一种可回收利用工程塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可回收利用工程塑料及其制备方法，该工程塑料由塑料基体与共混改性颗粒混合后熔融挤出造粒制成，共混改性颗粒是将相容剂、润滑剂、导热填料与增强改性纤维按照重量比在双螺杆挤出机中共混挤出制成，增强改性纤维是以耐高温的高硅氧玻璃纤维为基体，在玻璃纤维的表面反应附着一层酚醛树脂，然后通过高温焙烧，使酚醛树脂碳化，形成具有良好孔隙结构的碳层，从而在不影响纤维对工程塑料的增强效果的同时，提升玻璃纤维的导热性能，导热填料是在金属颗粒的表面形成有一层碳层，在不明显影响颗粒的导热性能的同时提升导热颗粒的比表面积，从而提升导热颗粒在塑料基体中的结合效果，避免工程塑料受冲击粉化的现象发生。发生。

【技术实现步骤摘要】
一种可回收利用工程塑料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体的，涉及一种可回收利用工程塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]工程塑料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，但价格较贵，产量较小，工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料，后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料，主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。
[0003]工程塑料在大部分时候作为金属的替代品，但是其导热性能却无法达到金属零部件的导热效果，为了提升导热性，会向其中加入大量的填料，但是大量的填料的加入又会降低工程塑料的冲击强度以及流动性等性质，并且如玻璃纤维等材料的导热性能较差，在大量加入玻璃纤维的情况下，虽然能够起到增强增韧的效果，但是会显著降低塑料的导热性能，如何在添加增韧增强的材料且能够对材料的导热性能造成正面影响，为了解决上述问题，本专利技术提供了以下技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可回收利用工程塑料及其制备方法。
[0005]本专利技术需要解决的技术问题为：
[0006]工程塑料在大部分时候作为金属的替代品，但是其导热性能却无法达到金属零部件的导热效果，为了提升导热性，会向其中加入大量的填料，但是大量的填料的加入又会降低工程塑料的冲击强度以及流动性等性质，并且如玻璃纤维等材料的导热性能较差，在大量加入玻璃纤维的情况下，虽然能够起到增强增韧的效果，但是会显著降低塑料的导热性能，如何在添加增韧增强的材料且能够对材料的导热性能造成正面影响。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种可回收利用工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]第一步，制备导热填料
[0010]S11、将导热金属填充颗粒加入丙酮中，在频率20
‑
40KHz的条件下超声处理10
‑
20min后，用去离子水或乙醇冲洗导热金属填充颗粒，烘干后通过偶联剂对导热金属填充颗粒进行表面处理；
[0011]所述导热金属填充颗粒为铜、银、铝、氧化铝、氮化铝以及氧化锌中的一种，且导热金属填充颗粒的粒径小于5μm；
[0012]S12、将步骤S11中制备得到的导热金属填充颗粒加入十六烷中，在频率为40
‑
80KHz的条件下超声处理5
‑
15min后，得到导热金属颗粒的分散液待用，再配制固含量为20％
‑
40％的水性酚醛树脂乳液，在转速2000
‑
6000r/min的转速下对导热金属颗粒的分散液进行高速搅拌处理，并在搅拌过程中向其中缓慢加入水性酚醛树脂乳液，待水性酚醛树脂乳液完全加入后，提升转速至3200
‑
4000r/min，剪切处理20
‑
40min后，得到复合中间体；
[0013]所述导热金属填充颗粒的分散液中导热金属填充颗粒的用量为25
‑
40g/mL；
[0014]导热金属颗粒的分散液与水性酚醛树脂乳液的体积比为1:1.4
‑
2.2；
[0015]在上述步骤中，首先通过硅烷偶联剂对导热金属填充颗粒进行表面处理，然后再将导热金属填充颗粒与不易挥发的十六烷进行混合，得到导热金属填充颗粒的分散液，然后再将该分散液与水性酚醛树脂乳液混合后进行高速剪切处理，形成酚醛树脂颗粒包裹导热金属填充颗粒的复合结构；
[0016]S13、将步骤S12中制备得到的复合中间体在温度80
‑
120℃温度下减压脱水至含水量小于1％后，固液分离，并将固相产物在惰性气体气氛，温度1000
±
50℃的条件下焙烧处理2
‑
4h，得到包覆改性导热颗粒；
[0017]在该步骤中，通过在高温条件下焙烧处理，使酚醛树脂弹簧，形成多孔的碳结构，对金属颗粒实现包覆处理，从而在金属颗粒的表面形成一层均匀且粗糙的结构，有利于金属颗粒与塑料基体的连接效果；
[0018]S14、将上一步骤中制备得到的包覆改性导热颗粒加入丙酮中，在频率20
‑
30KHz的条件下超声处理10
‑
15min后，用去离子水或乙醇冲洗包覆改性导热颗粒，烘干后通过偶联剂对包覆改性导热颗粒进行表面处理，烘干后得到导热填料；
