一种高韧改性工程塑料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧改性工程塑料的制备方法，所述主料为特定材料和工艺制得的三元材料，其韧性、刚性皆优；改性抗老化阻燃体系中石墨烯、钛白粉、埃洛石纳米管等阻燃材料与硅灰石针状纤维等抗老化材料，形成复合协同效应，极大提升工程塑料的阻燃性能和抗老化性能；高分散纳米碳酸钙与增韧主料的分散性和相容性好，改善了增韧主料的流动性及加工性能，而且赋予工程塑料较好的物理机械性能，进一步提升了韧性。

Method for preparing high toughness modified engineering plastics

The invention discloses a preparation method of high toughness modified engineering plastics materials, three yuan of the ingredients for specific materials and process, its toughness and rigidity are excellent; modified anti aging flame retardant system in graphene, titanium dioxide, halloysite nanotubes etc. of flame retardant materials and wollastonite needle like fiber ageing resistant material, forming a composite synergistic effect, greatly enhance the engineering plastics flame retardant and anti aging performance; dispersibility and compatibility of highly dispersed nano calcium carbonate and toughening material, improve the fluidity and processing performance of materials and toughening, with good physical and mechanical properties of engineering plastics, to further enhance the toughness.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程塑料
，尤其涉及一种高韧改性工程塑料的制备方法。
技术介绍
工程塑料是指可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料，工程塑料包括缩醛、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚、聚砜、改性的聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EVA)，以及用于工程目的的其它塑料。工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用。改性工程塑料，是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。普通的塑料往往会有它自身的特性和缺陷，改性塑料就是给塑料改变一下性质，基本的技术包括：1、增强：将玻璃纤维等与塑料共混以增加塑料的机械强度。2、填充：将矿物等填充物与塑料共混，使塑料的收缩率、硬度、强度等性质得到改变。3、增韧：通过给普通塑料加入增韧剂共混以提高塑料的韧性。4、阻燃：给普通塑料树脂里面添加阻燃剂，即可使塑料具有阻燃特性，阻燃剂可以是一种或者是几种阻燃剂的复合体系。5、耐寒：增加塑料在低温下的强度和韧性，一般塑料在低温下固有的低温脆性，使得在低温环境中应用受限，需要添加一些耐低温增韧剂改变塑料在低温下的脆性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高韧改性工程塑料的制备方法，解决了现有工程塑料韧性不足的问题，本专利技术制备得到的高韧改性工程塑料，冲击性能能及韧性优越，阻燃性能好。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高韧改性工程塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）按照如下重量份配料：增韧主料87-94份改性抗老化阻燃体系8-10份高分散纳米碳酸钙2.5-3.5份抗氧剂1-1.5份润滑剂0.2-0.5份；其中所述增韧主料是以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂，在架桥剂苯乙烯、丙烯酸和引发剂过氧化苯甲酰的作用下进行反应得到的；其中所述改性抗老化阻燃体系中至少包括高岭土、埃洛石纳米管、石墨烯、钛白粉和硅灰石针状纤维；（2）将上述所有配料在115-125℃下搅拌80-100分钟，搅拌速度为300-500r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，所述的双螺杆挤出机温度依次设定为：210-220℃，220-230℃，230-240℃，240-250℃，250-260℃，260-270℃，250-260℃，模头温度250-260℃，螺杆长径比大于35，螺杆旋转速度为200-240r/min，制得高韧改性工程塑料。优选的，所述增韧主料采用如下工艺制得：以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂；所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体的加入量以重量份计分别为100-130份、50-60份和5-8份，所述溶剂二甲苯的加入量以重量份计为250-300L；按照上述重量配比称取溶剂二甲苯，投入反应釜，加入所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体，然后进行缓慢搅拌、加热，当温度达到125-130℃时，在保持温度稳定的条件下按顺序加入架桥剂苯乙烯2-3.5重量份和丙烯酸1-2.5重量份，搅拌使之分散均匀，然后加入引发剂过氧化苯甲酰2-4重量份，在此温度下反应4-5小时，得到反应物料；将得到的反应物料注入提取釜，加入占反应物料重量3-5倍的去离子水，将溶剂二甲苯提取出来，得到晶液混合物；将晶液混合物进行分离，得到晶体，干燥，干燥至晶体含水率小于0.1％，得到增韧主料。优选的，所述改性抗老化阻燃体系由如下方法制备而成：按质量份数取1-3份纳米高岭土，2-4份质量分数为25-35％的碳酸氢钾水溶液，1.2-1.5份表征参数直径为50-100nm、长度为5-10μm的埃洛石纳米管，1.5-1.8份石墨烯，0.5-0.8份钛白粉，0.5-0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1-1.2份长径比为10-13:1的硅灰石针状纤维，混合均匀，在170-190℃过热蒸汽反应釜内搅拌，汽蒸反应35-50min，在450-480℃真空微波辐射3-5h，然后浸于90-110份质量分数为35％的氨基磺酸溶液真空吸湿处理，吸透后加热至75-85℃超声波分散1-2.5h，再搅拌分散3-5h，取悬浮物；按质量份数将上述获得的3-5份悬浮物微波等离子刻蚀处理25-30min，用50-80份含质量分数3-5％三聚磷酸钾分散液的去离子水在65-75℃下超声波处理15-30min，取上层悬浮物经100-150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性抗老化阻燃体系。所述高分散纳米碳酸钙按照以下工艺进行制备：将陈化40-60h后的石灰乳液进行稀释至比重为1.04-1.055，然后将浆液输送至碳化塔，控制石灰乳浆液初始碳酸化温度为20-25℃，通入净化、冷却后的二氧化碳和氮气混合气体，控制混合气体的流量为3-5m³/h，二氧化碳体积含量为35-45%，当反应液pH降到9.0时，加入分散剂，继续通入混合气体直至反应液pH降至7.0，反应完成，控制熟浆比表面积为22-27m2/g；将得到的熟浆输送至表面处理池，控制温度加热至60-75℃，再加入碳酸钙干基质量为1.5-2.5%的饱和脂肪酸盐，搅拌40-60min，完成表面处理后，将碳酸钙浆液按照常规方法依次进行脱水、烘干、粉碎和分级，得到碳酸钙粉体；将得到的碳酸钙粉体输送至表面改性机，控制物料温度为120-135℃，再加入PE蜡与新癸酸缩水甘油酯混合物，其中混合物的加入量为碳酸钙干基重量的1.5-2.5%，搅拌均匀，出料，得到高分散纳米碳酸钙产品。优选的，以上所述分散剂为聚丙烯酸钾，其加入量为碳酸钙干基质量为0.1-0.3%。优选的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撑双硬脂酰胺、酰胺类、硅酮类中的一种或几种的混合物。优选的，所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯抗氧剂。本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：（1）主料为特定材料和工艺制得的三元材料，其韧性、刚性皆优；（2）改性抗老化阻燃体系中石墨烯、钛白粉、埃洛石纳米管等阻燃材料与硅灰石针状纤维等抗老化材料，形成复合协同效应，极大提升工程塑料的阻燃性能和抗老化性能；（3）高分散纳米碳酸钙与增韧主料的分散性和相容性好，改善了增韧主料的流动性及加工性能，而且赋予工程塑料较好的物理机械性能，进一步提升了韧性。具体实施方式实施例一增韧主料87份改性抗老化阻燃体系8份高分散纳米碳酸钙2.5份抗氧剂1份润滑剂0.2份；所述增韧主料采用如下工艺制得：以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂；所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体的加入量以重量份计分别为100份、50份和5份，所述溶剂二甲苯的加入量以重量份计为250L；按照上述重量配比称取溶剂二甲苯，投入反应釜，加入所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体，然后进行缓慢搅拌、加热，当温度达到125℃时，在保持温度稳定的条件下按顺序加入架桥剂苯乙烯2重量份和丙烯酸1重量份，搅拌使之分散均匀，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧改性工程塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）按照如下重量份配料：增韧主料               87‑94份改性抗老化阻燃体系     8‑10份高分散纳米碳酸钙       2.5‑3.5份抗氧剂                 1‑1.5份润滑剂                 0.2‑0.5份；其中所述增韧主料是以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂，在架桥剂苯乙烯、丙烯酸和引发剂过氧化苯甲酰的作用下进行反应得到的；其中所述改性抗老化阻燃体系中至少包括高岭土、埃洛石纳米管、石墨烯、钛白粉和硅灰石针状纤维；（2）将上述所有配料在115‑125℃下搅拌80‑100分钟，搅拌速度为300‑500r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，所述的双螺杆挤出机温度依次设定为：210‑220℃，220‑230℃，230‑240℃，240‑250℃，250‑260℃，260‑270℃，250‑260℃，模头温度250‑260℃，螺杆长径比大于35，螺杆旋转速度为200‑240r/min，制得高韧改性工程塑料。

