一种SAPO-34分子筛/石墨烯改性塑料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料及其制备方法。
背景技术：
：随着钢材、柴油等原材料成本和使用材料成本的不断提高等现状，进而使得塑料材料在中、重卡车外饰件的应用得到了长足发展。汽车零部件中，挡泥板起到保护其他道路使用者尽可能地不受到汽车车轮甩出的石子、泥沙、冰雪及水等杂物袭击的作用。因此，挡泥板应具有较好的低温冲击性、耐热性、较好的抗拉强度、断裂伸长率、耐撕裂强度以及适当的硬度。塑料是一种以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物。其具有易加工成型、产品设计自由度高、成本低廉等优点。但它本身的一些缺点也限制了其使用范围，如耐热性差，热膨胀率大，易燃烧。大多数塑料的热传导率或导热系数很低，一般为0.2~0.46w/(m·k)左右，难以满足挡泥板的使用要求。因此通常需要将散热复合材料，比如金属氧化物粉末、金属氮化物粉、石墨粉末等添加在塑料基材中共混复合，通过热传导改性形成新型高性能塑料。技术实现要素：鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料及其制备方法。本发明采用sapo-34分子筛/石墨烯复合材料作为改性剂对热塑性树脂进行改性，可以有效提高热塑性树脂的力学性能和散热性。本发明的技术方案具体介绍如下。一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料，按照重量份数计，其原料配方包括100份热塑性树脂，1~5份sapo-34分子筛，0.1~0.6份石墨烯。优选的，按照重量份数计，其原料配方包括100份热塑性树脂，3~5份sapo-34分子筛，0.4~0.5份石墨烯。优选的，热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、聚砜或聚碳酸酯中的一种或几种。优选的，sapo-34分子筛中的al、p和si的原子比为1：1.2：0.4。优选的，石墨烯的层数为1~5层。本发明还提供一种根据上述的sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料的制备方法，包含以下步骤：（1）对将sapo-34分子筛进行焙烧；（2）将步骤（1）焙烧完成的sapo-34分子筛与石墨烯、热塑性树脂采用高速混料机进行混料；（3）将步骤（2）混合均匀的物料，采用双螺杆挤出机进行造粒，温度参数为225~235℃，螺杆转速为60~80r/min；（4）将步骤（3）获得的塑料颗粒进行干燥处理；（5）将步骤（4）干燥后的塑料颗粒采用注塑机进行注塑成型。优选的，步骤（1）中，焙烧温度为580~620℃，焙烧时间为5~7h。焙烧是为了脱除催化剂合成中的模板剂，使分子筛中的孔道暴露出来，添加到树脂中，能够更好的散热。优选的，步骤（2）中，以重量份数计，热塑性树脂为100份，sapo-34分子筛为1~5份，石墨烯为0.1~0.6份。由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明通过在以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯、聚砜、聚碳酸酯中的一种或几种为塑料基体的基础上，添加sapo-34/石墨烯复合物作为改性剂。sapo-34分子筛具有良好的吸水及再生功能。暴露在空气中的分子筛通过自身蜂窝状结构，吸收空气中水分，散发热量。当温度升高时，表面液态水汽化，分子筛内部压强变大，水分子从分子筛内孔向外部气相扩散而脱水，吸收热量。石墨烯具有绝佳的物理性能，其中包括优异的电子迁移能力、热导率、和优良的力学性能，是一种很有潜力的加强型聚合物填料。两者复合不仅能弥补单一材料的不足，而且形成材料性能优势互补，两者产生协同效应。在没有添加任何相容剂和分散剂的前提下，sapo-34分子筛/石墨烯复合物有效提高了热塑性树脂的力学性能和散热性。本发明制备工艺简单，改进效果明显，具有广泛的应用前景。附图说明图1为实施例中sapo-34分子筛的sem图。图2为实施例中石墨烯的sem图。具体实施方式下面结合实施例，进一步阐述本发明，但本发明的实施方式不限于此。实施例中，sapo-34分子筛是本发明自主合成，比表面为400m2/g。