一种环保pbs纳米增强耐温材料的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纳米增强耐温材料的生产方法，具体涉及一种环保PBS纳米增强 耐温材料的生产方法。
【背景技术】
[0002] 聚丁二酸丁二醇酯（PBS)于20世纪90年代进入材料研宄领域，并迅速成为可广 泛推广应用的通用型生物降解塑料研宄热点材料之一。与其它生物降解塑料相比，PBS力学 性能十分优异，接近PP和ABS塑料；耐热性能好，热变形温度接近100°C，改性后使用温度 接近l〇〇°C，可用于制备冷、热饮包装和餐盒，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点； 可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的，同时， 可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品；PBS生产可通过对现有通用聚 酯生产设备略做改造进行，目前国内聚酯设备产能严重过剩，改造生产PBS为过剩聚酯设 备提供了新的机遇。另外，PBS只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解，在 正常储存和使用过程中性能非常稳定。其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生 物资源发酵得到，因此引起科技和产业界高度关注。PBS用途极为广泛，可用于包装、餐具、 化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材 料等领域。PBS综合性能优异，性价比合理，具有良好的应用推广前景。
[0003] 近年来，有关无机纳米粒子填充物均匀分散于聚合物网络中形成聚合物/无机粒 子纳米复合材料并显著发挥其增强效应的研宄，已成为新材料领域研宄的热点和重点之 O
[0004] CN104530655A(公开日为2015年04月22日）公开了一种可降解的水杯用PBS复 合材料，其重量份组成包括：PBS60~80份，剑麻纤维5~10份，纳米蒙脱土 10~20份，碳 酸钙2~5份，润滑剂1~3份，增溶剂0. 5~2份，偶联剂0. 5~2份；其中，所述剑麻纤 维经蒸汽爆破预处理。本发明还公开了该可降解的婴儿水杯用PBS复合材料的制备方法。 本发明提供的复合材料的机械性能较好，而且环保，可用于制造婴儿水杯。
[0005] 虽然上述现有技术公开了一些用于PBS复合材料的纳米增强耐温材料填充物，能 够满足一定的需要，但这些仍存在一定的缺陷：PBS复合材料的耐热性能依然不理想，不能 满足一些极端特定条件下的使用。
[0006] 因此，对于用于PBS复合材料的纳米增强耐温填充物存在进一步的优化需求，这 也是该技术领域内的研宄热点和重点之一，更是本发明得以完成的动力和出发点所在。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术存在的PBS复合材料的耐热性能依然不理想的技术问题，本发 明人在进行了大量的深入研宄之后，从而完成了本发明。
[0008] 本发明通过以下技术方案实现，具体而言，涉及一种环保PBS纳米增强耐温材料 的生产方法，包括如下步骤：
[0009] 步骤一，将凹凸棒粘土、海泡石原矿晾晒至水分重量含量< 20%后进行混合，用破 碎机粗碎成小颗粒混合物，向所述小颗粒混合物喷水，用三辊机进行挤压成片状粘土混合 物；
[0010] 步骤二，将所述片状粘土混合物堆放超过15天，晾晒至水分重量含量< 20%，然 后将晾晒后的片状粘土混合物和水放入不锈钢打浆池，加入六偏磷酸钠，打浆，获得浆液；
[0011] 步骤三，将三氧化二锑用氢氧化钠溶液进行溶解后，加入到所述浆液中，乳化机高 速剪切，调节PH值7. 0~7. 5,获得乳浊液；
[0012] 步骤四，将所述乳浊液通过旋流分级后，离心机脱水，获得饼料；
[0013] 步骤五，将所述饼料利用回转窑在500~550°C条件下进行焙烧，然后破碎，加入 硅烷偶联剂，混匀，磨粉，超细粉碎，得到PBS纳米增强耐温材料。
[0014] 优选的，步骤一中，晾晒后的凹凸棒粘土、海泡石原矿按照重量比4 : 1进行混合。
[0015] 优选的，步骤一中，所述小颗粒混合物的颗粒直径为3±1_，向所述小颗粒混合物 喷水调至水分重量含量为40±2%，所述三辊机的间距f2mm。
