一种高耐热高强度塑料母料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐热高强度塑料母料的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。本发明专利技术首先将石墨棒进行电解、氧化，再与聚苯乙烯磺酸钠和磺化聚苯胺反应制得改性反应物，然后以杨木粉为原料，与氯化苄混合反应制得反应产物，最后将改性反应物、反应产物、聚合物以及其它试剂原料混合投入双螺杆造粒机中造粒制得高耐热高强度塑料母料，所生成的纳米石墨烯材料片状结构牢固稳定，可以与聚合物充分接触提高比表面积，增大分散效果，改性后的纳米石墨烯材料分散于母料中，使母料分子耐高温性能和机械性能得到提高，本发明专利技术利用氯化苄对杨木粉进行改性，可以有效与母料中其它分子形成粘合作用，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热高强度塑料母料的制备方法
本专利技术涉及一种高耐热高强度塑料母料的制备方法，属于高分子材料制备

技术介绍
我国是当今世界上的塑料大国，塑料制品年产量已超过2100万吨，正在被广泛应用于人们生产和生活的各个领域，塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能受到人们的青睐。塑料母料是把塑料助剂超常量地载附于树脂中而制成的浓缩体。在制造塑料制品时，不必再加入该种塑料助剂，只需按比例加入这种母料即可，其优点是：工艺简单，使用方便，便于实现生产自动化，提高劳动生产率，又避免环境污染。随着塑料工业的飞速发展，填充母料不但是一种添加材料，能够降低塑料制品的生产成本，还具有改善塑料制品的某些物理性能，如降低缺口收缩率、改善外观及手感等特性而得到市场的认可，已成为某些塑料制品中不可缺少的原材料。目前，国内的塑料母料按材质分主要有以下几种：（1）PE填充母料；（3）PP填充母料；（3）碳酸钙填充母料；（4）滑石粉填充母料；（5）透明填充母料；（6）白色母料。现有技术中的塑料母料遇高温时易分解变色并且脆化，同时存在力学性能较差，抗冲击性能不佳，难以自然分解，对环境危害大等缺陷。因此提供一种力学性能优良，耐热、耐老化性能好，对环境无污染且制作成本低、制备方法简单的塑料母料及其制备方法已成为当务之亟。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前母料遇高温时易分解变色并且脆化，同时力学性能差，抗冲击性能不佳的缺陷，提供了一种高耐热高强度塑料母料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高耐热高强度塑料母料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取400～500mL的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液放入烧杯中作为电解液，将石墨棒作为电极的阴、阳极浸入1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液中，在超声波振荡的条件下通电电解2～3h，电解结束后取出石墨棒，将烧杯中产物进行过滤，得到滤渣，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗滤渣4～8次，制得电解产物；（2）按重量份数计，称取3～5份上述电解产物、2.0～2.8份高铁酸钾和16～18份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中恒温反应，反应后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份上述滤饼、4～5份聚苯乙烯磺酸钠、8～9份磺化聚苯胺和16～20份丙酮投入反应釜中混合制得混合乳液，向反应釜中滴加混合乳液质量5～8%的降冰片烯二酸酐，滴加结束后通入氢气1～2h，过滤得到改性滤渣，将改性滤渣依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，放入烘箱中烘干制得改性反应物，备用；（4）将杨木粉与氢氧化钠溶液按质量比1：10搅拌混合投入烧杯中，将烧杯置于超声震荡仪中震荡，震荡结束后进行抽滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤滤渣3～5次后放入烘箱中烘干，制得干燥产物；（5）将上述干燥产物与氯化苄按质量比1：5投入单口烧瓶中混合均匀，将单口烧瓶置于油浴中恒温反应，反应后置于超速离心机中离心得到沉淀物，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次制得反应产物；（6）按重量份数计，将2～3份备用的改性反应物、3～5份上述反应产物、18～20份邻苯二甲酸二辛酯和5～8份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷投入二维混合机中混合搅拌制得固液混合物，按重量份数计，将8～10份固液混合物、4～6份ε-己内酯、2～3份石蜡、3～5份碳酸钙粉末和16～20份聚乙烯混合均匀后送入双螺杆造粒机中混炼造粒，制得高耐热高强度塑料母料。步骤（1）中所述的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液的质量分数为12～15%，电极的直流电电压为50～60V，电解时超声波振荡频率为30～32kHz。步骤（2）中所述的硫酸溶液的质量分数为60～70%，冰水浴中恒温反应时间为30～40min。步骤（3）中所述的反应釜中的温度为35～40℃，搅拌转速为200～240r/min，混合搅拌时间为30～40min。步骤（4）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为10～14%，超声震荡仪的频率为30～32kHz，震荡时间为50～60min。步骤（5）中所述的油浴温度为115～120℃，油浴中恒温反应时间为60～70min，超速离心机的离心转速为3900～4100r/min，离心时间为10～13min。步骤（6）中所述的二维混合机中的混合搅拌时间为30～40min。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将石墨棒进行电解，并将电解产物进行氧化，氧化后与聚苯乙烯磺酸钠和磺化聚苯胺反应制得改性反应物，然后以杨木粉为原料在碱性溶液中进行预处理，将预处理的杨木粉与氯化苄混合反应制得反应产物，最后将改性反应物、反应产物、聚合物以及其它试剂原料混合投入双螺杆造粒机中造粒制得高耐热高强度塑料母料，本专利技术将石墨棒作为电极的阴阳极，在咪唑类离子液体中进行电解反应，所电解生成的石墨烯材料经过咪唑类离子液体进行表面活性修饰后，所生成的纳米石墨烯材料呈片状结构，片状结构牢固稳定，可以与聚合物充分接触提高比表面积，增大分散效果，从而增大石墨烯与聚合物的接触面积，提高反应效率，同时聚苯乙烯磺酸钠与磺化聚苯胺的相对分子质量较低，使改性纳米石墨烯的相对分子质量减小，有效提高石墨烯的分散效果，改性后的纳米石墨烯材料具有离子键、共价键等化学键合能，石墨烯分子分散于母料中，在母料分子中起填充连接作用，粘合母料材料中其它分子使母料分子耐高温性能和机械性能得到提高；（2）本专利技术以杨木粉为原料，利用氯化苄对其进行改性，杨木粉中具有木质素和纤维素，木质素中具有羟基、羧基等官能团，可以有效与母料中其它分子形成