一种高强耐磨环保塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种高强耐磨环保塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]塑料材料的用途十分广泛，如玩具、塑料瓶、包装袋、购物袋等，我们生活根本离不开塑料。然而众所周知，普通PP/PE塑料在自然环境下几百年都很难分解，所以废弃的塑料制品一又称“白色垃圾” 一是公认的能对环境造成极大破坏的物质。废塑料制品混在土壤中的累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产，影响农业发展。由于其极难分解的特点，填埋处理不仅会占用大量土地，被占用的土地长期得不到恢复，影响土地的可持续利用；若用焚烧的方法加以处理，又会造成严重的大气污染。
[0003]目前，市场上传统的塑料制品，虽然具备耐化学性、耐冲击性、耐湿性等功能性特点，但同时也存在着环保性能差、耐磨强度低等弊端，容易导致塑料制品改变原有的功能性特点，而且大大缩减了使用寿命，同时增加了生产成本与工时，从侧面提高了产品的成本；使用过程中会散发出甲醛、苯等重金属，污染环境，影响空气质量及危害人们的身体健康。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐磨环保塑料及其制备方法，所述制备得到的环保塑料不仅具有优异的耐磨和强度性能，而且在光/细菌的作用下可完全降解成水和二氧化碳，避免造成环境污染。
[0005]本发明提出的一种高强耐磨环保塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物60-80份，聚乳酸PLA 30-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 10-25份，植物粉4_8份，石墨纤维3_6份，硅烷偶联剂KH550 2-5份，ABS接枝马来酸酐3_8份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS3-6份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS 5-10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS 1-5份，双季戊四醇酯PCB 3-8份，环氧大豆油辛酯3-6份，柠檬酸三丁酯2-5份，硬脂酸单甘油酯1-3份，高岭土 15-18份，煤灰粉7-12份，絹白粉5-10份，白炭黑4-10份，抗氧化剂SP 1-3份；其中所述PAA共聚物是通过将6-氨基己酸和γ -氨基丁酸按摩尔比5-10:0.5-4反应得到。
[0006]优选地，所述ΡΑΑ共聚物是将6-氨基己酸、γ -氨基丁酸加入反应釜中，以去离子水作为溶剂，磷酸作为催化剂，在惰性气体保护条件下加热至180-200°C，搅拌反应2-4h，再升温至220-240°C，搅拌反应l_2h得到。
[0007]优选地，所述植物粉为花生壳或大豆壳粉碎后通过2-3%的盐酸溶液浸泡l_2h后，干燥，粉碎制得。
[0008]优选地，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS的重量配比为:4-5:8-9:1-3。
[0009]优选地，所述高强耐磨环保塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物65-75份，聚乳酸PLA 35-45份，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 12-23份，植物粉6_7份，石墨纤维4_5份，硅烷偶联剂KH550 3-4份，ABS接枝马来酸酐5_7份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS 4-5份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS6-8份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS 3-4份，双季戊四醇酯PCB5-7份，环氧大豆油辛酯4_5份，柠檬酸三丁酯3_4份，硬脂酸单甘油酯1-2份，高岭土 16-17份，煤灰粉8-10份，絹白粉8-9份，白炭黑6_8份，抗氧化剂SP1-2份。
[0010]一种高强耐磨环保塑料的制备方法，包括:将硅烷偶联剂KH550加入高岭土、煤灰粉、絹白粉、白炭黑中搅拌得到改性填充剂，向所述改性填充剂中加入植物粉，石墨纤维搅拌均匀，接着加入PAA共聚物、聚乳酸PLA、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA和ABS接枝马来酸酐搅拌均匀，再加入苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS、双季戊四醇酯PCB、环氧大豆油辛酯、柠檬酸三丁酯、硬脂酸单甘油酯和抗氧化剂SP搅拌均匀得到混合物料；将所述混合物料加入注塑机中进行注塑成型，得到所述高强耐磨环保塑料。