[0016] 优选的，步骤二中，将晾晒后的片状粘土混合物和水按照重量比1 : 10放入不锈 钢打浆池。
[0017] 优选的，步骤二中，所述六偏磷酸钠的重量相当于所述晾晒后的片状粘土混合物 重量的1%。
[0018] 优选的，步骤三中，将相当于步骤二中晾晒后的片状粘土混合物的重量5%的三氧 化二锑用重量百分比浓度20 %的氢氧化钠溶液进行溶解。
[0019] 优选的，步骤三中，所述乳化机高速剪切1小时，同时调节pH值7. 2。
[0020] 优选的，步骤四中，所述乳池液通过25mm旋流分级。
[0021] 优选的，步骤五中，所述回转窑在530°C条件下进行焙烧。
[0022] 优选的，步骤五中，所述硅烷偶联剂的用量相当于焙烧后饼料的重量的1. 5%。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明提供的生产方法通过采用价格 低廉的凹凸棒粘土、海泡石原矿作为原料，并通过粉碎、挤压、打浆、高速剪切、旋流分级、离 心机脱水、高温焙烧、破碎、磨粉等一系列步骤的优化，尤其是添加三氧化二锑的氢氧化钠 溶液进行高速剪切，从而获得PBS纳米增强耐温材料。本发明采用的矿物易得，成本低，而 且操作步骤简单，容易控制，获得的PBS纳米增强耐温材料在应用于到PBS复合材料时，PBS 复合材料的热降解温度明显提高，提高了其耐热性能，并且在生产成本上要比单纯使用三 氧化二锑低得多，适于在工业上大规模应用。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0025] 实施例1
[0026] 本实施例涉及一种环保PBS纳米增强耐温材料的生产方法，由如下步骤组成：
[0027] 步骤一，将凹凸棒粘土、海泡石原矿晾晒至水分重量含量20%后按照重量比4 : 1进行混合，用破碎机粗碎成颗粒直径为2mm的小颗粒混合物，向小颗粒混合物喷水调至水 分重量含量为40 %，用间距2mm的三辊机进行挤压成片状粘土混合物；
[0028] 步骤二，将片状粘土混合物堆放超过15天，晾晒至水分重量含量10%，然后将晾 晒后的片状粘土混合物和水按照重量比1 : 10放入不锈钢打浆池，加入相当于晾晒后的片 状粘土混合物重量1 %的六偏磷酸钠，打浆，获得浆液；
[0029] 步骤三，将相当于步骤二中晾晒后的片状粘土混合物重量5%的三氧化二锑用重 量百分比浓度20 %的氢氧化钠溶液进行溶解后（三氧化二锑与氢氧化钠溶液的重量体积 比为1:10)，加入到浆液中，乳化机高速剪切1小时，调节pH值7. 2,获得乳浊液；
[0030] 步骤四，将乳浊液通过25mm旋流分级后，离心机脱水，获得饼料；
[0031] 步骤五，将饼料利用回转窑在530°C条件下进行焙烧，然后破碎，加入相当于焙烧 后饼料的重量1. 5 %的硅烷偶联剂（甲基丙烯酰氧基硅烷），混匀，磨粉，超细粉碎，得到PBS 纳米增强耐温材料。
[0032] 实施例2
[0033] 本实施例涉及一种环保PBS纳米增强耐温材料的生产方法，由如下步骤组成：
[0034] 步骤一，将凹凸棒粘土、海泡石原矿晾晒至水分重量含量15%后按照重量比4: 1进行混合，用破碎机粗碎成颗粒直径为3_的小颗粒混合物，向小颗粒混合物喷水调至水 分重量含量为41 %，用间距Imm的三辊机进行挤压成片状粘土混合物；
[0035] 步骤二，将片状粘土混合物堆放超过15天，晾晒至水分重量含量20%，然后将晾 晒后的片状粘土混合物和水按照重量比1 : 10放入不锈钢打浆池，加入相当于晾晒后的片 状粘土混合物重量1 %的六偏磷酸钠，打浆，获得浆液；
[0036] 步骤三，将相当于步骤二中晾晒后的片状粘土混合物重量5%的三氧化二锑用重 量百分比浓度20 %的氢氧化钠溶液进行溶解后（三氧化二锑与氢氧化钠溶液的重量体积 比为1:10)，加入到浆液中，乳化机高速剪切1小时，调节pH值7. 0,获得乳浊液；
[0037] 步骤四，将乳浊液通过25mm旋流分级后，离心机脱水，获得饼料；
[0038] 步骤五，将饼料利用回转窑在540°C条件下进行焙烧，然后破碎，加入相当于焙烧 后饼料的重量1. 5 %的硅烷偶联剂（甲基丙烯酰氧基硅烷），混匀，磨粉，超细粉碎，得到PBS 纳米增强耐温材料。
[0039] 实施例3
[0040] 本实施例涉及一种环保PBS纳米增强耐温材料的生产方法，由如下步骤组成：
[0041] 步骤一，将凹凸棒粘土、海泡石原矿晾晒至水分重量含量10%后按照重量比4 : 1进行混合，用破碎机粗碎成颗粒直径为4_的小颗