本發(fā)明涉及工程塑料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種抗沖擊工程塑料的制備方法。
背景技術(shù)：
：工程塑料是指可作工程材料和代替金屬制造機器零部件等的塑料，工程塑料包括縮醛、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚、聚砜、改性的聚苯醚、聚酰亞胺、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EVA)，以及用于工程目的的其它塑料。工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，剛性大，蠕變小，機械強度高，耐熱性好，電絕緣性好，可在較苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長期使用，可替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用。傳統(tǒng)HIPS材料(即高抗沖聚苯乙烯，highimpactpolystyrene)是采用本體聚合法將作為增韌劑的橡膠與苯乙烯單體進行熱聚合(或自由基聚合)而得到。HIPS最大的優(yōu)點是沖擊強度很高，比ABS高4倍以上。抗沖擊性聚苯乙烯(HIPS)是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。HIPS性格便宜，并且具有較好的抗沖擊性，但也存在非常明顯的缺點，HIPS材料的光澤性比較差，綜合性能也相對差一些，因為HIPS是由PS加丁二烯改性而成的，因為PS的沖擊強度很低，做出的產(chǎn)品很脆。添加增韌劑改性聚苯乙烯產(chǎn)雖然能改善聚苯乙烯材料的沖擊性能，但是過多的增韌劑的加入會使聚苯乙烯產(chǎn)的熔融粘度增大，從而使聚苯乙烯產(chǎn)加工困難，造成耗能提高和制品劣化。目前的改性方法中，抗沖擊性與加工性能之間很難達到平衡。聚苯醚是一種綜合性能良好的熱塑性非結(jié)晶樹脂，具有剛性大、耐熱性高、阻燃性良好、良好的電氣絕緣性能、等優(yōu)點，但是現(xiàn)有的改性聚苯醚低溫沖擊性能差，耐溶劑性能差，在受力狀態(tài)下，不耐芳香烴、鹵代烴、酮類及酯類，易溶脹和應(yīng)力開裂。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種抗沖擊工程塑料的制備方法，解決了現(xiàn)有抗沖擊材料的不足，本發(fā)明得到的抗沖擊工程塑料缺口沖擊性能、耐候性都很優(yōu)異，阻燃性能好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗沖擊工程塑料的制備方法，包括如下步驟：（1）按照如下重量份配料：抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料73-85份改性抗老化阻燃體系8-10份改性納米石墨微片0.3-0.5份抗氧劑1-1.5份增韌劑1-2份潤滑劑0.2-0.4份；其中所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料包括基材和接枝物，其中，所述基材為聚苯醚和聚苯乙烯樹脂混合物，所述接枝物為馬來酸酐和檸檬酸的混合物；其中所述改性抗老化阻燃體系中至少包括高嶺土、埃洛石納米管、石墨烯、鈦白粉和硅灰石針狀纖維；（2）將上述所有配料在115-125℃下攪拌80-100分鐘，攪拌速度為300-500r/min，使其混合均勻；在雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度175-185℃，二區(qū)溫度195-205℃，三區(qū)溫度205-215℃，四區(qū)溫度225-235℃，五區(qū)溫度245-255℃，六區(qū)溫度235-245℃，機頭溫度235-245℃；螺桿轉(zhuǎn)速150-180r/min，制得抗沖擊工程塑料。優(yōu)選的，所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料采用如下工藝制得：將所述基材與所述接枝物通過熔融擠出造粒得到抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料，該基材和接枝物的重量比為（60-75）：（5-12），基材和接枝物熔融擠出處理的條件為：溫度為220-230℃，真空度為5-15Pa，擠出機轉(zhuǎn)數(shù)為450-600r/min，即制得抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料。優(yōu)選的，所述基材中聚苯醚和聚苯乙烯樹脂的質(zhì)量比為（10-15）：（3-5），所述接枝物中馬來酸酐和檸檬酸的質(zhì)量比為1：（1-3）。優(yōu)選的，所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取1-3份納米高嶺土，2-4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-35％的碳酸氫鉀水溶液，1.2-1.5份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.5-1.8份石墨烯，0.5-0.8份鈦白粉，0.5-0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1-1.2份長徑比為10-13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在170-190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)35-50min，在450-480℃真空微波輻射3-5h，然后浸于90-110份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至75-85℃超聲波分散1-2.5h，再攪拌分散3-5h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的3-5份懸浮物微波等離子刻蝕處理25-30min，用50-80份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3-5％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在65-75℃下超聲波處理15-30min，取上層懸浮物經(jīng)100-150目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。優(yōu)選的，所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將45-65份納米石墨微片加入剛玉反應(yīng)器中，加入5-15份硅烷偶聯(lián)劑后置于微波設(shè)備中進行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為2-3GHz，微波反應(yīng)的時間為5-10s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物；將25-30份中間產(chǎn)物和5-10份聚氯乙烯加入反應(yīng)裝置中，超聲30-40min，固化得到所述改性納米石墨微片。