[0019]步骤S11与S14中的偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂与硅烷偶联剂中的一种或至少两种的任意比混合物；
[0020]该步骤中首先通过将包覆改性导热填料加入丙酮中进行超声处理，从而除去金属颗粒表面碳结构中在焙烧时产生的碎料，然后再通过偶联剂处理，提升颗粒与塑料基体的相容性；
[0021]第二步，制备改性增强纤维
[0022]S21、将高硅氧玻璃纤维加入丙酮中，在频率40
‑
80KHz的条件下超声处理15
‑
25min后，固液分离，并用去离子水或乙醇冲洗高硅氧玻璃纤维，除去高硅氧玻璃纤维表面的丙酮，然后再通过偶联剂对高硅氧玻璃纤维进行表面处理，得到表面处理高硅氧玻璃纤维；
[0023]S22、将苯酚与甲醛或多聚甲醛按照摩尔比1:0.5
‑
1混合后加入反应釜中，向其中加入乙二酸，混合均匀后，保持转速为200
‑
360r/min对混合物进行搅拌，并升温至90
‑
100℃，保温反应1.5
‑
3h后，自然降温至50
‑
60℃后得到中间体溶液，向其中加入高硅氧玻璃纤维，在转速300
‑
600r/min的条件下保温搅拌处理10
‑
15min后，在频率40
‑
80KHz的条件下超声处理40
‑
120min，然后向其中加入氨水，调节pH至5
‑
6，在130
‑
170℃温度下减压脱水，得到包覆玻璃纤维；
[0024]步骤S22中乙二酸的添加量为苯酚重量的0.5％
‑
0.9％；
[0025]S23、将步骤S22中制备得到的包覆玻璃纤维在惰性气体气氛中，温度1000
±
50℃的条件下焙烧处理2
‑
4h，得到高硅氧玻璃纤维的表面包覆有一层碳层的复合结构；
[0026]S24、将步骤S23中制备得到的产物加入丙酮中，在频率30
‑
80KHz的条件下超声处理后，用去离子水或乙醇冲洗除去纤维表面附着的丙酮，烘干干燥后通过硅烷偶联剂处理
表面附着有碳层的高硅氧玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可回收利用工程塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，制备导热填料；第二步，制备改性增强纤维S21、将高硅氧玻璃纤维加入丙酮中，在频率40
‑
80KHz的条件下超声处理15
‑
25min后，固液分离，并用去离子水或乙醇冲洗高硅氧玻璃纤维，除去高硅氧玻璃纤维表面的丙酮，然后再通过偶联剂对高硅氧玻璃纤维进行表面处理，得到表面处理高硅氧玻璃纤维；S22、将苯酚与甲醛或多聚甲醛按照摩尔比1:0.5
‑
1混合后加入反应釜中，向其中加入乙二酸，混合均匀后，保持转速为200
‑
360r/min对混合物进行搅拌，并升温至90
‑
100℃，保温反应1.5
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3h后，自然降温至50
‑
60℃后得到中间体溶液，向其中加入高硅氧玻璃纤维，在转速300
‑
600r/min的条件下保温搅拌处理10
‑
15min后，在频率40
‑
80KHz的条件下超声处理40
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120min，然后向其中加入氨水，调节pH至5
‑
6，在130
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170℃温度下减压脱水，得到包覆玻璃纤维；S23、将步骤S22中制备得到的包覆玻璃纤维在惰性气体气氛中，温度1000
±
50℃的条件下焙烧处理2
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4h，得到高硅氧玻璃纤维的表面包覆有一层碳层的复合结构；S24、将步骤S23中制备得到的产物加入丙酮中，在频率30
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80KHz的条件下超声处理后，用去离子水或乙醇冲洗除去纤维表面附着的丙酮，烘干干燥后通过硅烷偶联剂处理表面附着有碳层的高硅氧玻璃纤维，得到改性增强纤维；第三步，将相容剂、润滑剂、第一步中制备得到的导热填料以及第二步中的改性增强纤维按照重量比1:0.1
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0.3:0.5
‑
1.4:0.5
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1.2混合后，加入双螺杆挤出机中共混挤出造粒，得到共混改性颗粒；第四步，将第三步中制备得到的共混改性颗粒与塑料基体按照重量比1:1
‑
2均匀混合后加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到所述的可回收利用工程塑料。2.根据权利要求1所述的一种可回收利用工程塑料的制备方法，其特征在于，步骤S22中乙二酸的添加量为苯酚重量的0.5％
‑
0.9％。3.根据权利要求1所述的一种可回收利用工程塑料的制备方法，其特征在于，所述塑料基体为聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛或聚...

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