本发明属于工程塑料及合成树脂
技术领域：
，具体涉及一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法。
背景技术：
：经过半个多世纪的发展过程，塑料产品得到广泛使用，越来越多的塑胶垃圾在我们的日常生活中也随处可见。随着人们生活水平的提高，各种塑胶用量也逐渐增多。目前许多客户反映在生产hips树脂产品用新料成本太高，客户要求用回收的hips再生料来替代原料，从而更好的节能环保，降低生产成本。但通常回收料的hips树脂产品，因其冲击性能较差，客户成型品在组装过程中易破裂，且hips再生料中含大量橡胶，因橡胶在正常温度下不熔解，致使客户成型品出现沙眼，现有技术还很难解决上述问题，因此迫切希望有新的，更好的再加工处理技术，从回收塑胶垃圾中经过改性处理来重复利用hips塑胶原料。从而达到改善生态环境，降低了生产成本，提升hips成品品质,满足客户的需求。申请号为：201610253602.7公开了一种用回收料制备抗冲击性强的hips树脂及其制备方法，通过对原料成分的合理优化搭配，有效的提升了材料整体的力学品质，具有不错的使用效果，但随着人们对于产品性能的不断提升，此类材料的特性需要不断的进行改进增强。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法，包括如下步骤：（1）回收料处理：将hips回收料清洗处理后，再将其放入到温度为80~85℃的干燥箱内干燥处理1~1.5h，取出后再粉碎过100目后备用；（2）功能纤维填料制备：a.将二水合醋酸锌、n,n二甲基甲酰胺按照重量比1:4~5进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1~1.5h后取出得混合液a备用；b.将操作a所得的混合液a投入到反应釜内，然后向反应釜内加入混合液a总体积40~45%的无水乙醇，以400~500转/分钟的转速搅拌处理20~25min，然后再向反应釜内加入混合液a总质量20~24%的聚乙烯吡咯烷酮、15~18%的钛酸丁酯，超声处理2~2.5h后取出得混合液b备用；c.将操作b所得的混合液b投入到静电纺丝设备内进行静电纺丝处理，完成后在静电纺丝设备的接收板上得到复合膜c备用；d.将操作c所得的复合膜c放入到硅烷偶联剂水溶液内，然后将盛有硅烷偶联剂水溶液的容器移放到激光器内进行激光辐照处理，完成后将复合膜c取出备用；e.将操作d处理后的复合膜c放入到已预热至100~120℃的马弗炉中，再以15~18℃/min的升温速度将马弗炉升至560~580℃，再于此温度下保温煅烧处理1.5~2h后取出，自然冷却至室温后得功能纤维填料备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列原料备用：90~95份步骤（1）处理后的hips回收料、5~8份步骤（2）所得的功能纤维填料、2~4份脲醛树脂、1~2份钛酸二辛酯、0.5~1.5份着色剂、0.2~0.5份抗氧剂；（4）挤出成型：将步骤（3）称取的所有原料成分共同投入到造粒机内进行造粒处理，然后再将所造粒料投入到挤出机内进行挤出成型，最后将成型后的材料取出自然冷却至室温后即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为1800~2000转/分钟。进一步的，步骤（2）操作b中所述的超声处理时超声波的频率为280~320khz。进一步的，步骤（2）操作c中所述的静电纺丝处理时控制纺丝电压为13~15kv，液体推进速率为2~2.2μl/min，控制静电纺丝设备中的针头到接收板的距离为20~25cm。进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂水溶液中溶质的质量分数为15~20%，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。进一步的，步骤（2）操作d中所述的激光辐照处理是用纳秒紫外激光进行辐照处理，期间控制激光功率密度为1~1.5w/cm2，刻蚀速度为120~130mm/s，重复频率为55~58khz，填充间距为0.008~0.010mm。进一步的，步骤（3）中所述的着色剂为有机着色剂。进一步的，步骤（3）中所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1010中的任意一种。进一步的，步骤（4）中所述的挤出成型处理时控制挤出机挤出的温度为225~230℃。对hips回收料进行合理的开发再利用不仅利于生产成本的降低，还利于提升对于环境的保护，现有回收利用的方式较多，但多数回收再制材料的综合品质仍不能达到人们满意。对此，本发明进一步改善了材料的利用制备方法，从而增强了其使用品质。其中，尤其是开发添加了一种特制的功能纤维填料成分，此功能纤维填料是一种特殊改性的zno-tio2复合纳米纤维成分，现也有添加无机纤维成分来增强材料的力学品质的方法，但无机纤维与高分子材料间的相容结合性能不佳、易于团聚等问题造成使用的效果一般，而本发明在此zno-tio2复合纳米纤维制备过程中进行了工艺的优化设计，解决了上述的使用弊端，先通过物料的共混、纺丝处理制成了复合膜c，常规生产方法是对其进行高温煅烧直接制成纤维成品，而本发明则对其又进行了硅烷偶联剂、激光辐照复合处理，其中硅烷偶联剂浸泡处理能够在纤维表面上形成硅烷膜，能够增强纤维与高分子材料基体间的相容结合性，又能够避免填充时的积聚问题，激光辐照处理能够对此复合膜c进行表面刻蚀，适度提升了其表面粗糙度，经过后续煅烧处理后，成品的纤维表面上会收缩形成大量的纳米级微坑，提高了与高分子材料基体间的接触面积，增加了硅烷化的面积，提升了结合强力，同时经过此激光处理后，纤维表面的活性得到提升，协同增强了硅烷化的有益处理，此外，激光处理对纤维表面产生了刻蚀应力，在后续的煅烧时应力释放带来形变，使得zno-tio2复合纳米纤维在微组织和外形结构上形成了卷曲状的结构，此纤维添加于hips高分子材料中，能够起到类似弹簧的作用，对外力冲击进行吸收，并且能够对各处组织进行抓和避免开裂，明显提升了材料的抗冲击性能，又改善了材料的强度品质。