【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于聚乙烯復(fù)合材料制備，具體涉及一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、礦物固體廢物對環(huán)境的影響是一個(gè)緩慢而長期的過程，隨著時(shí)間的推移，其影響會(huì)越來越大。長期以來，礦物固廢的處理沒有得到足夠的重視，導(dǎo)致環(huán)保領(lǐng)域各細(xì)分行業(yè)礦物固廢處理的發(fā)展相對滯后。礦山尾礦的處理和綜合利用一直是國際性問題，被列為建筑垃圾處理和再利用的主要污染問題。石墨作為一種重要的戰(zhàn)略資源，主要分布在中國、印度、巴西等國家，其中我國是世界上最大的石墨生產(chǎn)國。目前，浮選法主要用于篩選和提純石墨礦床，但該法提純的每噸石墨將產(chǎn)生約10-15噸石墨尾礦。石墨尾礦的大量積累侵占了農(nóng)田，降低了土地利用率，并導(dǎo)致礦山周圍的環(huán)境退化和水土流失。而且，石墨尾礦粒徑小，容易引起吹沙現(xiàn)象，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。石墨尾礦的危害正在得到認(rèn)可，石墨尾礦在環(huán)保治療和理解方法中的應(yīng)用正在成為研究的重點(diǎn)。到目前為止，石墨尾礦的應(yīng)用范圍比較狹窄，多用于路基基礎(chǔ)的填埋場。石墨尾礦的先進(jìn)利用主要集中在重金屬的提取和泡沫混凝土的制備上。石墨尾礦沒有得到有效的利用。
2、聚乙烯是一種非極性熱塑性材料，由于具有良好的加工性能、可接受的強(qiáng)度、優(yōu)異的耐化學(xué)性和相對較低的成本，廣泛用于包裝、家具和農(nóng)用薄膜等應(yīng)用。但聚乙烯的耐熱性相對較差，易受高溫影響而軟化變形。且機(jī)械性能不穩(wěn)定，在不同溫度、濕度下可能發(fā)生變化，穩(wěn)定性較差。為了提高聚乙烯的耐熱和機(jī)械性能，可將石墨尾礦作為一種無機(jī)填料來制備石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料。但兩者有著顯著的極性差異，簡單的擠出成型會(huì)影響復(fù)合材料機(jī)械性能，因
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的問題是提供一種機(jī)械性能優(yōu)異的石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料，提出一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
4、s1.將5-甲酰基尿嘧啶、5-氨基-1-戊醇和苯并三唑四甲基四氟硼酸在燒瓶中進(jìn)行減壓干燥，隨后加入n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二異丙基乙胺進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過濾，收集的固體產(chǎn)物用甲醇反復(fù)洗滌，隨后進(jìn)行真空干燥得到羥基化甲酰基尿嘧啶，待用；
5、s2.將丙交酯、辛酸亞錫、n,n-二甲基甲酰胺和步驟s1所得的羥基化甲酰基尿嘧啶加入燒瓶中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后在乙醚中進(jìn)行沉淀洗滌，所得沉淀進(jìn)行真空干燥得到尿嘧啶封端聚丙交酯界面相容劑，待用；
6、s3.將石墨尾礦粉、聚乙烯樹脂顆粒和步驟s2中所得的尿嘧啶封端聚丙交酯界面相容劑在高速勻質(zhì)機(jī)中混合均勻，得到混合物，待用；
7、s4.將步驟s3得到的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，得到石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料。
8、進(jìn)一步的，步驟s1中各物料的加入量按重量份計(jì)：5-甲酰基尿嘧啶為2～50份，5-氨基-1-戊醇為5～80份，苯并三唑四甲基四氟硼酸為5～80份，n,n-二甲基甲酰胺為20～400份，n,n-二異丙基乙胺為4～80份；所述減壓干燥的干燥時(shí)間為6～8h，干燥條件為室溫下，壓力≤1000pa；所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為40～50℃，反應(yīng)時(shí)間為12～24h。
9、進(jìn)一步的，步驟s2中各物料的加入量按重量份計(jì)：羥基化甲酰基尿嘧啶為1～40份，丙交酯為6～100份，辛酸亞錫為1～3份，n,n-二甲基甲酰胺為15～200份，乙醚為50～5000份；反應(yīng)溫度為110～130℃，反應(yīng)時(shí)間為6～12h。
10、進(jìn)一步的，步驟s1和步驟s2中，所述真空干燥的溫度為50～80℃，真空干燥的時(shí)間為8～24h。
