一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法技术

本发明专利技术提出一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法，所述仿瓷塑料是先将有机硅源、无水乙醇和水混合反应得到硅溶胶前驱体，然后包覆于研磨至出现裂缝的硫酸钡表面，最后与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、马来酸酐接枝乙烯‑辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂混合均匀后进行螺杆挤出而制得。本发明专利技术提供的仿瓷塑料，添加的硫酸钡材料与PBT树脂间的相容性好，硫酸钡在树脂基体中的分散性好，可适量提升填充量，降低成本，同时由于塑料表面的硅溶胶包覆层，可有效缓冲外部冲击，改善了仿瓷塑料的抗冲击性能。

【技术实现步骤摘要】
一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法
本专利技术涉及仿瓷塑料
，特别是涉及一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法。
技术介绍
随着现代生活质量的提高，人们对居住环境的装饰越来越讲究。对地面、内外墙的装饰越来越提倡自然化，所以多采用陶瓷砖进行地面和内外墙的铺设。目前日常生活中使用的陶瓷，多是由粘土或含有粘土的混合物作泥料混炼，通过螺旋真空挤出机成型，切割成泥胚然后煅烧而成，制作过程需要用掉宝贵的泥土资源，并且还要消耗掉大量的能源，产生大量的废弃物，破坏自然生态。因此，开发出自然环保、性能优良的新型材料取代现有的陶瓷材料成为一种明显的趋势。塑料制品具有质轻、韧性好、成型方便、易于回收利用等优点，因此，如何将加工性能更为优异的塑料来仿造陶瓷，一直是人们努力的方向。例如在塑料中添加色粉就可以将塑料材料外观调节成各种陶瓷外观，或通过表面喷漆等技术实现塑料仿陶瓷的效果，但这些措施仅仅是塑料制品外观的改变，却没有陶瓷制品厚重、耐划伤、耐候等方面的优点。因此，在仿陶瓷产品的开发中，不但要表观达到陶瓷的高光泽，在密度和耐候性方面都需要达到接近陶瓷的水平，并且在韧性方面远高于陶瓷。近年来对于仿瓷塑料的研究和应用，已越来越受到人们重视，应用越来越广泛，其中添加硫酸钡可实现仿瓷效果，但由于硫酸钡自身的特点，这样做不但容易使塑胶材料变得难加工，而且容易导致塑胶材料抗冲击性能下降，做成的制品容易摔破。中国专利技术专利申请号200810048047.X公开了一种仿陶瓷塑胶材料,经混合挤压制得，主要原料是：聚对苯二甲酸丁二醇酯27.4%、硫酸钡71%、硅烷偶联剂0.6%、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)0.3%、液体石蜡0.3%、以及0.2%的抗氧剂1010和0.2%的抗氧剂168；该专利技术由聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯基双硬脂酰胺和硅烷偶联剂等有机化合物组成，既具有陶瓷制品的优良特点，又具有塑料有机高分子的优良性能，可代替陶瓷在各个领域使用，环保而又实用。中国专利技术专利申请号201710540747.X公开了一种仿瓷装饰材料及制备方法，所述材料包括：三聚氰胺甲醛树脂、改性凹凸棒石粘土、活性炭、甲基纤维素、聚乙烯醇、环氧树脂、填充剂、固化剂、着色剂；制备方法包括：先将三聚氰胺甲醛树脂与聚乙烯醇、环氧树脂、适量水，混合搅拌均匀后，再加入改性凹凸棒石粘土、活性炭，剪切分散10-20min，然后再加入剩余组分充分搅拌均匀，即可。为了提高仿瓷塑料的抗冲击性能，实现仿瓷塑料在高光泽、密度和耐候性等防的要求，改善仿陶瓷材料的加工性能，有必要提出一种新型仿瓷塑料，进而改善了仿瓷塑料的抗冲击韧性，拓展了仿瓷塑料的应用前景。
技术实现思路
针对目前添加硫酸钡等填料的方法实现仿陶瓷塑料，存在加工性能差、性能不理想等技术问题，本专利技术提出一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法，从而提高了仿瓷塑料的加工性能和抗冲击韧性。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，所述仿瓷塑料是先将有机硅源、无水乙醇和水混合反应得到硅溶胶前驱体，然后包覆于研磨至出现裂缝的硫酸钡表面，最后与聚对苯二甲酸丁二醇酯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂混合均匀后进行螺杆挤出而制得，具体制备方法如下：（1）将硫酸钡颗粒置于球磨机中，采用研磨使硫酸钡原料颗粒出现微裂缝，得到带微裂缝的硫酸钡；（2）将有机硅源加入到无水乙醇中，升温水浴搅拌后加入去离子水，并在水浴连续搅拌的前提下，用酸将体系的pH调节为酸性，静置反应，得到硅溶胶前驱体；（3）将硅溶胶前驱体雾化沉积在带微裂缝的硫酸钡表面，并充分渗入颗粒内部，然后将颗粒收集，接着用碱液调节体系的pH值到6-7，并发生反应，再进行过滤、烘箱干燥，得到硅溶胶包覆的硫酸钡；（4）将硅溶胶包覆硫酸钡与聚对苯二甲酸丁二醇酯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂加入高速搅拌机中混合均匀，再投入螺杆挤出机进行挤出，制得硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料。优选的，步骤（2）中所述水浴搅拌的温度为40-50℃，搅拌转速为300-400rpm，时间为60-80min。优选的，步骤（2）中所述酸为硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸中的一种或两种以上的组合。优选的，步骤（2）中所述硅溶胶前驱体制备中，无水乙醇、有机硅源、去离子水、酸的质量比例为100:50-60:40-80:10-20。优选的，所述有机硅源为聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、四甲基硅烷、甲硅烷中的一种或两种以上的组合。优选的，步骤（3）中所述碱液为质量浓度为10-30%的氢氧化钠、氢氧化钾、氨水的水溶液中的一种。优选的，步骤（3）中所述硅溶胶包覆的硫酸钡制备中，带微裂缝的硫酸钡、硅溶胶前驱体的质量比例为100:10-30。优选的，步骤（4）中所述抗冲击仿瓷塑料制备中，聚对苯二甲酸丁二醇酯、硅溶胶包覆硫酸钡、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂的质量比例为100:150-200:10-20:1-4:1-3:1-4:1-3。优选的，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或两种以上的组合；所述润滑剂为硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯、羧酸中的一种或两种以上的组合；所述耐候剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的一种或两种以上的组合；所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、N-苯基-α-萘胺和烷基吩噻嗪中的一种或两种以上的组合。本专利技术还提供一种上述的制备方法制备得到的一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料。现有的添加硫酸钡的仿陶瓷塑料，易造成仿瓷塑胶材料难加工，并且导致塑胶材料抗冲击性能下降，做成的制品容易摔破等缺陷，限制了其应用。鉴于此，本专利技术提出一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法，先称取硫酸钡颗粒置于球磨机中，采用研磨使硫酸钡原料颗粒出现微裂缝后待用；将有机硅源加入到无水乙醇中，在水浴下搅拌后加入去离子水，并在水浴连续搅拌的前提下，用酸将体系的pH调节为酸性，静置反应得到硅溶胶前驱体；将硅溶胶前驱体雾化沉积在带微裂缝的硫酸钡表面，待其充分渗入颗粒内部，将颗粒收集后用碱液调节体系的pH值并反应，过滤后将物料置于烘箱中干燥，得到硅溶胶包覆硫酸钡；再将硅溶胶包覆硫酸钡与聚对苯二甲酸丁二醇酯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂等加入高速搅拌机中混合均匀，再投入螺杆挤出机挤出得到仿瓷塑料。本专利技术提供的仿瓷塑料，添加的硫酸钡材料与PBT树脂间的相容性好，硫酸钡在树脂基体中的分散性好，可适量提升填充量，降低成本，同时由于塑料表面的硅溶胶包覆层，可有效缓冲外部冲击，改善了仿瓷塑料的抗冲击性能。本专利技术提出一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、本专利技术通过将硅溶胶前驱体沉积在带微裂缝的硫酸钡颗粒，渗入后反应形成紧密结合的硅溶胶包覆层，改善了硫酸钡材料与PBT树脂间的相容性，提高了硫酸钡在树脂基体中的分散性，可适量提升填充量，降低成本。2、本专利技术制得的仿瓷塑料表面的硅溶胶包覆层，可有效缓冲外部冲击，改善仿瓷塑料的抗冲击性能。具体实施方式以下通过具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）将硫酸钡颗粒置于球磨机中，采用研磨使硫酸钡原料颗粒出现微裂缝，得到带微裂缝的硫酸钡；（2）将有机硅源加入到无水乙醇中，升温水浴搅拌后加入去离子水，并在水浴连续搅拌的前提下，用酸将体系的pH调节为酸性，静置反应，得到硅溶胶前驱体；（3）将硅溶胶前驱体雾化沉积在带微裂缝的硫酸钡表面，并充分渗入颗粒内部，然后将颗粒收集，接着用碱液调节体系的pH值到6‑7，并发生反应，再进行过滤、烘箱干燥，得到硅溶胶包覆的硫酸钡；（4）将硅溶胶包覆硫酸钡与聚对苯二甲酸丁二醇酯、马来酸酐接枝乙烯‑辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂加入高速搅拌机中混合均匀，再投入螺杆挤出机进行挤出，制得硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料。

