一种热塑性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热塑性复合材料及其制备方法，包括以下原料组成：热塑材料、阻燃填料、增韧剂、增容剂、抗氧化剂。本发明专利技术的热塑性复合材料不仅拉伸冲击强度等力学性能好，还具有良好的阻燃性能与耐老化性能。有良好的阻燃性能与耐老化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料
，具体涉及一种热塑性复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]热塑性材料是指在一定温度下具有可塑性、冷却后固化且能重复该过程的高分子材料，可回收再加工重新利用。热塑性材料主要包括聚烯烃类、聚醚聚酯类、芳杂环聚合物类等，其分子结构中不具有活性基团，受热不发生线型分子间交联。热塑性复合材料一般采用纯塑料注塑而成，往往力学性能不太理想。中国专利CN106751091A公开了一种热塑性复合材料及其制备方法，包括以下步骤：将玉米秸秆纤维粉与助剂混合后再加入回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯与苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段聚合物；将上述混合料挤出造粒，得到热塑性复合材料；该专利制备的热塑性复合材料具有良好的力学性能，此外还添加了玉米秸秆纤维粉，使其具有环保性，但是其热塑性复合材料的韧性及耐老化性能还需要进一步改进。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种热塑性复合材料及其制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种热塑性复合材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0006]将热塑材料、阻燃填料、增韧剂、增容剂、抗氧化剂以质量比(95
‑
115):(8
‑
13):(10
‑
16):(4
‑
8):(2
‑
5)混合，以加热温度为185
‑
195℃、加载压力为12
‑
15MPa、搅拌速度为85
‑
110rpm的工艺条件进行时长为30
‑
40min的预先混合处理，然后在185
‑
195℃以大小为2
‑
5MPa的压力挤出成型，得到所述热塑性复合材料。
[0007]利用回收的二手废旧热塑塑料经重熔再铸得到的热塑性复合材料，往往存在拉伸强度、弯曲强度及冲击强度等力学性能较差的问题，因此需要通过优化加工工艺、添加增韧等添加剂进行改进。本专利技术提供了一种热塑性复合材料的制备方法用来提升热塑性复合材料的韧性、拉伸强度等力学性能。该热塑性复合材料具有各向同性的微观结构，在宏观上表现为包括拉伸、冲击强度等指标显著提高，并且还表现出良好的紫外线老化耐性。
[0008]所述热塑材料为聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、聚酰胺塑料中的至少一种。
[0009]一种优选的方案为，所述热塑材料为聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料以质量比(1
‑
5):(1
‑
5):(1
‑
5)组成的混合物。
[0010]其中，聚乙烯塑料，分子量：4.2
‑
4.6万；聚丙烯塑料，分子量：1.2
‑
1.4万；聚氯乙烯塑料，分子量：7
‑
7.5万；上述塑料均为回收的二手废旧塑料。
[0011]所述增容剂为聚四氢呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
‑
环己烷二羧酸二甲酯中的至少一种。
[0012]一种优选的方案为，所述增容剂为聚四氢呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
‑
环己烷二羧酸二甲酯以质量比(1
‑
5):(1
‑
4):(1
‑
2.5)组成的混合物。
[0013]所述抗氧化剂为2,4
‑
二叔丁基苯酚、叔丁基对羟基茴香醚、4,4'
‑
硫联二(6
‑
叔丁基
‑2‑
甲基苯酚)中的至少一种。
[0014]一种优选的方案为，所述抗氧化剂为2,4
‑
二叔丁基苯酚、叔丁基对羟基茴香醚、4,4'
‑
硫联二(6
‑
叔丁基
‑2‑
甲基苯酚)以质量比(0.5
‑
3):(0.1
‑
1.5):(1
‑
4.2)组成的混合物。
[0015]所述阻燃填料的制备方法为：
[0016]将再生碳纤维与30
‑
70wt％丙酮水溶液以质量比1:(5
