一种耐高温可降解改性pu/ppc塑料合金材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种耐高温可降解改性PU/PPC塑料合金材料的制备方法，属于材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。塑料合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的品种之一，增长十分迅速。目前市场上对于具有耐高温、韧性强的塑料合金需求日益倶增，但却没有相应的产品与之对应。国内市场上少见高耐热塑料合金，少量销售且口碑较好的基本都是进口广品，国内广品的市场占有率更少。
[0003]PU材料虽具有高强度、高弹性、高伸长率及高耐磨性等诸多优点，但由于通用的PU材料中还有耐热性较差的缩二脲结构与脲基甲酸酯结构，导致其热稳定性能较差，长期使用温度仅为80°C，极大地限制了 PU材料的应用范围，PPC属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能;此外，还具有优良的生物降解性。但PPC材料的拉伸强度不够，也不能直接用来作板材等。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前PU材料虽然具有高强度、高弹性、高伸长率及高耐磨性，但其耐热性差，同时PPC材料有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能，但其拉伸强度不够的问题，本发明首先使用聚氨酯合成革废水进行预处理，提取其中的有益菌种进行培养，再使用聚氨酯对其进行定向培养，随后将有益菌种聚氨酯预聚物及I，4_丁二醇进行混合反应，制备得性聚氨酯，再将其与聚甲基乙撑碳酸酯，辅以滑石粉、三聚磷酸钠等，进行混合造粒，制得的耐高温、可降解且性能好的PU/PPC塑料合金材料。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)取聚氨酯合成革废水放入离心机中，以转速2000?3000r/min离心分离4?7min，收集上清液，然后按照重量份数计，取25?40份上清液、20?25份琼脂、10?15份蔗糖、4?8份聚氨酯合成革废水处理沉淀池底部污泥、3?6份二苯基硅二醇、8?12份牛肉膏及9?15份酒糟，放入发酵罐中，加入量为发酵罐容量的55?60% ；
(2)待添加结束后，保持温度35?40°C，发酵4?6天，随后过滤，收集发酵液，按固液比1:2，取聚氨酯和发酵液放入容器中，保持容器内的温度与发酵时温度一致，再使用搅拌器以I lOr/min，缓慢搅拌，直至聚氨酯完全溶解，然后对容器加热直至液体沸腾，保持温度灭菌40?50min;
(3)待上述灭菌结束后冷却至室温，将容器内的混合液倒入离心机中，以12000?13000r/min，离心分离50?70s，收集上清液，按体积比1:4取上清液和聚氨酯预聚物放入带有搅拌器、滴液漏斗及温度计的四口烧瓶中，对烧瓶以24 0C /h加热速度对烧瓶进行加热，同时使用搅拌器对其进行搅拌，在加热开始时，通过滴液漏斗将聚氨酯预聚物质量1.5?1.8 %的I，4-丁二醇，在50?70min内，匀速滴加完；
(4)待烧瓶的温度升至80?85°C时停止加热，使用真空栗进行抽真空去除气泡，随后将烧瓶移至水浴锅中降温至40?45°C时，向其中加入三乙胺调节pH为7.5?8.0，使用搅拌器以转速500?600r/min，搅拌25?35min后，得改性聚氨酯；
(5)按重量份数计，取35?45份改性聚氨酯、22?25份聚甲基乙撑碳酸酯、7?9份三聚磷酸钠、3?6份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、
4?7份正硅酸乙酯、6?9份马来酸酐及9?13份200目滑石粉，放入高速混合机中混合均匀，再将混合物放入100 0C的烘箱中1?12h，随后将其投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，收集颗粒，即可得到耐高温可降解改性PU/PPC塑料合金材料。
[0006]其特征在于:所述的双螺杆挤出机加热区温度指数为:一区250?260°C、二区270?275°C、三区278?280°C、机头为245?255°C，转速为800?900r/min，喂料压力为60V。
