一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）玄武岩纤维制备、（2）混合压制成型。本发明专利技术对聚丙烯复合塑料的制备方法进行了特殊的改进处理，有效的改善了聚丙烯复合塑料的综合使用品质，制得的聚丙烯复合塑料具有很强的耐化学腐蚀能力，且力学特性优良，耐高温稳定性好，使用寿命长。

Preparation method of polypropylene composite plastics with excellent aging resistance and excellent mechanical properties

The invention discloses a preparation method of polypropylene composite plastics with excellent aging resistance and mechanical properties, including the following steps: (1) preparation of basalt fiber, (2) mixed pressing molding. The preparation method of the polypropylene composite plastic is specially improved, and the comprehensive use quality of the polypropylene composite plastic is effectively improved. The polypropylene composite plastic has strong chemical corrosion resistance, excellent mechanical properties, high temperature resistance and stability, and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法
本专利技术属于高性能纤维及复合材料领域，具体涉及一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法。
技术介绍
聚丙烯，英文缩写为PP，1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯（PE）之后的又一个重要的塑料品种。聚丙烯材料无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。该材料的制品耐寒性差，低温冲击强度低。制品在使用中易受光、热和氧的作用而老化、耐候性差易燃烧、韧性不好，静电度高，染色性、印刷性和黏合性差等缺点。为了改善聚丙烯材料的综合使用品质，多是在聚丙烯材料中添加增强材料等功能性成分，形成聚合物复合塑料材料。现如今，最典型的聚合物复合材料的增强材料为玻璃纤维。玻璃纤维具有较好的强度特性和与基体之间相对良好的界面粘附性，但玻璃纤维的生产工艺对于人体有一定的伤害，其生产过程中所产生的悬浮物质对于人体的呼吸道有强烈的刺激作用，对于皮肤敏感的人也有不良反应，此外诸如s玻璃纤维品类的高强度、耐高温的高品质玻璃纤维的生产成本较高，而在市场竞争日益加剧的今天，降低原料生产成本是提升市场竞争力的重要因素。高品质的玻璃纤维造价较为昂贵，不适用于产品竞争力的提升，因此需要一种可替代的高品质纤维。玄武岩纤维，是用天然玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与高强度S玻璃纤维相当，但造价较后者便宜许多，且其产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维之一。申请号为：201310354642.7公开了一种汽车内饰件用玄武岩纤维增强聚丙烯复合塑料，其中在均聚聚丙烯中添加使用了玄武岩纤维，达到了改善塑料整体理化特性的效果，但对于复合材料整体的耐高温稳定性等改善不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）玄武岩纤维制备：1）先将莫来石粉投入到盐酸溶液中浸泡处理2~3min，处理完成后滤出再投入到磷酸溶液中浸泡处理3~4min，处理完成后滤出再投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理2~4min，处理完成后滤出最后用去离子水冲洗一遍后备用；2）将操作1）处理后的莫来石粉投入到煅烧炉内，先加热保持煅烧炉内的温度为300~400℃，保温煅烧处理20~30min后，再将煅烧炉内的温度升至800~900℃，保温煅烧处理40~50min后取出，自然冷却至室温备用；3）将操作2）处理后的莫来石粉投入到改性处理液中，加热保持改性处理液的温度为85~95℃，不断超声处理10~15min后滤出，将处理后的莫来石粉放入到干燥箱内干燥处理1~1.5h后取出得改性填料备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：6~10份复合树脂、2~3份壳聚糖、1~4份钛酸酯偶联剂、1~1.5份二氧化钛、0.1~0.2份锆粉、1~3份十二烷