優(yōu)選的，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撐雙硬脂酰胺、酰胺類、硅酮類中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的，所述抗氧劑為酚類抗氧劑和/或亞磷酸酯抗氧劑。優(yōu)選的，所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)含量為12-15％。本發(fā)明提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：（1）主料為抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料，通過對主料中的基材成分的控制，并采用接枝物對基材成分進行改性，使得本發(fā)明的抗沖擊工程塑料具有優(yōu)異的的高低溫缺口沖擊性能、耐候性；（2）改性抗老化阻燃體系中石墨烯、鈦白粉、埃洛石納米管等阻燃材料與硅灰石針狀纖維等抗老化材料，形成復(fù)合協(xié)同效應(yīng)，極大提升工程塑料的阻燃性能和抗老化性能；（3）納米石墨微片與抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料配合，使其性能協(xié)同促進，改善了加工性的同時，提高了工程塑料的耐熱性和耐腐蝕性，并賦予工程塑料一定的抗靜電性。具體實施方式實施例一按照如下重量份配料：抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料73份改性抗老化阻燃體系8份改性納米石墨微片0.3份抗氧劑1份增韌劑1份潤滑劑0.2份。其中所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料包括基材和接枝物，其中，所述基材為聚苯醚和聚苯乙烯樹脂混合物，所述接枝物為馬來酸酐和檸檬酸的混合物。所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料采用如下工藝制得：將所述基材與所述接枝物通過熔融擠出造粒得到抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料，該基材和接枝物的重量比為60：5，基材和接枝物熔融擠出處理的條件為：溫度為220℃，真空度為5Pa，擠出機轉(zhuǎn)數(shù)為450r/min，即制得抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料。所述基材中聚苯醚和聚苯乙烯樹脂的質(zhì)量比為10：3，所述接枝物中馬來酸酐和檸檬酸的質(zhì)量比為1：1。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取1份納米高嶺土，2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的碳酸氫鉀水溶液，1.2份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.5份石墨烯，0.5份鈦白粉，0.5份月桂胺聚氧乙烯醚，1份長徑比為10:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在170℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)35min，在450℃真空微波輻射3h，然后浸于90份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至75℃超聲波分散1-2.5h，再攪拌分散3-5h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的3份懸浮物微波等離子刻蝕處理25min，用50份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在65-75℃下超聲波處理15min，取上層懸浮物經(jīng)100目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將45份納米石墨微片加入剛玉反應(yīng)器中，加入5份硅烷偶聯(lián)劑后置于微波設(shè)備中進行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為2GHz，微波反應(yīng)的時間為5s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物；將25份中間產(chǎn)物和5份聚氯乙烯加入反應(yīng)裝置中，超聲30min，固化得到所述改性納米石墨微片。所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。所述抗氧劑為酚類抗氧劑。所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)含量為12％。將上述所有配料在115℃下攪拌80分鐘，攪拌速度為300r/min，使其混合均勻；在雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度175℃，二區(qū)溫度195℃，三區(qū)溫度205℃，四區(qū)溫度225℃，五區(qū)溫度245℃，六區(qū)溫度235℃，機頭溫度235℃；螺桿轉(zhuǎn)速150r/min，制得抗沖擊工程塑料。實施例二按照如下重量份配料：抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料78份改性抗老化阻燃體系9份改性納米石墨微片0.4份抗氧劑1.2份增韌劑1.5份潤滑劑0.3份。其中所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料包括基材和接枝物，其中，所述基材為聚苯醚和聚苯乙烯樹脂混合物，所述接枝物為馬來酸酐和檸檬酸的混合物。所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料采用如下工藝制得：將所述基材與所述接枝物通過熔融擠出造粒得到抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料，該基材和接枝物的重量比為70：9，基材和接枝物熔融擠出處理的條件為：溫度為225℃，真空度為10Pa，擠出機轉(zhuǎn)數(shù)為500r/min，即制得抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料。所述基材中聚苯醚和聚苯乙烯樹脂的質(zhì)量比為11：4，所述接枝物中馬來酸酐和檸檬酸的質(zhì)量比為1：2。