具有超强的耐寒性能与坚韧性能，增加了塑料在低温环境下的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示：
实施例1
一种耐低温改性塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料：
S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物55份、碳酸钙10份、二氧化硅4份、玻璃纤维6份、聚丙烯腈基碳纤维7份和添加剂一5份；
S12、准备原料二，重量比如下：弹性体50份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物3份和添加剂二4份；
S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维25份、弹性纤维7份和添加剂三2份；
步骤二、制备预备料：
S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；
S22、将原料二加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂二继续搅拌混合均匀，得到预备料二；
S23、将原料三和添加剂三一同加入至混合机中搅拌混合均匀，得到预备料三；
步骤三、制备耐低温改性塑料成品：
S31、将预备料一和预备料二在高速混合机充分混合30-60min，得到预混料；
S32、将预混料输送到双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥，得到耐低温改性塑料半成品；
S33、将预备料三加热至熔融状态，然后将耐低温改性塑料半成品浸没在熔融状态下的预备料三中，2-3秒后捞出，室温条件下使用红外线干燥20-30min，即得耐低温改性塑料成品，耐低温改性塑料半成品在熔融状态下的预备料三中时，外表面会生成一层薄膜包裹自身，然后在这层薄膜的外表面包覆上一层纤维膜，提高了耐低温改性塑料成品对牵拉作用的耐受力，并且减缓了耐低温改性塑料半成品在使用时被腐蚀的速率，而且纤维膜是可降解环保物质，不会产生环境污染，有益于环境保护。
S11中的树脂材料共混物通过以下方法制得：
将聚乙烯树脂、氯醋树脂、醛树脂按照质量比(8-10)：(4-5)：(1-2)均匀混合后得到混合物，再添加混合物质量的3％-4％的苯乙烯接枝马来酸酐聚合物，在220-225℃下熔融共混，然后挤出造粒，得到的共混物，即为树脂材料共混物，其中，以聚乙烯树脂作为主体树脂，氯醋树脂作为辅助树脂用于主体树脂的增硬，然后醛树脂作为附着力促进树脂用于提高其他添加的材料在主体树脂上的附着力，再添加苯乙烯接枝马来酸酐聚合物提高熔融共混的混合效果。
S11中的添加剂一包括以下重量份原料：耐寒剂5份、增韧剂1份、抗氧剂2份、还原铁粉1份、辅助抗氧剂5份、阻燃剂5份、润滑剂5-10份和分散剂5份，高分子增韧剂为马来酸酐接枝乙烯－辛烯共聚物，抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为硫代酯，分散剂为无水乙醇，润滑剂为硬脂酸，耐寒剂为ABS耐寒剂，阻燃剂为青岛海化阻燃材料有限公司生产的塑料阻燃剂，ABS耐寒剂用于增强原料一的耐寒性能，并且ABS耐寒剂的力学性能良好，冲击强度的耐受性好。
S12中的弹性体为聚酯类弹性体，该弹性体的硬度不低于30D。
S12中的添加剂二为抗氧剂1076、抗氧剂618和抗氧剂412S中的一种与巴斯夫紫外线吸收剂3030按照质量比1:2混合得到。
S13中的添加剂三为二氧化硅、滑石粉或有机玻璃微珠。
S21中两次搅拌条件均为搅拌温度60-80℃，搅拌速度800-1200转/分钟，搅拌时间20-45分钟；
S22中两次搅拌条件均为搅拌温度70-80℃，搅拌速度1000-1200转/分钟，搅拌时间35-45分钟；
S22中搅拌条件为搅拌温度40-45℃，搅拌速度800-1000转/分钟，搅拌时间20-40分钟。
S32中双螺杆挤出机中各段的温度分别为：一区200-210℃、二区210-220℃、三区220-230℃、四区220-230℃、五区210-220℃、六区200-210℃、七区190-200℃、八区220-230℃、九区220-230℃、十区200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为(30-45)：1，螺杆转速为400-600r/min。
S32中的干燥指的是在70-80℃条件下干燥至恒重。
实施例2
一种耐低温改性塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料：
S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物60份、碳酸钙20份、二氧化硅6份、玻璃纤维8份、聚丙烯腈基碳纤维10份和添加剂一8份；
S12、准备原料二，重量比如下：弹性体60份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物3-5份和添加剂二6份；
S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维30份、弹性纤维12份和添加剂三3份；
步骤二、制备预备料：
S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；
