一種熱塑性復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種熱塑性復合材料及其制備方法，包括以下原料組成：熱塑材料、阻燃填料、增韌劑、增容劑、抗氧化劑。本發明專利技術的熱塑性復合材料不僅拉伸沖擊強度等力學性能好，還具有良好的阻燃性能與耐老化性能。有良好的阻燃性能與耐老化性能。

【技術實現步驟摘要】
一種熱塑性復合材料及其制備方法


[0001]本專利技術屬于塑料
，具體涉及一種熱塑性復合材料及其制備方法。

技術介紹

[0002]熱塑性材料是指在一定溫度下具有可塑性、冷卻后固化且能重復該過程的高分子材料，可回收再加工重新利用。熱塑性材料主要包括聚烯烴類、聚醚聚酯類、芳雜環聚合物類等，其分子結構中不具有活性基團，受熱不發生線型分子間交聯。熱塑性復合材料一般采用純塑料注塑而成，往往力學性能不太理想。中國專利CN106751091A公開了一種熱塑性復合材料及其制備方法，包括以下步驟：將玉米秸稈纖維粉與助劑混合后再加入回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯與苯乙烯
?
丁二烯
?
苯乙烯嵌段聚合物；將上述混合料擠出造粒，得到熱塑性復合材料；該專利制備的熱塑性復合材料具有良好的力學性能，此外還添加了玉米秸稈纖維粉，使其具有環保性，但是其熱塑性復合材料的韌性及耐老化性能還需要進一步改進。