【技术特征摘要】
1.一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）将硫酸钡颗粒置于球磨机中，采用研磨使硫酸钡原料颗粒出现微裂缝，得到带微裂缝的硫酸钡；（2）将有机硅源加入到无水乙醇中，升温水浴搅拌后加入去离子水，并在水浴连续搅拌的前提下，用酸将体系的pH调节为酸性，静置反应，得到硅溶胶前驱体；（3）将硅溶胶前驱体雾化沉积在带微裂缝的硫酸钡表面，并充分渗入颗粒内部，然后将颗粒收集，接着用碱液调节体系的pH值到6-7，并发生反应，再进行过滤、烘箱干燥，得到硅溶胶包覆的硫酸钡；（4）将硅溶胶包覆硫酸钡与聚对苯二甲酸丁二醇酯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、偶联剂、润滑剂、耐候剂、抗氧剂加入高速搅拌机中混合均匀，再投入螺杆挤出机进行挤出，制得硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料。2.根据权利要求1所述的一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述水浴搅拌的温度为40-50℃，搅拌转速为300-400rpm，时间为60-80min。3.根据权利要求1所述的一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述酸为硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述硅溶胶前驱体制备中，无水乙醇、有机硅源、去离子水、酸的质量比例为100:50-60:40-80:10-20。5.根据权利要求1所述的一种硅溶胶改性的抗冲击仿瓷塑料的制备方法，其特征在于，所述有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51