S22、将原料二加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂二继续搅拌混合均匀，得到预备料二；
S23、将原料三和添加剂三一同加入至混合机中搅拌混合均匀，得到预备料三；
步骤三、制备耐低温改性塑料成品：
S31、将预备料一和预备料二在高速混合机充分混合30-60min，得到预混料；
S32、将预混料输送到双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥，得到耐低温改性塑料半成品；
S33、将预备料三加热至熔融状态，然后将耐低温改性塑料半成品浸没在熔融状态下的预备料三中，2-3秒后捞出，室温条件下使用红外线干燥20-30min，即得耐低温改性塑料成品。
S11中的树脂材料共混物通过以下方法制得：
将聚乙烯树脂、氯醋树脂、醛树脂按照质量比(8-10)：(4-5)：(1-2)均匀混合后得到混合物，再添加混合物质量的3％-4％的苯乙烯接枝马来酸酐聚合物，在220-225℃下熔融共混，然后挤出造粒，得到的共混物，即为树脂材料共混物。
S11中的添加剂一包括以下重量份原料：耐寒剂8份、增韧剂3份、抗氧剂3份、还原铁粉3份、辅助抗氧剂12份、阻燃剂8份、润滑剂8份和分散剂8份，高分子增韧剂为马来酸酐接枝乙烯－辛烯共聚物，抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为硫代酯，分散剂为无水乙醇，润滑剂为硬脂酸，耐寒剂为ABS耐寒剂，阻燃剂为青岛海化阻燃材料有限公司生产的塑料阻燃剂。
S12中的弹性体为聚酯类弹性体，该弹性体的硬度不低于30D。
S12中的添加剂二为抗氧剂1076、抗氧剂618和抗氧剂412S中的一种与巴斯夫紫外线吸收剂3030按照质量比1:2混合得到。
S13中的添加剂三为二氧化硅、滑石粉或有机玻璃微珠。
S21中两次搅拌条件均为搅拌温度60-80℃，搅拌速度800-1200转/分钟，搅拌时间20-45分钟；
S22中两次搅拌条件均为搅拌温度70-80℃，搅拌速度1000-1200转/分钟，搅拌时间35-45分钟；
S22中搅拌条件为搅拌温度40-45℃，搅拌速度800-1000转/分钟，搅拌时间20-40分钟。
S32中双螺杆挤出机中各段的温度分别为：一区200-210℃、二区210-220℃、三区220-230℃、四区220-230℃、五区210-220℃、六区200-210℃、七区190-200℃、八区220-230℃、九区220-230℃、十区200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为(30-45)：1，螺杆转速为400-600r/min。
S32中的干燥指的是在70-80℃条件下干燥至恒重。
实施例3
一种耐低温改性塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料：
S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物65份、碳酸钙30份、二氧化硅8份、玻璃纤维10份、聚丙烯腈基碳纤维14份和添加剂一10份；
S12、准备原料二，重量比如下：弹性体70份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物5份和添加剂二8份；
S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维45份、弹性纤维14份和添加剂三4份；
步骤二、制备预备料：
S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；
S22、将原料二加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂二继续搅拌混合均匀，得到预备料二；
S23、将原料三和添加剂三一同加入至混合机中搅拌混合均匀，得到预备料三；
步骤三、制备耐低温改性塑料成品：
S31、将预备料一和预备料二在高速混合机充分混合30-60min，得到预混料；
S32、将预混料输送到双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥，得到耐低温改性塑料半成品；
S33、将预备料三加热至熔融状态，然后将耐低温改性塑料半成品浸没在熔融状态下的预备料三中，2-3秒后捞出，室温条件下使用红外线干燥20-30min，即得耐低温改性塑料成品。
S11中的树脂材料共混物通过以下方法制得：
将聚乙烯树脂、氯醋树脂、醛树脂按照质量比(8-10)：(4-5)：(1-2)均匀混合后得到混合物，再添加混合物质量的3％-4％的苯乙烯接枝马来酸酐聚合物，在220-225℃下熔融共混，然后挤出造粒，得到的共混物，即为树脂材料共混物。
S11中的添加剂一包括以下重量份原料：耐寒剂10份、增韧剂5份、抗氧剂5份、还原铁粉5份、辅助抗氧剂15份、阻燃剂10份、润滑剂10份和分散剂10份，高分子增韧剂为马来酸酐接枝乙烯－辛烯共聚物，抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为硫代酯，分散剂为无水乙醇，润滑剂为硬脂酸，耐寒剂为ABS耐寒剂，阻燃剂为青岛海化阻燃材料有限公司生产的塑料阻燃剂。
S12中的弹性体为聚酯类弹性体，该弹性体的硬度不低于30D。
S12中的添加剂二为抗氧剂1076、抗氧剂618和抗氧剂412S中的一种与巴斯夫紫外线吸收剂3030按照质量比1:2混合得到。