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对回收料进行了合理的使用，有效降低了材料的生产成本，提升了对环境的保护，且制得的hips材料抗冲击性能好，强度高，综合使用品质佳，极具市场竞争力和推广应用价值。具体实施方式实施例1一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法，包括如下步骤：（1）回收料处理：将hips回收料清洗处理后，再将其放入到温度为80℃的干燥箱内干燥处理1h，取出后再粉碎过100目后备用；（2）功能纤维填料制备：a.将二水合醋酸锌、n,n二甲基甲酰胺按照重量比1:4进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1h后取出得混合液a备用；b.将操作a所得的混合液a投入到反应釜内，然后向反应釜内加入混合液a总体积40%的无水乙醇，以400转/分钟的转速搅拌处理20min，然后再向反应釜内加入混合液a总质量20%的聚乙烯吡咯烷酮、15%的钛酸丁酯，超声处理2h后取出得混合液b备用；c.将操作b所得的混合液b投入到静电纺丝设备内进行静电纺丝处理，完成后在静电纺丝设备的接收板上得到复合膜c备用；d.将操作c所得的复合膜c放入到硅烷偶联剂水溶液内，然后将盛有硅烷偶联剂水溶液的容器移放到激光器内进行激光辐照处理，完成后将复合膜c取出备用；e.将操作d处理后的复合膜c放入到已预热至100℃的马弗炉中，再以15℃/min的升温速度将马弗炉升至560℃，再于此温度下保温煅烧处理1.5h后取出，自然冷却至室温后得功能纤维填料备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列原料备用：90份步骤（1）处理后的hips回收料、5份步骤（2）所得的功能纤维填料、2份脲醛树脂、1份钛酸二辛酯、0.5份着色剂、0.2份抗氧剂；（4）挤出成型：将步骤（3）称取的所有原料成分共同投入到造粒机内进行造粒处理，然后再将所造粒料投入到挤出机内进行挤出成型，最后将成型后的材料取出自然冷却至室温后即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为1800转/分钟。进一步的，步骤（2）操作b中所述的超声处理时超声波的频率为280khz。进一步的，步骤（2）操作c中所述的静电纺丝处理时控制纺丝电压为13kv，液体推进速率为2μl/min，控制静电纺丝设备中的针头到接收板的距离为20cm。进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂水溶液中溶质的质量分数为15%，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。进一步的，步骤（2）操作d中所述的激光辐照处理是用纳秒紫外激光进行辐照处理，期间控制激光功率密度为1w/cm2，刻蚀速度为120mm/s，重复频率为55khz，填充间距为0.008mm。进一步的，步骤（3）中所述的着色剂为有机着色剂。进一步的，步骤（3）中所述的抗氧剂为抗氧剂168。进一步的，步骤（4）中所述的挤出成型处理时控制挤出机挤出的温度为225℃。实施例2一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法，包括如下步骤：（1）回收料处理：将hips回收料清洗处理后，再将其放入到温度为83℃的干燥箱内干燥处理1.3h，取出后再粉碎过100目后备用；（2）功能纤维填料制备：a.将二水合醋酸锌、n,n二甲基甲酰胺按照重量比1:4.5进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1.3h后取出得混合液a备用；b.将操作a所得的混合液a投入到反应釜内，然后向反应釜内加入混合液a总体积42%的无水乙醇，以460转/分钟的转速搅拌处理23min，然后再向反应釜内加入混合液a总质量22%的聚乙烯吡咯烷酮、17%的钛酸丁酯，超声处理2.3h后取出得混合液b备用；c.将操作b所得的混合液b投入到静电纺丝设备内进行静电纺丝处理，完成后在静电纺丝设备的接收板上得到复合膜c备用；d.将操作c所得的复合膜c放入到硅烷偶联剂水溶液内，然后将盛有硅烷偶联剂水溶液的容器移放到激光器内进行激光辐照处理，完成后将复合膜c取出备用；e.将操作d处理后的复合膜c放入到已预热至110℃的马弗炉中，再以17℃/min的升温速度将马弗炉升至570℃，再于此温度下保温煅烧处理1.8h后取出，自然冷却至室温后得功能纤维填料备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列原料备用：93份步骤（1）处理后的hips回收料、7份步骤（2）所得的功能纤维填料、3份脲醛树脂、1.5份钛酸二辛酯、1份着色剂、0.4份抗氧剂；（4）挤出成型：将步骤（3）称取的所有原料成分共同投入到造粒机内进行造粒处理，然后再将所造粒料投入到挤出机内进行挤出成型，最后将成型后的材料取出自然冷却至室温后即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为1900转/分钟。