塑胶改性材料及其制备方法
阅读说明：本技术 塑胶改性材料及其制备方法 (plastic modified material and preparation method thereof ) 是由 周吉明 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种塑胶改性材料及其制备方法,涉及塑胶材料技术领域。本发明塑胶改性材料由以下原料制成：淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维、改性碳酸钙、润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂。本发明塑胶改性材料,具备很高的硬度,制备的塑胶制件在使用过程中抗刮擦性能强,不易被刮伤；具有很高的光泽度、黑亮程度高、品质稳定,可以直接进行装配,提高了生产效率,降低了生产成本,能够产生很大的经济效益；安全性强,而且力学机械性能优良,具有良好的抗拉伸强度、抗弯曲强度、抗冲击强度、抗热变形温度等性能,塑胶制件使用寿命长。(the invention provides a plastic modified material and a preparation method thereof, and relates to the technical field of plastic materials. The plastic modified material is prepared from the following raw materials: starch, industrial lime, putty powder, PA6, modified glass fiber, modified calcium carbonate, a lubricant, a plasticizer and an impact modifier. The plastic modified material has high hardness, and the prepared plastic part has strong scratch resistance and is not easy to scratch in the using process; the black and white paint has high glossiness, high black and white degree and stable quality, can be directly assembled, improves the production efficiency, reduces the production cost and can generate great economic benefit; the safety is strong, the mechanical property is excellent, the tensile strength, the bending strength, the impact strength, the heat deformation temperature resistance and other properties are good, and the service life of the plastic part is long.)
技术领域
本发明涉及塑胶材料技术领域，具体涉及一种塑胶改性材料及其制备方法。
背景技术
塑胶主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，成品为固体，在制造过程中是熔融状的液体，因此可以加热使其熔化、加压力使其流动、冷却使其固化，而形成各种形状。尼龙工程塑料以其在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面的高性能优势，被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。
随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对各种设备的外观的要求也越来越高，不仅要求其具备较高的光泽度，使得制得的设备外壳具有光鲜的外观，而且对其硬度提出了更高的要求，以使得在使用过程中达到抗刮的技术效果。但是现有的PA合金材料在通过聚合方式合成的过程中，各种树脂材料的折光指数无法达到完全匹配的程度，导致制得的合金材料的光泽度达不到使用的要求，在塑模完成之后还需要喷涂高光油漆，使得生产效率低，提高了生产成本；尤其是现有的PA合金材料的硬度无法达到耐刮擦性能的要求，大大限制了该材料在各应用领域中的应用。
因此，本发明提供一种塑胶改性材料及其制备方法，以期解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中技术问题，本发明提供一种塑胶改性材料及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种塑胶改性材料，所述塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：18-25份淀粉、20-30份工业石灰、20-30份腻子粉、10-16份PA6、8-15份改性玻璃纤维、10-18份改性碳酸钙、1-2份润滑剂、1-2份增塑剂、2-5份抗冲击改性剂。
优选的，所述塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：20-23份淀粉、23-27份工业石灰、22-27份腻子粉、12-14份PA6、10-13份改性玻璃纤维、12-16份改性碳酸钙、1.3-1.7份润滑剂、1.3-1.8份增塑剂、3-4份抗冲击改性剂。
优选的，所述塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：21份淀粉、25份工业石灰、25份腻子粉、13份PA6、12份改性玻璃纤维、14份改性碳酸钙、1.5份润滑剂、1.5份增塑剂、3.5份抗冲击改性剂。
优选的，所述改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨1-2.5h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理20-25min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在100-110℃温度下、转速700-800r/min的条件下，磁力搅拌0.5-1h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙。
优选的，所述改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％。
优选的，所述增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成。
优选的，所述润滑剂为低分子量聚乙烯蜡、硬脂酸盐、褐煤蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
优选的，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸铝、硬脂酸镉、硬脂酸铁、硬脂酸钾中的一种。
优选的，所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯的共聚物中的一种。
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合2-10min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-250℃、六区温度为245-250℃；双螺杆主机转速为500rpm。
本发明提供一种塑胶改性材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明塑胶改性材料，具备很高的硬度，制备的塑胶制件在使用过程中抗刮擦性能强，不易被刮伤；具有很高的光泽度、黑亮程度高、品质稳定，可以直接进行装配，提高了生产效率，降低了生产成本，能够产生很大的经济效益；安全性强，而且力学机械性能优良，具有良好的抗拉伸强度、抗弯曲强度、抗冲击强度、抗热变形温度等性能，塑胶制件使用寿命长；
改性后的碳酸钙的粒径明显变小，粒径分布变窄，在水相中分散性和分散稳定得到了很大地提高.将改性后的碳酸钙应用到塑胶材料中，碳酸钙可以很好地分散在塑胶材料中，加大了碳酸钙在塑胶材料中的填充量，改性碳酸钙的应用大大提高了塑胶材料的硬度和耐磨性；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，超高分子量聚乙烯分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，采用这种粉末粒子，避免了纤维浸渍过程中出现的纤维浸渍效率差，浸渍不完全，纤维出现断纤等技术问题的出现；
制备方法中采用双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-250℃、六区温度为245-250℃；双螺杆主机转速为500rpm，这样加工温度、主机转速使得改性尼龙组合物在加工过程不会出现的加料处堵塞，而且具有喂料饱和，塑化均匀，不冒料的优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：18份淀粉、20份工业石灰、20份腻子粉、10份PA6、8份改性玻璃纤维、10份改性碳酸钙、1份润滑剂、1份增塑剂、2份抗冲击改性剂；