技術實現思路

[0003]針對上述現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種熱塑性復合材料及其制備方法。
[0004]為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：
[0005]一種熱塑性復合材料的制備方法，由以下步驟組成：
[0006]將熱塑材料、阻燃填料、增韌劑、增容劑、抗氧化劑以質量比(95
?
115):(8
?
13):(10
?
16):(4
?
8):(2
?
5)混合，以加熱溫度為185
?
195℃、加載壓力為12
?
15MPa、攪拌速度為85
?
110rpm的工藝條件進行時長為30
?
40min的預先混合處理，然后在185
?
195℃以大小為2
?
5MPa的壓力擠出成型，得到所述熱塑性復合材料。
[0007]利用回收的二手廢舊熱塑塑料經重熔再鑄得到的熱塑性復合材料，往往存在拉伸強度、彎曲強度及沖擊強度等力學性能較差的問題，因此需要通過優化加工工藝、添加增韌等添加劑進行改進。本專利技術提供了一種熱塑性復合材料的制備方法用來提升熱塑性復合材料的韌性、拉伸強度等力學性能。該熱塑性復合材料具有各向同性的微觀結構，在宏觀上表現為包括拉伸、沖擊強度等指標顯著提高，并且還表現出良好的紫外線老化耐性。
[0008]所述熱塑材料為聚乙烯塑料、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種。
[0009]一種優選的方案為，所述熱塑材料為聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料以質量比(1
?
5):(1
?
5):(1
?
5)組成的混合物。
[0010]其中，聚乙烯塑料，分子量：4.2
?
4.6萬；聚丙烯塑料，分子量：1.2
?
1.4萬；聚氯乙烯塑料，分子量：7
?
7.5萬；上述塑料均為回收的二手廢舊塑料。
[0011]所述增容劑為聚四氫呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
?
環己烷二羧酸二甲酯中的至少一種。
[0012]一種優選的方案為，所述增容劑為聚四氫呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
?
環己烷二羧酸二甲酯以質量比(1
?
5):(1
?
4):(1
?
2.5)組成的混合物。
[0013]所述抗氧化劑為2,4
?
二叔丁基苯酚、叔丁基對羥基茴香醚、4,4'
?
硫聯二(6
?
叔丁基
?2?
甲基苯酚)中的至少一種。
[0014]一種優選的方案為，所述抗氧化劑為2,4
?
二叔丁基苯酚、叔丁基對羥基茴香醚、4,4'
?
硫聯二(6
?
叔丁基
?2?
甲基苯酚)以質量比(0.5
?
3):(0.1
?
1.5):(1
?
4.2)組成的混合物。
[0015]所述阻燃填料的制備方法為：
[0016]將再生碳纖維與30
?
70wt％丙酮水溶液以質量比1:(5
?
10)混合，在頻率為20
?
30kHz、功率為200
?
350W條件下超聲處理0.5
?
1h；再加入所述再生碳纖維質量100
?
200％的濃度為7
?
10mol/L的硝酸，在75
?
85℃繼續超聲處理1
?
2h；過濾、水洗至中性，在70
?
80℃烘干3
?
5h；再置于500
?
600℃煅燒3
?
5h，得到預處理碳纖維；將異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯、γ
?
縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、預處理碳纖維、異丙醇以質量比(1
?
2):(1
?
2):(10
?
20):(60
?
80)混合，在50
?
70℃、200
?
500rpm下攪拌1
?
3h，過濾、用異丙醇洗滌，在70
?
90℃烘干1
?
3h，得到所述阻燃填料。
[0017]其中，再生碳纖維是由廢棄的碳纖維增強復合材料(CFRP)經機械碾壓、化學處理后回收所得的碳纖維，其纖維長度為0.5
?
50mm。
[0018]所述增韌劑的制備方法為：
[0019]A1將玉米淀粉和水以質量比1:(3.5
?
6.2)混合，再以大小為530
?
540MPa的超高壓處理23
?
28min，得到淀粉糊；
[0020]A2往所述淀粉糊中加入其質量5
?
6.3％的濃度為1.5
?
2mol/L的鹽酸，然后以頻率為475
?
480MHz、功率為480
?
500W的微波處理18
?
22min，得到酸化淀粉糊；
[0021]A3在溫度為60
?
62℃的水浴加熱狀態下，以20
?
25rpm的轉速攪拌25
?
35min使得玉米朊溶于二甲基亞砜，得到玉米朊溶液；所述玉米朊和二甲基亞砜的質量比為1:(6.5
?
8)；
[0022]A4往所述玉米朊溶液中分別加入其質量12
?
15％的卵磷脂和5
?
7％的油酸酰胺，在57
?
60℃以頻率為41
?
43kHz、功率為330...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成：將熱塑材料、阻燃填料、增韌劑、增容劑、抗氧化劑以質量比(95
?
115):(8
?
13):(10
?
16):(4
?
8):(2
?
5)混合，以加熱溫度為185
?
195℃、加載壓力為12
?
15MPa、攪拌速度為85
?
110rpm的工藝條件進行時長為30
?
40min的預先混合處理，然后在185
?
195℃以大小為2
?
5MPa的壓力擠出成型，得到所述熱塑性復合材料。2.如權利要求1所述熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于，所述阻燃填料的制備方法為：將再生碳纖維與30
?
70wt％丙酮水溶液以質量比1:(5
?
10)混合，在頻率為20
?
30kHz、功率為200
?
350W條件下超聲處理0.5
?
1h；再加入所述再生碳纖維質量100
?
200％的濃度為7
?
10mol/L的硝酸，在75
?
85℃繼續超聲處理1
?
2h；過濾、水洗至中性，在70
?
80℃烘干3
?
5h；再置于500
?
600℃煅燒3
?
5h，得到預處理碳纖維；將異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯、γ
?
縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、預處理碳纖維、異丙醇以質量比(1
?
2):(1
?
2):(10
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20):(60
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80)混合，在50
?
70℃、200
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500rpm下攪拌1
?
3h，過濾、用異丙醇洗滌，在70
?
90℃烘干1
?
3h，得到所述阻燃填料。3.如權利要求1所述熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于：所述熱塑材料為聚乙烯塑料、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種。4.如權利要求1所述熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于：所述增容劑為聚四氫呋喃、椰油脂肪酸二乙酰胺、1,4
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環己烷二羧酸二甲酯中的至少一種。5.如權利要求1所述熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于：所述抗氧化劑為2,4
?
二叔丁基苯酚、叔丁基對羥基茴香醚、4,4'
?
硫聯二(6
?
叔丁基
?2?
甲基苯酚)中的至少一種。6.如權利要求1所述熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于，所述增韌劑的制備方法為：A1將玉米淀粉和水以質量比1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡長昕，
申請(專利權)人：宇豪馬鞍山科技有限公司，
類型：發明
國別省市：