进一步的，步骤（2）操作b中所述的超声处理时超声波的频率为300khz。进一步的，步骤（2）操作c中所述的静电纺丝处理时控制纺丝电压为14kv，液体推进速率为2.1μl/min，控制静电纺丝设备中的针头到接收板的距离为22cm。进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂水溶液中溶质的质量分数为18%，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。进一步的，步骤（2）操作d中所述的激光辐照处理是用纳秒紫外激光进行辐照处理，期间控制激光功率密度为1.3w/cm2，刻蚀速度为125mm/s，重复频率为57khz，填充间距为0.009mm。进一步的，步骤（3）中所述的着色剂为有机着色剂。进一步的，步骤（3）中所述的抗氧剂为抗氧剂264。进一步的，步骤（4）中所述的挤出成型处理时控制挤出机挤出的温度为228℃。实施例3一种抗冲击性强的低成本hips材料的制备方法，包括如下步骤：（1）回收料处理：将hips回收料清洗处理后，再将其放入到温度为85℃的干燥箱内干燥处理1.5h，取出后再粉碎过100目后备用；（2）功能纤维填料制备：a.将二水合醋酸锌、n,n二甲基甲酰胺按照重量比1:5进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理1.5h后取出得混合液a备用；b.将操作a所得的混合液a投入到反应釜内，然后向反应釜内加入混合液a总体积45%的无水乙醇，以500转/分钟的转速搅拌处理25min，然后再向反应釜内加入混合液a总质量24%的聚乙烯吡咯烷酮、18%的钛酸丁酯，超声处理2.5h后取出得混合液b备用；c.将操作b所得的混合液b投入到静电纺丝设备内进行静电纺丝处理，完成后在静电纺丝设备的接收板上得到复合膜c备用；d.将操作c所得的复合膜c放入到硅烷偶联剂水溶液内，然后将盛有硅烷偶联剂水溶液的容器移放到激光器内进行激光辐照处理，完成后将复合膜c取出备用；e.将操作d处理后的复合膜c放入到已预热至120℃的马弗炉中，再以18℃/min的升温速度将马弗炉升至580℃，再于此温度下保温煅烧处理2h后取出，自然冷却至室温后得功能纤维填料备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列原料备用：95份步骤（1）处理后的hips回收料、8份步骤（2）所得的功能纤维填料、4份脲醛树脂、2份钛酸二辛酯、1.5份着色剂、0.5份抗氧剂；（4）挤出成型：将步骤（3）称取的所有原料成分共同投入到造粒机内进行造粒处理，然后再将所造粒料投入到挤出机内进行挤出成型，最后将成型后的材料取出自然冷却至室温后即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2000转/分钟。进一步的，步骤（2）操作b中所述的超声处理时超声波的频率为320khz。进一步的，步骤（2）操作c中所述的静电纺丝处理时控制纺丝电压为15kv，液体推进速率为2.2μl/min，控制静电纺丝设备中的针头到接收板的距离为25cm。进一步的，步骤（2）操作d中所述的硅烷偶联剂水溶液中溶质的质量分数为20%，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。进一步的，步骤（2）操作d中所述的激光辐照处理是用纳秒紫外激光进行辐照处理，期间控制激光功率密度为1.5w/cm2，刻蚀速度为130mm/s，重复频率为58khz，填充间距为0.010mm。进一步的，步骤（3）中所述的着色剂为有机着色剂。进一步的，步骤（3）中所述的抗氧剂为抗氧剂1010。进一步的，步骤（4）中所述的挤出成型处理时控制挤出机挤出的温度为230℃。对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（2）功能纤维填料制备中的操作d中的激光辐照处理，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，省去了步骤（2）功能纤维填料制备中的操作d处理，除此外的方法步骤均相同。对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比，将步骤（2）功能纤维填料制备中的操作d处理移至操作e之后，将其对煅烧后的纤维填料进行处理，除此外的方法步骤均相同。对比实施例4本对比实施例4与实施例2相比，用等质量份的普通zno-tio2复合纳米纤维取代步骤（3）原料称取中的步骤（2）所得的功能纤维填料成分，除此外的方法步骤均相同。对照组申请号为：201610253602.7公开了一种用回收料制备抗冲击性强的hips树脂。为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对照组对应制得的材料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：表1拉伸强度（mpa）断裂伸长率（%）冲击强度（kj/m2）弯曲强度（mpa）实施例229.84713.554.7对比实施例124.34010.647.0对比实施例223.83910.046.5对比实施例325.74311.248.5对比实施例423.6389.846.2对照组23.8429.345.5注：上表1中所述的各项性能指标均按照国家标准对应统一检测。由上表1可以看出，本发明方法制得的材料的抗冲击、强度等性能显著提升，极具市场竞争力和推广应用价值。当前第1页12