[0011]优选地，所述高强耐磨环保塑料的制备方法，包括:将硅烷偶联剂KH550加入高岭土、煤灰粉、絹白粉、白炭黑中以50-55rpm的搅拌速率搅拌24_28min得到改性填充剂，向所述改性填充剂中加入植物粉，石墨纤维以55-60rpm的搅拌速率搅拌17_21min，接着加入PAA共聚物、聚乳酸PLA和乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA和ABS接枝马来酸酐以45_50rpm的搅拌速率搅拌15-18min，再加入苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS、双季戊四醇酯PCB、环氧大豆油辛酯、柠檬酸三丁酯、硬脂酸单甘油酯和抗氧化剂SP以35-40rpm的搅拌速度搅拌25-28min后得到混合物料；将所述混合物料加入注塑机中注塑成型，得到所述高强耐磨环保塑料，其中注塑温度为150-154°C，注塑压力为1-1.4kPa。
[0012]本发明以PAA共聚物作为主料，通过6-氨基己酸和γ -氨基丁酸反应得到的ΡΑΑ共聚物，具有良好的降解性和环境相容性，其中6-氨基己酸作为ΡΑ6的单体，具有很好的刚性，可赋予ΡΑΑ共聚物良好的力学性能，γ-氨基丁酸则可以调节共聚物的降解性能，由此所得到的ΡΑΑ共聚物与聚己内酯PCL以及塑化淀粉复配作为主料，使本发明具有优异的抗疲劳性能和优秀的耐磨、耐热和高强度等性能，并且所述主料均为可降解塑料，在土壤和水环境中，可完全分解成0)2和Η20，不会造成污染；添加的植物粉和木质纤维，在主料中形成网格结构，大幅提高本发明的耐磨、耐冲击和耐拉伸性能，而且植物粉中含有丰富的蛋白质，在硅烷偶联剂ΚΗ550的作用下与主料配合，加长了主料中分子的长度，大大提高了本发明的拉伸强度和断裂伸长率等机械性能；与主料配合加入的苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS作为增强剂，在以ABS接枝马来酸酐的界面相容剂作用下，使所得产品增强效果明显，具有优良的冲击和拉伸强度性能；加入的双季戊四醇酯PCB、环氧大豆油辛酯与主料混合，在提高体系流动性的同时，使得物料更好的分散，实现了加工性能等的明显提高，同时环氧大豆油辛酯还作为稳定剂，与抗氧化剂SP联合作用，大幅提高本发明塑料的耐氧化能力，在长期使用过程中不变硬、不断裂、无收缩翘起现象、不影响粘性，延长使用寿命；高岭土、煤灰粉、絹白粉和白炭黑复配作为本发明的填充补强剂，大幅提高了本发明塑料的耐磨和耐撕裂性能；与此同时，柠檬酸三丁酯和硬脂酸单甘油酯作为增塑剂，使高岭土、煤灰粉、絹白粉和白炭黑在主料中均匀分布，从而保证本发明的性能具有一致性，大大提高了本发明的强度性能，使本发明所述塑料具有良好的物理机械性能。
【具体实施方式】
[0013]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0014]实施例1
[0015]本发明提出的一种高强耐磨环保塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物60份，聚乳酸PLA 50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 10份，植物粉8份，石墨纤维3份，硅烷偶联剂KH550 5份，ABS接枝马来酸酐3份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS 6份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS 5份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS5份，双季戊四醇酯PCB 3份，环氧大豆油辛酯6份，柠檬酸三丁酯2份，硬脂酸单甘油酯3份，高岭土 15份，煤灰粉12份，絹白粉5份，白炭黑10份，抗氧化剂SP 1份；其中所述PAA共聚物是将6-氨基己酸、γ -氨基丁酸加入反应釜中，以去离子水作为溶剂，磷酸作为催化剂，在惰性气体保护条件下加热至180°C，搅拌反应4h，再升温至220°C，搅拌反应2h得到，其中6-氨基己酸和γ-氨基丁酸的摩尔比为5:4。
[0016]实施例2
[0017]本发明提出的一种高强耐磨环保塑料，其原料按重量份包括:ΡΑΑ共聚物80份，聚乳酸PLA 30份，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 25份，植物粉4份，石墨纤维6份，硅烷偶联剂KH550 2份，ABS接枝马来酸酐8份，苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体SBS 3份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS 10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS1份，双季戊四醇酯PCB 8份，环氧大豆油辛酯3份，柠檬酸三丁酯5份，硬脂酸单甘油酯1份，高岭土 18份，煤灰粉7份，絹白粉10份，白炭黑4份，抗氧化剂SP 3份；其中所述PAA共聚物是将