[发明专利]一种具有高刚度的工程塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程塑料，具体涉及一种具有高刚度的工程塑料及其制备方法。

背景技术

工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。和通用塑料相比，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。近年来工程塑料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。工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。传统的工程材料的刚度、耐磨性、力学性能和弯曲强度强很难满足市场需求，同时现有的工程塑料的制备方法效率低，且容易出现纳米金属氧化物粉末团聚的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种具有高刚度的工程塑料及其制备方法，通过纳米金属氧化物来提高材料的强度和刚度，进而提高材料的耐划伤性能，同时本发明耐磨的效果显著、持久，力学性能优良，弯曲强度强，且制备方法科学合理效率高，同时避免了纳米金属氧化物粉末团聚的问题，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种具有高刚度的工程塑料，所述工程塑料是采用多组原料制备的工程塑料，工程塑料按质量分数比原料组成为：聚碳酸酯树脂40-60份、二苯甲酮4-6份、聚乙烯10-20份、聚偏氟乙烯10-25份、聚甲醛10-40份、聚酰胺20-40份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10-20份、石墨3-10份、硅橡胶2-10份、三元乙丙橡胶5-15份、氧化硼0.5-3份、聚对苯二甲酸丙二醇酯10-20份、聚苯醚5-10份、聚乙二醇2-6份、有机硅油10-20份、硅烷偶联剂5-10份、聚氨酯10-20份、酚醛树脂5-12份、硬脂酸10-20份、硬脂酸锌3-5份、玻璃纤维10-20份、纳米金属氧化物5-8份。

根据上述技术方案，所述填充剂为白炭黑，且白炭黑是由将水玻璃固体溶解得到原料粗液，然后往原料粗液中加入白炭黑，过滤后得到合格的水玻璃溶液；将得到的水玻璃溶液与浓硫酸混合，反应后得到白炭黑粗产物；对白炭黑粗产物进行压滤、洗涤、打浆，干燥后得到的白炭黑成品。

根据上述技术方案，述纳米金属氧化物为纳米氧化锌，纳米氧化锌是经过称取醋酸锌0.15g放入10mL试管中，加入5mL无水乙醇，经功率为80％的超声波振荡2.5h，作为溶液A备用；称取聚丙烯酸钠0.08g、十二烷基磺酸钠0.11g、六偏磷酸钠0.05g放入100ml试管中，并加入去离子水调节PH值至9.2，经功率为80％的超声波振荡1.5h，作为溶液B备用；将溶液A、溶液B共同加入500ml烧杯中混合，再向上述溶液中加入0.15g聚乙烯吡咯烷酮，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌至完全溶解，室温下搅拌至反应完全，离心得白色沉淀物C；将所得沉淀物C倒入250mL三口烧瓶，加入脂肪醇聚氧乙烯醚3g、乙烯基三乙氧基硅烷2g和丙烯酸丁酯1g，磁力搅拌；进行热处理，自室温开始，以10℃/min升温，分别至400℃、450℃、500℃、550℃，保温4h；将溶液自然冷却至室温，向得到的混合物中加入无水乙醇40mL，经离心得沉淀物，再次用无水乙醇50mL洗涤，离心，干燥得到的超细微氧化锌，且纳米氧化锌的粒径为40纳米-80纳米。

根据上述技术方案，所述玻璃纤维的直径为10微米-20微米。

一种具有高刚度的工程塑料制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：按照上述质量比份进行配料；先按配方比例称取聚碳酸酯树脂份、二苯甲酮、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚甲醛、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物、石墨、硅橡胶、三元乙丙橡胶、氧化硼、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚苯醚、聚乙二醇、有机硅油、硅烷偶联剂、酚醛树脂、硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯，然后按配方比例称取填充剂、纳米金属氧化物、玻璃纤维，备用；

(2)搅拌：将步骤(1)中称量好的材料加入到高速混合机中，高速搅拌3-5min；

(3)造粒：将步骤(2)中得的混合物加入到双螺杆挤出机中，并且同时加入1份引发剂引发在双螺杆挤出机中进行接枝共聚反应，挤出造粒从而工程塑料；

(4)均化：将步骤(3)造好的粒子吸入均化仓，混合干燥均化；

(5)包装及入库：将步骤(4)中均化好的粒子称量、包装、入库。