高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，涉及功能改性塑料技术领域。本发明专利技术用于解决没有结合熔融挤出、混料固化、涂层成膜等多种方式来提高塑料颗粒的强度、耐磨性和导电性的综合性能的技术问题，将聚碳酸酯树脂与粘接补强剂、超细粉体填料混合熔融挤出得到改性聚碳酸酯树脂；有机硅树脂溶液与导电性好、耐腐蚀、抗磨损的七氧化四钛混合，包裹在改性聚碳酸酯树脂的外表面或进入改性聚碳酸酯树脂的孔隙内，使得改性塑料颗粒半成品的导电性、强度和耐磨性得到改善；有机硅复合涂层液在改性塑料颗粒半成品的外表面包裹形成致密的多巴胺自聚涂层膜，进一步提高改性塑料颗粒成品的强度、耐磨性和导电性。耐磨性和导电性。

【技术实现步骤摘要】
高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺


[0001]本专利技术涉及功能改性塑料
，具体涉及高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺。

技术介绍

[0002]塑料颗粒指颗粒状的塑料，常见的塑料颗粒有通用塑料、工程塑料、特种塑料，通用塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯等，工程塑料包括尼龙、聚四氟、聚甲醛、聚碳有机硅等，特种塑料包括热固性塑料、功能高分子塑料。塑料颗粒的加工工艺通常是将高聚物树脂与各种添加剂、助剂经过计量、混合、塑化、切粒制成，塑料颗粒是塑料成型加工业的半成品，也是挤出、注塑、中空吹塑、发泡等成型加工生产的原材料。
[0003]公告号(CN104761267B)的专利技术专利公开了一种循环流化床锅炉用高强耐磨塑料，按质量百分比配比如下：粒度≤3mm的骨料50
‑
80％，过325目的亚白刚玉粉5
‑
20％，粒度≤5μm的碳化硅微粉1
‑
10％，粒度≤5μm的软质粘土1
‑
20％，粒度≤0.5mm的镁砂1
‑
10％，PA胶1
‑
10％，工业级的磷酸溶液1
‑
10％；另加入外加剂0
‑
0.5％。优点在于具有抗剥落能力、力学强度、热震性能、使用寿命俱佳的特点。研究发现存在以下技术缺陷：没有结合熔融挤出、混料固化、涂层成膜等多种方式来提高塑料颗粒的强度、耐磨性和导电性的综合性能。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，用于解决现有技术中没有结合熔融挤出、混料固化、涂层成膜等多种方式来提高塑料颗粒的强度、耐磨性和导电性的综合性能的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤一，按照重量份，将45～78份聚碳酸酯树脂、8～17份粘接补强剂、3～10份超细粉体填料以200～400rpm转速混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融挤出得到改性聚碳酸酯树脂；
[0009]步骤二，按照重量份，将120～165份改性聚碳酸酯树脂裁切至粒径3～5mm，与35～52份有机硅树脂溶液、5～12份七氧化四钛混合均匀后，超声振荡，干燥固化得到改性塑料颗粒半成品；
[0010]步骤三，向改性塑料颗粒半成品喷涂有机硅复合涂层液，分散均匀后真空微波干燥得到高强度耐磨改性塑料颗粒。
[0011]进一步的，所述粘接补强剂的制备方法包括以下步骤：向配备机械搅拌器、恒压滴液漏斗、冷凝管的反应釜内加入乙醇、10～15wt％的盐酸和蒸馏水，升温至32～40℃，以150～300rpm转速搅拌20～30min后滴加正硅酸甲酯，滴加完毕后搅拌反应2～4小时，升温至55～65℃，滴加六乙基二硅氧烷，滴加完毕后搅拌反应1～2小时，升温至80～85℃回流，滴加
1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷，滴加完毕后搅拌反应2～3小时，加入三甲基乙氧基硅烷作为萃取剂，回流2～3小时，静置分层，使用8～15wt％的碳酸氢钠水溶液洗涤2～3次，分液得到水相和有机相，有机相减压蒸馏，馏分于55～65℃干燥10～12小时得到白色粉末状的粘接补强剂。
[0012]粘接补强剂以正硅酸甲酯、六乙基二硅氧烷、1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷为主要原料，在盐酸的酸性条件下发生水解缩合反应，得到聚合有甲基硅基、乙基硅基和氨基丙基硅基的硅树脂型粘接补强剂，结构中具有有序的大分子链状聚有机硅氧烷结构，除了具备硅树脂优异的成膜性、耐热性、粘接性和抗水性能，大分子链状的聚有机硅氧烷结构阻止氧气与聚碳酸酯树脂的结合及持续燃烧，具有良好的热稳定性和成炭性能；该粘接补强剂与聚碳酸酯树脂之间良好相容，挤出后提高了聚碳酸酯树脂的粘接性、疏水性和阻燃性能。
[0013]粘接补强剂的合成反应机理如下：
[0014][0015][0016]进一步的，所述乙醇与盐酸、蒸馏水的质量比为1.8～2.4：0.9～1.4：0.9～1.3，正硅酸甲酯与六乙基二硅氧烷、1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷的质量比为32～48：8～15：10～17；正硅酸甲酯的用量为乙醇的1.8～2.3倍。