sapo-34分子筛的sem图如图1所示，其中的al、p和si的原子比为1：1.2：0.4；石墨烯采购自墨希科技，石墨烯层数<5，比表面积：100-200m2/g，振实密度5-10mg/ml，石墨烯的sem图如图2所示。实施例中，sapo-34分子筛使用前，先在600℃的温度下焙烧6h，移出去合成过程中的模板剂。实施例1一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）以质量份数计，称取100份聚丙烯（pp），5份sapo-34分子筛，0.3份石墨烯，加入高速混料机中混合均匀；（2）利用同向双螺杆挤出机，将混合好的样品、挤条，挤出机与塑料粒子切粒机联用，得到均匀的塑料粒子，对造粒产品进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为30min；（3）将步骤（2）中得到的塑料粒子加入到注塑机，注塑成型；（4）利用tci热导仪、万能材料试验机、塑料摆锤冲击试验机将对步骤（3）中得到样板条进行性能测试，具体测试结果有导热系数、拉伸强度、杨氏模量、最大载荷。测试结果分析见下表1。实施例2一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）以质量份数计，称取100份聚丙烯（pp），3份sapo-34分子筛，0.3份石墨烯，加入高速混料机中混合均匀；（2）利用同向双螺杆挤出机，将混合好的样品、挤条，挤出机与塑料粒子切粒机联用，得到均匀的塑料粒子，对造粒产品进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为30min；（3）将步骤（2）中得到的塑料粒子加入到注塑机中，注塑成型；（4）利用tci热导仪、万能材料试验机、塑料摆锤冲击试验机将对步骤（3）中得到样板条进行性能测试，具体测试结果有导热系数、拉伸强度、杨氏模量、最大载荷。测试结果分析见表1。实施例3一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）以质量份数计，称取100份聚丙烯（pp），3份sapo-34分子筛，0.5份石墨烯，加入高速混料机中混合均匀；（2）利用同向双螺杆挤出机，将混合好的样品、挤条，挤出机与塑料粒子切粒机联用，得到均匀的塑料粒子，对造粒产品进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为30min；（3）将步骤（2）中得到的塑料粒子加入到注塑机中，注塑成型；（4）利用tci热导仪、万能材料试验机、塑料摆锤冲击试验机将对步骤（3）中得到样板条进行性能测试，具体测试结果有导热系数、拉伸强度、杨氏模量、最大载荷。测试结果分析见表1。实施例4一种sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）以质量份数计，称取100份聚丙烯（pp），5份sapo-34分子筛，0.5份石墨烯，加入高速混料机中混合均匀；（2）利用同向双螺杆挤出机，将混合好的样品、挤条，挤出机与塑料粒子切粒机联用，得到均匀的塑料粒子，对造粒产品进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为30min；（3）将步骤（2）中得到的塑料粒子加入到注塑机中，注塑成型；（4）利用tci热导仪、万能材料试验机、塑料摆锤冲击试验机将对步骤（3）中得到样板条进行性能测试，具体测试结果有导热系数、拉伸强度、杨氏模量、最大载荷。测试结果分析见表1。表1未改性材料与实施例材料性能表编号韧性(kj/cm2)拉伸强度(mpa)杨氏模量(mpa)最大载荷(n)导热系数k(w/mk)未改性9.4125.43188.251013.750.345实施例110.2230.29586.721211.431.554实施例29.5228.14444.491125.691.421实施例310.5932.12765.931284.971.601实施例411.7733.38813.211335.171.627从表1可以看出本发明实施例的sapo-34分子筛/石墨烯改性塑料，在导热系数、韧性、拉伸强度、杨氏模量和最大载荷方面性能均优于未改性聚丙烯（pp）。以上所述仅是本发明部分实施例，应当指出，对于本
技术领域：
的相关人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，可以对实施例作适当改进和修饰，但这些改进和修饰也全视为本发明的保护范围。当前第1页12