本发明专利技术涉及高分子领域，尤其涉及一种植物炭塑料复合材料，其重量和组成为分子量为400-700万的超高分子量聚乙烯100份，分子量为100-140万的高密度聚丙烯30-35份，超低密度聚丙烯8-10份，阻燃剂3-12份，增韧剂5-10份，偶联剂2-5份，抗氧剂0.5-1份，植物炭15-20份，该植物炭塑料复合材料具有优异韧性、又具备较高的刚性和硬度以及阻燃性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子领域，尤其涉及一种植物炭塑料复合材料。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指相对分子量在150万以上的聚乙烯，是一种在目 前的工程塑料中综合性能最佳的新型工程塑料。超高分子量聚乙烯分子结构排列与普通聚乙烯完全相同，但是，由于它具有非常高的相对分子量，因此，它具有了许多普通聚乙烯材料所不具备的优异性能。例如它具有①不易粘附异物；②耐化学腐蚀；③无毒，可循环回收等。尽管超高分子量聚乙烯具有上述优点，可它也有不足之处，如耐温性差(热变形温度为80°C )、尺寸稳定性差、硬度低(洛氏硬度40-50HRM)、刚度低、拉伸强度低(34MPa)、不抗静电(表面电阻为1015Ω)以及无流动性(熔体流动速率为O)等，给加工成型带来极大的困难，一般只能依赖于模压成型或柱塞挤出成型的方法进行加工，限制了超高分子量聚乙烯树脂的应用。聚丙烯(PP)自1957年工业化以来发展极为迅速，是一种应用很广泛的塑料。聚丙烯的耐热性优于聚乙烯，其熔点达164°C，可在100-120°C下长期使用。聚丙烯还具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，它的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度、硬度等也很好，其刚性和耐折叠性十分突出。但是，聚丙烯也有其亟待克服的缺点，象耐磨性、韧性不足等。中国专利CN02110452公开了一种聚丙烯/超高分子量聚乙烯原位成纤共结晶复合材料，然而该材料的力学性能及阻燃性和抗静电性均有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有优异韧性、又具备较高的刚性和硬度以及阻燃性的植物炭塑料复合材料。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的 一种植物炭塑料复合材料，其重量和组成为分子量为400-700万的超高分子量聚乙烯100份，分子量为100-140万的高密度聚丙烯30-35份，超低密度聚丙烯8_10份，阻燃剂3-12份，增韧剂5-10份，偶联剂2-5份，抗氧剂O. 5-1份，植物炭15-20份。作为优选，所述植物炭经过以下方法制得 (O原料前处理将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-O. 02MPa -O. OOlMPa，再进行微波处理，微波频率为300MHz 950MHz，微波处理时间为I 3min ； (2)植物炭制备将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，控制燃烧以5-15°C /min的速率升温至700_750°C或900-1000°C并保温40_80min，然后再以5-15°C /min的速率升温至1000-1500°C或1600-1800°C并保温2_8h得到植物炭。作为优选，所述植物原料为玉米芯、竹子或松树。更优选地，对于玉米芯或竹子，控制燃烧以5-15°C /min的速率升温至700_750°C并保温40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升温至1000-1500°C并保温2_8h，得到植物炭。更优选地，对于松树，控制燃烧以5_15°C /min的速率升温至900-1000°C并保温40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升温至1600-1800°C并保温2_8h，得到植物炭。 作为优选，所述阻燃剂按重量份数计由以下组分组成低聚磷酸铵20 50份、磷酸铵10 25份、焦磷酸铵6 12份、硫酸铵5 20份、硼酸5 10份、水10 25份。本专利技术所用阻燃剂，对环境无污染，也保证了生产过程中工人的身体安全，并且可以循环使用。作为优选，所述增韧剂为三元乙丙橡胶EPDM或乙丙胶。作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。作为优选，所述抗氧剂为亚磷酸酯或抗氧剂168。 