[0017]进一步的，所述超细粉体填料由金刚石微粉与酸洗碳化硅微粉按照质量比3～5：1混合而成；聚碳酸酯树脂的比重为1.2g/cm3，熔体流动速率为5.5g/10min，拉伸强度为65MPa，弯曲模量为2280MPa；双螺杆挤出机各段温区的温度为245℃、250℃、255℃、260℃、265℃，机头温度为270℃。
[0018]进一步的，所述有机硅树脂溶液由有机硅树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙醇、硼化钛粉体按照质量比12～16：0.01～0.05：3～5：0.2～0.6混合均匀后，以1200～1600rpm转速磁力搅拌20～30min得到；有机硅树脂的固含量为35
±
5％，粘度为1100～1250mPa
·
S，固化后抗拉强度为211～217MPa，断裂伸长率为300～400％。
[0019]有机硅树脂溶液由具有良好粘度和固化强度的有机硅树脂与聚乙烯醇缩丁醛、乙醇、硼化钛混合搅拌得到，聚乙烯醇缩丁醛溶解分散于乙醇后与有机硅树脂结合，改善有机硅树脂的流动性和柔顺性；硼化钛粉体的比表面积大，表面活性高，导电性能优良，具有极好的化学稳定性和抗热振性能，能够与有机硅树脂良好结合以提高改性聚碳酸酯树脂的强度和韧性；有机硅树脂溶液与导电性好、耐腐蚀、抗磨损的七氧化四钛混合，超声振荡除沫后包裹在改性聚碳酸酯树脂的外表面并进入改性聚碳酸酯树脂的内部孔隙内，使得改性塑料颗粒半成品的导电性、强度和耐磨性得到改善。
[0020]进一步的，所述有机硅复合涂层液的制备方法包括以下步骤：将碳纳米管与多巴胺粉末按照质量比3～6：18～25混合后加入去离子水中，超声分散10～20min，加入羟基封端聚甲基苯基硅氧烷，磁力搅拌16～22小时，乙醇洗涤、过滤得到该有机硅复合涂层液，羟基封端聚甲基苯基硅氧烷的用量为碳纳米管质量的2～3倍。
[0021]有机硅复合涂层液中，由于多巴胺的自聚作用使得碳纳米管与羟基封端聚甲基苯基硅氧烷结合，羟基封端聚甲基苯基硅氧烷由于具有苯基使得与聚碳酸树脂的相容性增加，碳纳米管具有具有较大的长径比和比表面积、较低的电阻和很高的化学稳定性，利于有机硅复合涂层液在改性塑料颗粒半成品表面的粘附，固化后形成致密的多巴胺自聚涂层膜，进一步提高改性塑料颗粒成品的强度、耐磨性和导电性。
[0022]进一步的，步骤二超声振荡的频率为25～40KHz，时间为5～10min；干燥固化的温度为120～135℃，时间为1～2小时。
[0023]进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，按照重量份，将45～78份聚碳酸酯树脂、8～17份粘接补强剂、3～10份超细粉体填料以200～400rpm转速混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融挤出得到改性聚碳酸酯树脂；步骤二，按照重量份，将120～165份改性聚碳酸酯树脂裁切至粒径3～5mm，与35～52份有机硅树脂溶液、5～12份七氧化四钛混合均匀后，超声振荡，干燥固化得到改性塑料颗粒半成品；步骤三，向改性塑料颗粒半成品喷涂有机硅复合涂层液，分散均匀后真空微波干燥得到高强度耐磨改性塑料颗粒。2.根据权利要求1所述的高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，其特征在于，所述粘接补强剂的制备方法包括以下步骤：向配备机械搅拌器、恒压滴液漏斗、冷凝管的反应釜内加入乙醇、10～15wt％的盐酸和蒸馏水，升温至32～40℃，以150～300rpm转速搅拌20～30min后滴加正硅酸甲酯，滴加完毕后搅拌反应2～4小时，升温至55～65℃，滴加六乙基二硅氧烷，滴加完毕后搅拌反应1～2小时，升温至80～85℃回流，滴加1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷，滴加完毕后搅拌反应2～3小时，加入三甲基乙氧基硅烷作为萃取剂，回流2～3小时，静置分层，使用8～15wt％的碳酸氢钠水溶液洗涤2～3次，分液得到水相和有机相，有机相减压蒸馏，馏分于55～65℃干燥10～12小时得到白色粉末状的粘接补强剂。3.根据权利要求2所述的高强度耐磨改性塑料颗粒的制备工艺，其特征在于，所述乙醇与盐酸、蒸馏水的质量比为1.8～2.4：0.9～1.4：0.9～1.3，正硅酸甲酯与六乙基二硅氧烷、1,3
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双(3
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氨基丙基)四甲基二硅氧烷的质量比为32～48：8～15：10～17；正硅酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：申辉，丁鹏，高森森，姜燕燕，姜辉，
申请(专利权)人：安徽冠泓塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：