其中，改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨1h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理20min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在100℃温度下、转速700r/min的条件下，磁力搅拌0.5h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％；
增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成；润滑剂为低分子量聚乙烯蜡、硬脂酸盐、褐煤蜡按照质量比1：1：1混合而成；硬脂酸盐为硬脂酸钠；抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合2min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例2：
本实施例塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：25份淀粉、30份工业石灰、30份腻子粉、16份PA6、15份改性玻璃纤维、18份改性碳酸钙、2份润滑剂、2份增塑剂、5份抗冲击改性剂；
其中，改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨2.5h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理25min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在110℃温度下、转速800r/min的条件下，磁力搅拌1h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％；
增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成；润滑剂为低分子量聚乙烯蜡、褐煤蜡、季戊四醇硬脂酸酯按照质量比1：1：1混合而成；抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯的共聚物；
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合10min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为190℃、二区温度为190℃、三区温度为200℃、四区温度为220℃、五区温度为250℃、六区温度为250℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例3：
本实施例塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：21份淀粉、25份工业石灰、25份腻子粉、13份PA6、12份改性玻璃纤维、14份改性碳酸钙、1.5份润滑剂、1.5份增塑剂、3.5份抗冲击改性剂；
其中，改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨1.8h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理23min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在105℃温度下、转速750r/min的条件下，磁力搅拌0.8h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％；
增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成；润滑剂为硬脂酸盐、褐煤蜡、季戊四醇硬脂酸酯按照质量比1：1：1混合而成；硬脂酸盐为硬脂酸钙；抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合6min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为185℃、二区温度为185℃、三区温度为195℃、四区温度为215℃、五区温度为240℃、六区温度为247℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例4：
本实施例塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：20份淀粉、23份工业石灰、22份腻子粉、12份PA6、10份改性玻璃纤维、12份改性碳酸钙、1.3份润滑剂、1.3份增塑剂、3份抗冲击改性剂；
其中，改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨1.5h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理22min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在102℃温度下、转速730r/min的条件下，磁力搅拌0.6h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％；
增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成；润滑剂为硬脂酸盐、季戊四醇硬脂酸酯按照质量比1：1混合而成；硬脂酸盐为硬脂酸铝；抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯的共聚物；
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合4min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为182℃、二区温度为182℃、三区温度为192℃、四区温度为212℃、五区温度为235℃、六区温度为246℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例5：
本实施例塑胶改性材料由以下重量份的原料制成：23份淀粉、27份工业石灰、27份腻子粉、14份PA6、13份改性玻璃纤维、16份改性碳酸钙、1.7份润滑剂、1.8份增塑剂、4份抗冲击改性剂；
其中，改性碳酸钙的改性方法为：按照摩尔比13：1称取碳酸钙和六偏磷酸钠，将碳酸钙粉置于于研钵中，加蒸馏水至其变成浆状，研磨2.2h，将六偏磷酸钠中加入蒸馏水，超声处理24min，得到六偏磷酸钠溶液，将六偏磷酸钠溶液分3次倒入浆状的碳酸钙中，得混合液，再将混合液移入烧杯中，在108℃温度下、转速780r/min的条件下，磁力搅拌0.9h，再冷却、烘干、研磨，得到改性碳酸钙；
改性玻璃纤维为经超高分子量聚乙烯分散液浸渍处理后的玻璃纤维，且超高分子量聚乙烯的分子量为500万，断裂伸长率为3-10％，且超高分子量聚乙烯分散液是平均粒径为0.2-0.3μm的超高分子量聚乙烯树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，且胶体溶液的粘度为0.06Pa·s、浓度为55wt％；
增塑剂由邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯和己二酸二辛酯以质量比为3:1:2混合而成；润滑剂为硬脂酸盐；硬脂酸盐为硬脂酸钾；抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；
一种塑胶改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料；
S2、将淀粉、工业石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维投入通有氮气保护的混合机中，混合8min，得到混合物料；
S3、在氮气保护下，将步骤S1制得的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，从挤出机的侧喂料口加入改性碳酸钙，同时通过液体泵在挤出机的侧喂料口加入润滑剂、增塑剂、抗冲击改性剂，经挤出、造粒即可；其中挤出机的一区温度为188℃、二区温度为187℃、三区温度为198℃、四区温度为217℃、五区温度为245℃、六区温度为248℃；双螺杆主机转速为500rpm。
对比例：
对比例中的材料为市场上的普通塑胶材料。
将上述实施例1-5制得的塑胶改性材料和对比例的塑胶材料主要物性指标根据相关检测标准测试其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强，其检测标准与检测结果如下表1所示：
表1不同塑胶材料主要物理性能指标
综上所述，由本发明塑胶材料制得的塑胶制件具有高光泽、高流动、低收缩的特性，显示出强度和韧性上的良好平衡，同时具有良好的流动性能，实现了刚性和韧性的良好平衡；本发明塑胶改性材料采用淀粉、工艺石灰、腻子粉、PA6、改性玻璃纤维、改性碳酸钙、润滑剂、增塑剂制得，其原材料易得并可直接用于工业化生产；本发明主要原料采用淀粉、工业石灰、腻子粉，原料易得、量多，降低企业生产成本，促进企业经济增长。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。