[0007]检测本发明所制得的塑料合金得:断裂拉伸率为38.2?42.3%，拉伸强度为47.2?52.4MPa，体积磨损量(24h)为0.22?0.31^113，耐热性为120?132°(:，完全降解时间45?50天。
[0008]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明所制得的塑料合金耐高温，且可降解，避免了环境污染；
(2)本发明所制得的合金材料避免了PU材料及PPC材料的缺点，实现互补，获得高性能材料。
【具体实施方式】
[0009]取聚氨酯合成革废水放入离心机中，以转速2000?3000r/min离心分离4?7min，收集上清液，然后按照重量份数计，取25?40份上清液、20?25份琼脂、10?15份蔗糖、4?8份聚氨酯合成革废水处理沉淀池底部污泥、3?6份二苯基硅二醇、8?12份牛肉膏及9?15份酒糟，放入发酵罐中，加入量为发酵罐容量的55?60%;待添加结束后，保持温度35?40°C，发酵4?6天，随后过滤，收集发酵液，按固液比1:2，取聚氨酯和发酵液放入容器中，保持容器内的温度与发酵时温度一致，再使用搅拌器以I lOr/min，缓慢搅拌，直至聚氨酯完全溶解，然后对容器加热直至液体沸腾，保持温度灭菌40?50min;待上述灭菌结束后冷却至室温，将容器内的混合液倒入离心机中，以12000?13000r/min，离心分离50?70s，收集上清液，按体积比1:4取上清液和聚氨酯预聚物放入带有搅拌器、滴液漏斗及温度计的四口烧瓶中，对烧瓶以24°C/h加热速度对烧瓶进行加热，同时使用搅拌器对其进行搅拌，在加热开始时，通过滴液漏斗将聚氨酯预聚物质量1.5?1.8 %的I，4-丁二醇，在50?70min内，匀速滴加完;待烧瓶的温度升至80?85 °C时停止加热，使用真空栗进行抽真空去除气泡，随后将烧瓶移至水浴锅中降温至40?45°C时，向其中加入三乙胺调节pH为7.5?8.0，使用搅拌器以转速500?600r/min，搅拌25?35min后，得改性聚氨酯；按重量份数计，取35?45份改性聚氨酯、22?25份聚甲基乙撑碳酸酯、7?9份三聚磷酸钠、3?6份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4?7份正硅酸乙酯、6?9份马来酸酐及9?13份200目滑石粉，放入高速混合机中混合均匀，再将混合物放入10 °C的烘箱中1?12h，随后将其投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，收集颗粒，即可得到耐高温可降解改性PU/PPC塑料合金材料。
[0010]所述的双螺杆挤出机加热区温度指数为:一区250?260 °C、二区270?275°C、三区278?280°C、机头为245?255°C，转速为800?900r/min，喂料压力为60V。
[0011]实例I
取聚氨酯合成革废水放入离心机中，以转速2500r/min离心分离6min，收集上清液，然后按照重量份数计，取38份上清液、22份琼脂、15份蔗糖、5份聚氨酯合成革废水处理沉淀池底部污泥、3份二苯基硅二醇、8份牛肉膏及9份酒糟，放入发酵罐中，加入量为发酵罐容量的58 % ;待添加结束后，保持温度38°C，发酵5天，随后过滤，收集发酵液，按固液比1:2，取聚氨酯和发酵液放入容器中，保持容器内的温度与发酵时温度一致，再使用搅拌器以llOr/min，缓慢搅拌，直至聚氨酯完全溶解，然后对容器加热直至液体沸腾，保持温度灭菌45min;待上述灭菌结束后冷却至室温，将容器内的混合液倒入离心机中，以12500r/min，离心分离60s，收集上清液，按体积比1:4取上清液和聚氨酯预聚物放入带有搅拌器、滴液漏斗及温度计的四口烧瓶中，对烧瓶以24°C/h加热速度对烧瓶进行加热，同时使用搅拌器对其进行搅拌，在加热开始时，通过滴液漏斗将聚氨酯预聚物质量1.7%的1,4-丁二醇，在60min内，匀速滴加完;待烧瓶的温度升至82°C时停止加热，使用真空栗进行抽真空去除气泡，随后将烧瓶移至水浴锅中降温至42 °C时，向其中加入三乙胺调节pH为7.5，使用搅拌器以转速550r/min，搅拌30min后，得改性聚氨酯;按重量份数计，取40份改性聚氨酯、25份聚甲基乙撑碳酸酯、8份三聚磷酸钠、6份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季