S13中的添加剂三为二氧化硅、滑石粉或有机玻璃微珠。
S21中两次搅拌条件均为搅拌温度60-80℃，搅拌速度800-1200转/分钟，搅拌时间20-45分钟；
S22中两次搅拌条件均为搅拌温度70-80℃，搅拌速度1000-1200转/分钟，搅拌时间35-45分钟；
S22中搅拌条件为搅拌温度40-45℃，搅拌速度800-1000转/分钟，搅拌时间20-40分钟。
S32中双螺杆挤出机中各段的温度分别为：一区200-210℃、二区210-220℃、三区220-230℃、四区220-230℃、五区210-220℃、六区200-210℃、七区190-200℃、八区220-230℃、九区220-230℃、十区200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为(30-45)：1，螺杆转速为400-600r/min。
S32中的干燥指的是在70-80℃条件下干燥至恒重。
本发明制得的耐低温改性塑料成品具备良好的力学性能，抗冲击能力强，对牵拉作用的耐受力好，减缓了耐低温改性塑料半成品在使用时被腐蚀的速率，而且纤维膜是可降解环保物质，不会产生环境污染，有益于环境保护，并且生产工艺简单，成本低，成品具有超强的耐寒性能与坚韧性能，增加了塑料在低温环境下的使用寿命。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备耐低温改性塑料成品：
S31、将预备料一和预备料二在高速混合机充分混合30-60min，得到预混料；
S32、将预混料输送到双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥，得到耐低温改性塑料半成品；
S33、将预备料三加热至熔融状态，然后将耐低温改性塑料半成品浸没在熔融状态下的预备料三中，2-3秒后捞出，室温条件下使用红外线干燥20-30min，即得耐低温改性塑料成品。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤一、准备原料：
S11、准备原料一，重量比如下：树脂材料共混物55-65份、碳酸钙10-30份、二氧化硅4-8份、玻璃纤维6-10份、聚丙烯腈基碳纤维7-14份和添加剂一5-10份；
S12、准备原料二，重量比如下：弹性体50-70份、氢氧化钠和氢氧化钾按照质量比1:1混合而成的碱性物3-5份和添加剂二4-8份；
S13、准备原料三，重量比如下：聚乳酸纤维25-45份、弹性纤维7-14份和添加剂三2-4份；
步骤二、制备预备料：
S21、将原料一加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂一继续搅拌混合均匀，得到预备料一；
S22、将原料二加入至混合机中搅拌混合均匀，然后加入添加剂二继续搅拌混合均匀，得到预备料二；
S23、将原料三和添加剂三一同加入至混合机中搅拌混合均匀，得到预备料三。
3.根据权利要求2所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S11中的树脂材料共混物通过以下方法制得：
将聚乙烯树脂、氯醋树脂、醛树脂按照质量比(8-10)：(4-5)：(1-2)均匀混合后得到混合物，再添加混合物质量的3％-4％的苯乙烯接枝马来酸酐聚合物，在220-225℃下熔融共混，然后挤出造粒，得到的共混物，即为树脂材料共混物。
4.根据权利要求3所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S12中的弹性体为聚酯类弹性体，该弹性体的硬度不低于30D。
5.根据权利要求4所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S12中的添加剂二为抗氧剂1076、抗氧剂618和抗氧剂412S中的一种与巴斯夫紫外线吸收剂3030按照质量比1:2混合得到。
6.根据权利要求5所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S13中的添加剂三为二氧化硅、滑石粉或有机玻璃微珠。
7.根据权利要求6所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S21中两次搅拌条件均为搅拌温度60-80℃，搅拌速度800-1200转/分钟，搅拌时间20-45分钟；
S22中两次搅拌条件均为搅拌温度70-80℃，搅拌速度1000-1200转/分钟，搅拌时间35-45分钟；
S22中搅拌条件为搅拌温度40-45℃，搅拌速度800-1000转/分钟，搅拌时间20-40分钟。
8.根据权利要求7所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S32中双螺杆挤出机中各段的温度分别为：一区200-210℃、二区210-220℃、三区220-230℃、四区220-230℃、五区210-220℃、六区200-210℃、七区190-200℃、八区220-230℃、九区220-230℃、十区200-210℃，双螺杆挤出机的长径比为(30-45)：1，螺杆转速为400-600r/min。
9.根据权利要求8所述的一种耐低温改性塑料的制备方法，其特征在于，S32中的干燥指的是在70-80℃条件下干燥至恒重。
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