基苯磺酸钠、5~8份丙酮、120~140份水；4）按对应重量份称取下列原料备用：90~100份玄武岩、8~12份蛇纹岩、15~20份石英砂、13~17份操作3）制得的改性填料；5）将操作4）称取的所有原料成分共同混合放入到干燥箱内，保持干燥箱内的温度为120~150℃，干燥处理1~1.5h后取出得混合物料备用；6）将操作5）所得的混合物料放入到粉碎机内，粉碎后过500目筛后，再投入到池窑内加热熔融，保持熔融的温度为1450~1500℃，完全熔融后制得熔体备用；7）将操作6）所得的熔体由池窑底部引出，然后经漏板流出，接着用喷吹设备对其进行喷吹成型，最后冷却制得成品玄武岩纤维备用；（2）混合压制成型：1）按对应重量份称取下列原料备用：90~95份聚丙烯树脂、1~2份钛酸酯偶联剂、4~6份塑料相容剂、12~17份工序（1）制得的玄武岩纤维、0.1~0.2份紫外线吸收剂；2）将操作1）称取的所有原料成分共同混合放入到混炼机内，混炼处理20~25min后取出放入到热压机内，热压处理25~35min后取出，再放入到冷压机内，冷压处理40~50min后出模即可。进一步的，工序（1）玄武岩纤维制备的操作1）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为5~8%，所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为6~9%，所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为8~10%。进一步的，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的超声处理时超声波的频率为140~150kHz。进一步的，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为100~110℃。进一步的，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的改性处理液中的复合树脂的制备方法包括如下步骤：a.将质量分数为35~40%的甲醛溶液和三聚氰胺共同放入到烧瓶内，控制甲醛和三聚氰胺的摩尔质量比为1:1.5~1.7，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9.0~9.5，然后向烧瓶内加入甲醛溶液总质量10~15%的乙二醇、5~8%的丙三醇，搅拌均匀后加热保持烧瓶内的温度为93~96℃，保温反应处理1~1.2h后，再向烧瓶内加入甲醛溶液总质量25~30%的尿素，同时将烧瓶内的温度降至80~85℃，保温反应处理15~20min，完成后将烧瓶内的温度降至不大于35℃后出料，得树脂A备用；添加的乙二醇和丙三醇可对树脂中的羟甲基和自由氨基进行封闭，增强了其稳定性和粘结性能；b.将质量分数为35~40%的甲醛溶液和尿素共同放入到烧瓶内，控制甲醛和尿素的摩尔质量比为1:0.9~1，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7.5~8.0，然后向烧瓶内加入甲醛溶液总质量5~10%的四氢呋喃、7~12%的新戊二醇，搅拌均匀后加热保持烧瓶内的温度为90~95℃，保温反应处理40~45min后，用质量分数为20%的甲酸溶液调节溶液pH值为5.5~6.0，并将烧瓶内的温度降至83~86℃，保温反应处理25~30min后，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9.0~9.5，待烧瓶内的温度降至不大于35℃后出料，得树脂B备用；添加的四氢呋喃和新戊二醇可增强树脂分子链的交联度以及活性，提升了其耐温性、力学品质和相容接枝能力；c.将步骤a所得的树脂A和步骤b所得的树脂B按照重量比1:1.8~2.2共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为40~45℃，以600~700转/分钟的转速不断搅拌处理20~25min后取出即可。制得的复合树脂是一种改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂，其具有较强的接枝能力和高温稳定性，保证了二氧化钛和锆粉在莫来石粉上的结合效果，同时又改善了莫来石粉的表面活性，提升了其与玄武岩纤维间的融合能力和结合强度。进一步的，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的改性处理液中的二氧化钛的颗粒直径大小为5~15μm，锆粉的颗粒直径大小为300~400nm。