11、進(jìn)一步的，步驟s3中各物料的加入量按重量份計(jì)：石墨尾礦粉為10～800份，聚乙烯樹脂顆粒為10～1000份，尿嘧啶封端聚丙交酯界面相容劑為1～100份；混合時(shí)間為10～30min。
12、進(jìn)一步的，步驟s4中所述雙螺桿擠出過程中從出料口到進(jìn)料口各區(qū)域溫度設(shè)置115℃、145℃、155℃、155℃、115℃，所述雙螺桿擠出的轉(zhuǎn)速為2～5rad/s。
13、一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料，依托于所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法實(shí)現(xiàn)，所述一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度最高達(dá)到42.28mpa。
14、本專利技術(shù)的有益效果：
15、本專利技術(shù)所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，利用尿嘧啶封端聚丙交酯作為一種界面相容劑來增強(qiáng)石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料。這種界面相容劑分子鏈的端部具有極性基團(tuán)這與石墨尾礦表面的極性相近，而聚丙交酯屬于弱極性高分子鏈，與聚乙烯的極性相近，并且在擠出過程中聚丙交酯分子鏈可與聚乙烯分子鏈形成物理纏結(jié)進(jìn)一步提高相容性。這使得尿嘧啶封端聚丙交酯界面相容劑可作為一種分子鎖鏈緊緊地將石墨尾礦和聚乙烯連接在一起，從而達(dá)到石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料增強(qiáng)效果。
16、本專利技術(shù)所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，工藝簡單，并且此方法能耗低、生產(chǎn)效率高，是一種簡單高效的石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料制備方法。
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1.一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中各物料的加入量按重量份計(jì)：5-甲酰基尿嘧啶為2～50份，5-氨基-1-戊醇為5～80份，苯并三唑四甲基四氟硼酸為5～80份，N,N-二甲基甲酰胺為20～400份，N,N-二異丙基乙胺為4～80份；所述減壓干燥的干燥時(shí)間為6～8h，干燥條件為室溫下，壓力≤1000pa；所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為40～50℃，反應(yīng)時(shí)間為12～24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中各物料的加入量按重量份計(jì)：羥基化甲酰基尿嘧啶為1～40份，丙交酯為6～100份，辛酸亞錫為1～3份，N,N-二甲基甲酰胺為15～200份，乙醚為50～5000份；反應(yīng)溫度為110～130℃，反應(yīng)時(shí)間為6～12h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1和步驟S2中，所述真空干燥的溫度為50～80℃，真空干燥的時(shí)間為8～24h。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中各物料的加入量按重量份計(jì)：5-甲酰基尿嘧啶為2～50份，5-氨基-1-戊醇為5～80份，苯并三唑四甲基四氟硼酸為5～80份，n,n-二甲基甲酰胺為20～400份，n,n-二異丙基乙胺為4～80份；所述減壓干燥的干燥時(shí)間為6～8h，干燥條件為室溫下，壓力≤1000pa；所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為40～50℃，反應(yīng)時(shí)間為12～24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨尾礦/聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中各物料的加入量按重量份計(jì)：羥基化甲酰基尿嘧啶為1～40份，丙交酯為6～100份，辛酸亞錫為1～3份，n,n-二甲基甲酰胺為15～200份，乙醚為50～5000份；反應(yīng)溫度為110～130℃，反應(yīng)時(shí)間為6～12h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：滕秋麗，喬樹海，
申請(專利權(quán))人：黑龍江省樸澍科技有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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