粘合作用，利用氯化苄对杨木粉进行苄基化改性后，呈极性的植物纤维中引入了非极性基团，使木质素以及植物纤维更好的溶于聚合物溶液中，提高了母料的力学性能、抗冲击性能和耐热性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式称取400～500mL质量分数为12～15%的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液放入烧杯中作为电解液，将石墨棒作为电极的阴、阳极浸入1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液中，在直流电电压为50～60V，超声波频率为30～32kHz的条件下，超声震荡通电电解2～3h，电解结束后取出石墨棒，将烧杯中产物进行过滤，得到滤渣，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗滤渣4～8次，制得电解产物；按重量份数计，称取3～5份上述电解产物、2.0～2.8份高铁酸钾和16～18份质量分数为60～70%的硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，恒温反应30～40min，反应后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，备用；按重量份数计，称取3～5份上述滤饼、4～5份聚苯乙烯磺酸钠、8～9份磺化聚苯胺和16～20份丙酮投入反应釜中混合，在温度为35～40℃，搅拌转速为200～240r/min的条件下混合搅拌30～40min制得混合乳液，向反应釜中滴加混合乳液质量5～8%的降冰片烯二酸酐，滴加结束后通入氢气1～2h，过滤得到改性滤渣，将改性滤渣依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，放入烘箱中烘干制得改性反应物，备用；将杨木粉与质量分数为10～14%的氢氧化钠溶液按质量比1：10搅拌混合投入烧杯中，将烧杯置于超声震荡仪中，在频率为30～32kHz的条件下震荡50～60min，震荡结束后进行抽滤得到滤渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐热高强度塑料母料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取400～500mL的1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸钠溶液放入烧杯中作为电解液，将石墨棒作为电极的阴、阳极浸入1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸钠溶液中，在超声波振荡的条件下通电电解2～3h，电解结束后取出石墨棒，将烧杯中产物进行过滤，得到滤渣，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗滤渣4～8次，制得电解产物；（2）按重量份数计，称取3～5份上述电解产物、2.0～2.8份高铁酸钾和16～18份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中恒温反应，反应后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份上述滤饼、4～5份聚苯乙烯磺酸钠、8～9份磺化聚苯胺和16～20份丙酮投入反应釜中混合制得混合乳液，向反应釜中滴加混合乳液质量5～8%的降冰片烯二酸酐，滴加结束后通入氢气1～2h，过滤得到改性滤渣，将改性滤渣依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，放入烘箱中烘干制得改性反应物，备用；（4）将杨木粉与氢氧化钠溶液按质量比1：10搅拌混合投入烧杯中，将烧杯置于超声震荡仪中震荡，震荡结束后进行抽滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤滤渣3～5次后放入烘箱中烘干，制得干燥产物；（5）将上述干燥产物与氯化苄按质量比1：5投入单口烧瓶中混合均匀，将单口烧瓶置于油浴中恒温反应，反应后置于超速离心机中离心得到沉淀物，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次制得反应产物；（6）按重量份数计，将2～3份备用的改性反应物、3～5份上述反应产物、18～20份邻苯二甲酸二辛酯和5～8份γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷投入二维混合机中混合搅拌制得固液混合物，按重量份数计，将8～10份固液混合物、4～6份ε‑己内酯、2～3份石蜡、3～5份碳酸钙粉末和16～20份聚乙烯混合均匀后送入双螺杆造粒机中混炼造粒，制得高耐热高强度塑料母料。...

【技术特征摘要】
1.一种高耐热高强度塑料母料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取400～500mL的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液放入烧杯中作为电解液，将石墨棒作为电极的阴、阳极浸入1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠溶液中，在超声波振荡的条件下通电电解2～3h，电解结束后取出石墨棒，将烧杯中产物进行过滤，得到滤渣，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗滤渣4～8次，制得电解产物；（2）按重量份数计，称取3～5份上述电解产物、2.0～2.8份高铁酸钾和16～18份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中恒温反应，反应后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份上述滤饼、4～5份聚苯乙烯磺酸钠、8～9份磺化聚苯胺和16～20份丙酮投入反应釜中混合制得混合乳液，向反应釜中滴加混合乳液质量5～8%的降冰片烯二酸酐，滴加结束后通入氢气1～2h，过滤得到改性滤渣，将改性滤渣依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤3～5次，放入烘箱中烘干制得改性反应物，备用；（4）将杨木粉与氢氧化钠溶液按质量比1：10搅拌混合投入烧杯中，将烧杯置于超声震荡仪中震荡，震荡结束后进行抽滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤滤渣3～5次后放入烘箱中烘干，制得干燥产物；（5）将上述干燥产物与氯化苄按质量比1：5投入单口烧瓶中混合均匀，将单口烧瓶置于油浴中恒温反应，反应后置于超速离心机中离心得到沉淀物，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次制得反应产物；（6）按重量份数计，将2～3份备用的改性反应物、3～5份上述反应产物、18～20份邻苯二甲酸二辛酯和5～8份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，蒋梦成，陈帅，
申请(专利权)人：佛山市高明区爪和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44