进一步的，工序（1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）玄武岩纤维制备：1）先将莫来石粉投入到盐酸溶液中浸泡处理2~3min，处理完成后滤出再投入到磷酸溶液中浸泡处理3~4min，处理完成后滤出再投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理2~4min，处理完成后滤出最后用去离子水冲洗一遍后备用；2）将操作1）处理后的莫来石粉投入到煅烧炉内，先加热保持煅烧炉内的温度为300~400℃，保温煅烧处理20~30min后，再将煅烧炉内的温度升至800~900℃，保温煅烧处理40~50min后取出，自然冷却至室温备用；3）将操作2）处理后的莫来石粉投入到改性处理液中，加热保持改性处理液的温度为85~95℃，不断超声处理10~15min后滤出，将处理后的莫来石粉放入到干燥箱内干燥处理1~1.5h后取出得改性填料备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：6~10份复合树脂、2~3份壳聚糖、1~4份钛酸酯偶联剂、1~1.5份二氧化钛、0.1~0.2份锆粉、1~3份十二烷基苯磺酸钠、5~8份丙酮、120~140份水；4）按对应重量份称取下列原料备用：90~100份玄武岩、8~12份蛇纹岩、15~20份石英砂、13~17份操作3）制得的改性填料；5）将操作4）称取的所有原料成分共同混合放入到干燥箱内，保持干燥箱内的温度为120~150℃，干燥处理1~1.5h后取出得混合物料备用；6）将操作5）所得的混合物料放入到粉碎机内，粉碎后过500目筛后，再投入到池窑内加热熔融，保持熔融的温度为1450~1500℃，完全熔融后制得熔体备用；7）将操作6）所得的熔体由池窑底部引出，然后经漏板流出，接着用喷吹设备对其进行喷吹成型，最后冷却制得成品玄武岩纤维备用；（2）混合压制成型：1）按对应重量份称取下列原料备用：90~95份聚丙烯树脂、1~2份钛酸酯偶联剂、4~6份塑料相容剂、12~17份工序（1）制得的玄武岩纤维、0.1~0.2份紫外线吸收剂；2）将操作1）称取的所有原料成分共同混合放入到混炼机内，混炼处理20~25min后取出放入到热压机内，热压处理25~35min后取出，再放入到冷压机内，冷压处理40~50min后出模即可。...

【技术特征摘要】
1.一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）玄武岩纤维制备：1）先将莫来石粉投入到盐酸溶液中浸泡处理2~3min，处理完成后滤出再投入到磷酸溶液中浸泡处理3~4min，处理完成后滤出再投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理2~4min，处理完成后滤出最后用去离子水冲洗一遍后备用；2）将操作1）处理后的莫来石粉投入到煅烧炉内，先加热保持煅烧炉内的温度为300~400℃，保温煅烧处理20~30min后，再将煅烧炉内的温度升至800~900℃，保温煅烧处理40~50min后取出，自然冷却至室温备用；3）将操作2）处理后的莫来石粉投入到改性处理液中，加热保持改性处理液的温度为85~95℃，不断超声处理10~15min后滤出，将处理后的莫来石粉放入到干燥箱内干燥处理1~1.5h后取出得改性填料备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：6~10份复合树脂、2~3份壳聚糖、1~4份钛酸酯偶联剂、1~1.5份二氧化钛、0.1~0.2份锆粉、1~3份十二烷基苯磺酸钠、5~8份丙酮、120~140份水；4）按对应重量份称取下列原料备用：90~100份玄武岩、8~12份蛇纹岩、15~20份石英砂、13~17份操作3）制得的改性填料；5）将操作4）称取的所有原料成分共同混合放入到干燥箱内，保持干燥箱内的温度为120~150℃，干燥处理1~1.5h后取出得混合物料备用；6）将操作5）所得的混合物料放入到粉碎机内，粉碎后过500目筛后，再投入到池窑内加热熔融，保持熔融的温度为1450~1500℃，完全熔融后制得熔体备用；7）将操作6）所得的熔体由池窑底部引出，然后经漏板流出，接着用喷吹设备对其进行喷吹成型，最后冷却制得成品玄武岩纤维备用；（2）混合压制成型：1）按对应重量份称取下列原料备用：90~95份聚丙烯树脂、1~2份钛酸酯偶联剂、4~6份塑料相容剂、12~17份工序（1）制得的玄武岩纤维、0.1~0.2份紫外线吸收剂；2）将操作1）称取的所有原料成分共同混合放入到混炼机内，混炼处理20~25min后取出放入到热压机内，热压处理25~35min后取出，再放入到冷压机内，冷压处理40~50min后出模即可。2.根据权利要求1所述的一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，工序（1）玄武岩纤维制备的操作1）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为5~8%，所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为6~9%，所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为8~10%。3.根据权利要求1所述的一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的超声处理时超声波的频率为140~150kHz。4.根据权利要求1所述的一种耐老化且力学性能优异的聚丙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，工序（1）玄武岩纤维制备的操作3）中所述的干燥处...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：王伟，
类型：发明
国别省市：安徽,34