【技术特征摘要】
1.一种高韧改性工程塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）按照如下重量份配料：增韧主料87-94份改性抗老化阻燃体系8-10份高分散纳米碳酸钙2.5-3.5份抗氧剂1-1.5份润滑剂0.2-0.5份；其中所述增韧主料是以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂，在架桥剂苯乙烯、丙烯酸和引发剂过氧化苯甲酰的作用下进行反应得到的；其中所述改性抗老化阻燃体系中至少包括高岭土、埃洛石纳米管、石墨烯、钛白粉和硅灰石针状纤维；（2）将上述所有配料在115-125℃下搅拌80-100分钟，搅拌速度为300-500r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，所述的双螺杆挤出机温度依次设定为：210-220℃，220-230℃，230-240℃，240-250℃，250-260℃，260-270℃，250-260℃，模头温度250-260℃，螺杆长径比大于35，螺杆旋转速度为200-240r/min，制得高韧改性工程塑料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增韧主料采用如下工艺制得：以聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体为基本原料，以二甲苯为溶剂；所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体的加入量以重量份计分别为100-130份、50-60份和5-8份，所述溶剂二甲苯的加入量以重量份计为250-300L；按照上述重量配比称取溶剂二甲苯，投入反应釜，加入所述聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯酸酯弹性体，然后进行缓慢搅拌、加热，当温度达到125-130℃时，在保持温度稳定的条件下按顺序加入架桥剂苯乙烯2-3.5重量份和丙烯酸1-2.5重量份，搅拌使之分散均匀，然后加入引发剂过氧化苯甲酰2-4重量份，在此温度下反应4-5小时，得到反应物料；将得到的反应物料注入提取釜，加入占反应物料重量3-5倍的去离子水，将溶剂二甲苯提取出来，得到晶液混合物；将晶液混合物进行分离，得到晶体，干燥，干燥至晶体含水率小于0.1％，得到增韧主料。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述改性抗老化阻燃体系由如下方法制备而成：按质量份数取1-3份纳米高岭土，2-4份质量分数为25-35％的碳酸氢钾水溶液，1.2-1.5份表征参数直径为50-100nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文平，王厚群，
申请(专利权)人：肇庆汇展塑料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44