‑
10)混合，在频率为20
‑
30kHz、功率为200
‑
350W条件下超声处理0.5
‑
1h；再加入所述再生碳纤维质量100
‑
200％的浓度为7
‑
10mol/L的硝酸，在75
‑
85℃继续超声处理1
‑
2h；过滤、水洗至中性，在70
‑
80℃烘干3
‑
5h；再置于500
‑
600℃煅烧3
‑
5h，得到预处理碳纤维；将异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、预处理碳纤维、异丙醇以质量比(1
‑
2):(1
‑
2):(10
‑
20):(60
‑
80)混合，在50
‑
70℃、200
‑
500rpm下搅拌1
‑
3h，过滤、用异丙醇洗涤，在70
‑
90℃烘干1
‑
3h，得到所述阻燃填料。
[0017]其中，再生碳纤维是由废弃的碳纤维增强复合材料(CFRP)经机械碾压、化学处理后回收所得的碳纤维，其纤维长度为0.5
‑
50mm。
[0018]所述增韧剂的制备方法为：
[0019]A1将玉米淀粉和水以质量比1:(3.5
‑
6.2)混合，再以大小为530
‑
540MPa的超高压处理23
‑
28min，得到淀粉糊；
[0020]A2往所述淀粉糊中加入其质量5
‑
6.3％的浓度为1.5
‑
2mol/L的盐酸，然后以频率为475
‑
480MHz、功率为480
‑
500W的微波处理18
‑
22min，得到酸化淀粉糊；
[0021]A3在温度为60
‑
62℃的水浴加热状态下，以20
‑
25rpm的转速搅拌25
‑
35min使得玉米朊溶于二甲基亚砜，得到玉米朊溶液；所述玉米朊和二甲基亚砜的质量比为1:(6.5
‑
8)；
[0022]A4往所述玉米朊溶液中分别加入其质量12
‑
15％的卵磷脂和5
‑
7％的油酸酰胺，在57
‑
60℃以频率为41
‑
43kHz、功率为330...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：将热塑材料、阻燃填料、增韧剂、增容剂、抗氧化剂以质量比(95
‑
115):(8
‑
13):(10
‑
16):(4
‑
8):(2
‑
5)混合，以加热温度为185
‑
195℃、加载压力为12
‑
15MPa、搅拌速度为85
‑
110rpm的工艺条件进行时长为30
‑
40min的预先混合处理，然后在185
‑
195℃以大小为2
‑
5MPa的压力挤出成型，得到所述热塑性复合材料。2.如权利要求1所述热塑性复合材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃填料的制备方法为：将再生碳纤维与30
‑
70wt％丙酮水溶液以质量比1:(5
‑
10)混合，在频率为20
‑
30kHz、功率为200
‑
350W条件下超声处理0.5
‑
1h；再加入所述再生碳纤维质量100
‑
200％的浓度为7
‑
10mol/L的硝酸，在75
‑
85℃继续超声处理1
‑
2h；过滤、水洗至中性，在70
‑
80℃烘干3
‑
5h；再置于500
‑
600℃煅烧3
‑
5h，得到预处理碳纤维；将异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、预处理碳纤维、异丙醇以质量比(1
‑
2):(1
‑
2):(10
‑
20):(60
‑
80)混合，在50
‑
70℃、200
‑
500rpm下搅拌1
‑
3h，过滤、用异丙醇洗涤，在70
‑
90℃烘干1
‑
3h，得到所述阻燃填料。3.如权利要求1所述热塑性复合材料的制备方法，其特征在于：所述热塑材料为聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、聚酰胺塑料中的至少一种。4.如权利要求1所述热塑性复合材料的制备方法，其特征在于：所述增容剂为聚四氢呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
‑
环己烷二羧酸二甲酯中的至少一种。5.如权利要求1所述热塑性复合材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为2,4
‑
二叔丁基苯酚、叔丁基对羟基茴香醚、4,4'
‑
硫联二(6
‑
叔丁基
‑2‑
甲基苯酚)中的至少一种。6.如权利要求1所述热塑性复合材料的制备方法，其特征在于，所述增韧剂的制备方法为：A1将玉米淀粉和水以质量比1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长昕，
申请(专利权)人：宇豪马鞍山科技有限公司，
类型：发明
国别省市：