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的制备方法，该方法依次包括以下步骤：将植物原料送入微波真空罐中进行微波处理；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℃/min的速率升温至700-750℃或900-1000℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1000-1500℃或1600-1800℃并保温2-8h得到植物炭；采用分子量为300-500万的高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯和超低密度聚乙烯为基料共混改性，在加工过程中，添加阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂和所得植物炭。本发明专利技术制备的植物炭塑料具有优异韧性、又具备较高的刚性和硬度以及良好的抗静电性和阻燃性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子领域，尤其涉及。
技术介绍
高抗冲聚苯乙烯(HIPS)具有机械物理性能优异，加工性能良好，化学性能稳定的特点，广泛应用于汽车工业、家用电器工业、电子电器等产业。与聚苯乙烯PS相比，具有较高的韧性和冲击强度，并且保留了 PS易成型加工的优点。然而HIPS的极限氧指数为18%，属于易燃性塑料，因此，HIPS的阻燃性要求较高。中国专利CN101372548公开了一种HIPS复合物，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良好的抗静电性和阻燃性的植物炭塑料的生产方法。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 ，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)塑料改性采用分子量为300-500万的高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯和超低密度聚乙烯为基料共混改性，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 高抗冲聚苯乙烯100份； 聚氯乙烯30-35份； 超低密度聚乙烯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；同时高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯的分子链之间相互缠绕，通过超低密度聚乙烯、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。 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30 40份、磷酸铵15 20份、焦磷酸铵8 10份、硫酸铵10 15份、硼酸8 9份、水15 20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。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300MHz，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，然后再添加到100份分子量为 300-350万的高抗冲聚苯乙烯、8份超低密度聚乙烯和30份聚氯乙烯组成的基料中，高速混合后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为21 (TC。使用的阻燃剂按重量份数计由以下组分组成低聚磷酸铵20份、磷酸铵10份、焦磷酸铵6份、硫酸铵5份、硼酸5份、水10份。广品性能指标见表I。 实施例二 本实施例采用的植物原料为竹片(长约40cm)。将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-O. OOlMPa，再进行微波处理，微波频率为950MHz，微波处理时间为3min ； 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150C /min的速率升温至750°C并保温80min，然后再以15°C /min的速率升温1500°C并保温8h得到植物炭； 塑料改性先将12份阻燃剂、10份乙丙胶增韧剂、2-5份铝酸酯偶联剂、I份抗氧剂168和20份植物炭在密炼机中于100°C下捏合50min，然后再添加到100份分子量为450-500万的高抗冲聚苯乙烯、10份超低密度聚乙烯和35份聚氯乙烯组成的基料中，高速混合后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为220°C。使用的阻燃剂按重量份数计由以下组分组成低聚磷酸铵50份、磷酸铵25份、焦磷酸铵12份、硫酸铵20份、硼酸10份、水25份。 实施例三 本实施例采用的植物原料为松树，将松树去除表皮杂质后进行初切，长度控制不超过15cm0将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-O. OlMPa，再进行微波处理，微波频率为550MHz，微波处理时间为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物炭塑料复合材料的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：（1）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？0.02MPa～？0.001MPa，再进行微波处理，微波频率为300MHz～950MHz,微波处理时间为1～3min；（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℃/min的速率升温至700？750℃或900？1000℃并保温40？80min，然后再以5？15℃/min的速率升温至1000？1500℃或1600？1800℃并保温2？8h得到植物炭；（3）塑料改性：采用分子量为300？500万的高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯和超低密度聚乙烯为基料共混改性，在加工过程中，添加阻燃剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂和步骤（1）所得植物炭；其中各组分的重量比为：高抗冲聚苯乙烯？100份；聚氯乙烯？30？35份；超低密度聚乙烯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；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。...
【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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