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取2份納米高嶺土，3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的碳酸氫鉀水溶液，1.3份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.6份石墨烯，0.7份鈦白粉，0.6份月桂胺聚氧乙烯醚，1.1份長徑比為10-13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在180℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)40min，在460℃真空微波輻射4h，然后浸于98份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至78℃超聲波分散2h，再攪拌分散4h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的4份懸浮物微波等離子刻蝕處理27min，用60份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在70℃下超聲波處理18min，取上層懸浮物經(jīng)120目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將55份納米石墨微片加入剛玉反應(yīng)器中，加入8份硅烷偶聯(lián)劑后置于微波設(shè)備中進行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為3GHz，微波反應(yīng)的時間為8s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物；將28份中間產(chǎn)物和7份聚氯乙烯加入反應(yīng)裝置中，超聲30-40min，固化得到所述改性納米石墨微片。所述潤滑劑為N,N-已撐雙硬脂酰胺。所述抗氧劑為酚類抗氧劑和/或亞磷酸酯抗氧劑。所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)含量為13％。將上述所有配料在120℃下攪拌80-100分鐘，攪拌速度為400r/min，使其混合均勻；在雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度200℃，三區(qū)溫度210℃，四區(qū)溫度230℃，五區(qū)溫度250℃，六區(qū)溫度240℃，機頭溫度240℃；螺桿轉(zhuǎn)速170r/min，制得抗沖擊工程塑料。實施例三按照如下重量份配料：抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料85份改性抗老化阻燃體系10份改性納米石墨微片0.5份抗氧劑1.5份增韌劑2份潤滑劑0.4份。其中所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料包括基材和接枝物，其中，所述基材為聚苯醚和聚苯乙烯樹脂混合物，所述接枝物為馬來酸酐和檸檬酸的混合物。所述抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料采用如下工藝制得：將所述基材與所述接枝物通過熔融擠出造粒得到抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料，該基材和接枝物的重量比為75：12，基材和接枝物熔融擠出處理的條件為：溫度為230℃，真空度為15Pa，擠出機轉(zhuǎn)數(shù)為600r/min，即制得抗沖擊聚苯醚復(fù)合材料。所述基材中聚苯醚和聚苯乙烯樹脂的質(zhì)量比為15：5，所述接枝物中馬來酸酐和檸檬酸的質(zhì)量比為1：3。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取3份納米高嶺土，4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的碳酸氫鉀水溶液，1.5份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.8份石墨烯，0.8份鈦白粉，0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1.2份長徑比為13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)50min，在480℃真空微波輻射5h，然后浸于110份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至85℃超聲波分散2.5h，再攪拌分散5h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的5份懸浮物微波等離子刻蝕處理30min，用50-80份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在75℃下超聲波處理30min，取上層懸浮物經(jīng)150目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將65份納米石墨微片加入剛玉反應(yīng)器中，加入15份硅烷偶聯(lián)劑后置于微波設(shè)備中進行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為3GHz，微波反應(yīng)的時間為10s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物；將30份中間產(chǎn)物和10份聚氯乙烯加入反應(yīng)裝置中，超聲40min，固化得到所述改性納米石墨微片。所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯和N,N-已撐雙硬脂酰胺的混合物。所述抗氧劑為酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑。所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)含量為15％。將上述所有配料在125℃下攪拌100分鐘，攪拌速度為500r/min，使其混合均勻；在雙螺桿擠出機中熔融塑化造粒，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度185℃，二區(qū)溫度205℃，三區(qū)溫度215℃，四區(qū)溫度235℃，五區(qū)溫度255℃，六區(qū)溫度245℃，機頭溫度245℃；螺桿轉(zhuǎn)速180r/min，制得抗沖擊工程塑料。經(jīng)測試，本發(fā)明各實例中的抗沖擊工程塑料經(jīng)壓片機壓片成型，性能指標(biāo)如下：技術(shù)指標(biāo)測試標(biāo)準(zhǔn)實施例一測試結(jié)果實施例二測試結(jié)果實施例三測試結(jié)果彎曲模量（MPa）ISO1781045.31172.41081.7拉伸強度（MPa）ISO52760.264.165.6缺口沖擊強度（kJ/m2）ISO17927.326.928.5熔融指數(shù)（g/10min）ISO1133757176表面電阻率（Ω）GB/T1410-20062.5×1072.1×1071.9×107維卡軟化點（℃）ISO306105107102由上表可知，本發(fā)明得到的產(chǎn)品力學(xué)性能好，阻燃性優(yōu)越，抗靜電性能強。以上所述實施例僅表達了本申請的具體實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本申請保護范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3