一种植物炭塑料复合材料的生产方法，其依次包括以下步骤 (O原料前处理将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-O. 02MPa -O. OOlMPa，再进行微波处理，微波频率为300MHz 950MHz，微波处理时间为I 3min ； (2)植物炭制备将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，控制燃烧以5-15°C /min的速率升温至700_750°C或900-1000°C并保温40_80min，然后再以5-15°C /min的速率升温至1000-1500°C或1600-1800°C并保温2_8h得到植物炭； (3)塑料改性米用分子量为400-700万的超闻分子量聚乙烯和分子量为100-140万的高密度聚丙烯为基料共混改性，在加工过程中，添加阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂和步骤(I)所得植物炭； 其中各组分的重量比为 超闻分子量聚乙烯100份； 高密度聚丙烯30-35份； 超低密度聚丙烯8-10份， 阻燃剂3-12份； 增韧剂5-10份； 偶联剂2-5份； 抗氧剂O. 5-1份； 植物炭15-20份。 本专利技术通过前处理可以控制植物原料的水分和开孔，有助于后续的植物炭制备，制备的植物炭并且具有良好的导电和去味功能，可以去除塑料的气味；对塑料性能的抗静电性具有促进作用；同时超高分子量聚乙烯和高密度聚丙烯的分子链之间相互缠绕，通过超低密度聚丙烯、增韧剂、偶联剂和抗氧剂调节其相容性和抗氧性，改善了超高分子量的加工性能，使制备所得的植物炭塑料复合材料具有优异韧性、又具备较高的刚性和硬度以及阻燃性。 作为优选，所述步骤(3)先将所述阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂和步骤(I)所得植物炭在密炼机中于90-100°C下捏合40-50min，然后再添加到所述基料中。本专利技术先将先将阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂和步骤(I)所得植物炭在密炼机中加压捏合有助于植物炭与阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂的充分混合，防止阻燃剂、抗氧剂的迁移。附图说明图I是本专利技术植物炭炭化立式移动床的温度控制系统示意 图中，A-干燥区；B-预炭化区；C-炭化区；D-煅烧区；E-冷却区；F-带CPU的温度感应装置；dl/d2/d3-助燃物导入孔；tl/t2/t3-测温点。·具体实施例方式如图I所示，植物炭制备使用的立式移动床分为干燥区A、预炭化区B、炭化区C、煅烧区D和冷却区E。煅烧区D —侧分布有许多可以调节开启或闭合的助燃物导入孔，如dl、d2、d3等，另一侧对应有各个小孔处的测温点如tl、t2、t3等，各小孔处温度通过与该测温点连接的温度感应装置F显示。实施例一 本实施例采用的植物原料为玉米芯。将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-O. 02MPa，再进行微波处理，微波频率为300MHzMHz，微波处理时间为Imin ； 将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，各测温点的温度，干燥区A为150°C，预炭化区B为275°C，炭化区C为450°C，升温时观测图I所示D区即燃烧区不同位置的温度，当燃烧区某处如d2的温度过低时，打开该处的小孔，导入空气就地就近燃烧，使该处温度升高，控制竹子下移过程中经历的燃烧区温度，控制燃烧以50C /min的速率升温至700°C并保温40min，然后再以5°C /min的速率升温至1600°C并保温2h得到植物炭； 塑料改性先将3份阻燃剂、5份三元乙丙橡胶EPDM增韧剂、2份硅烷偶联剂、O. 5份亚磷酸酯和15份植物炭在密炼机中于90°C下捏合40min本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物炭塑料复合材料，其特征在于重量和组成为：分子量为400？700万的超高分子量聚乙烯？100份，分子量为100？140万的高密度聚丙烯？30？35份，超低密度聚丙烯8？10份，阻燃剂？3？12份，增韧剂？5？10份，偶联剂？2？5份，抗氧剂？0.5？1份，植物炭？15？20份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁建中，
申请(专利权)人：浙江建中竹业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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