一种塑料和有机陶瓷混合材料及其制备方法和制品的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种塑料和有机陶瓷混合材料，包括以下原料按重量百分比制成：30?95%有机陶瓷，4?70%塑料，0?5%色料和0?1%油墨。本发明通过高温搅拌使得有机陶瓷颗粒和塑料融合在一起，所述混合材料具有较高的流动性和可塑性，可制备复杂精细的制品。本发明还公开了一种塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法和制品。采用本发明塑料和有机陶瓷混合材料，具有可塑性、抗冲击、高硬度、耐磨耗和耐腐蚀等优良性能，成型工艺简单，生产成本投入小。
【专利说明】
一种塑料和有机陶瓷混合材料及其制备方法和制品
技术领域
[0001]本发明涉及一种耐磨材料，尤其涉及一种塑料和有机陶瓷混合材料;本发明还涉及一种塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法和制品。
【背景技术】
[0002]制造制品在选用材料时需考虑制品的广品要求，如材料的机械性能、耐酸喊性等因素，其中塑料具有可塑性好，耐冲击性高，但其缺点是导热性低，尺寸稳定性差，容易变形，而且多数塑料耐低温性差，低温下变脆，容易老化。有机陶瓷也具有十分显著的特点，在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等;在电性方面，有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等;在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能;在生物方面，具有一定的生物相容性能，可作为生物结构材料等。其缺点是具有脆性，制作工艺较复杂。在实际生产中，需要的是前期可塑性好，但成型后的物件，则要求其稳定性较高、硬度高、耐磨损、耐高温和耐腐蚀等。
[0003]在实际应用中，很多存在的制品往往只具备其中一种，即要么具有塑料的前期可塑性较好，但后期做成的部件稳定性差，不具备有机陶瓷在高硬度、耐磨损的优点。要么就是前期成型工艺复杂，成本率较低，投入成本较高，做成成品后的部件稳定性较好，但整体来说投入较高，实际产出与前期投入不成比例。
[0004]为此，需要提供一种新的材料兼具塑料的可塑性、耐冲击等优良性能，也具有有机陶瓷的高硬度、耐磨耗等显著性能。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种塑料和有机陶瓷混合材料，具有可塑性、抗冲击、高硬度、耐磨耗和耐腐蚀等优良性能，成型工艺简单，生产成本投入小。
[0006]本发明所要解决的技术问题在于，还提供一种塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法。
[0007]本发明所要解决的技术问题在于，还提供一种塑料和有机陶瓷混合材料的制品。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种塑料和有机陶瓷混合材料，包括以下原料按重量百分比制成:
有机陶瓷30-95%;
塑料4-70%;
色料0-5%;
油墨0_1%。
[0009]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的优选方案，所述有机陶瓷呈颗粒状，粒径为0.1-0.5mmο
[0010]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的优选方案，所述有机陶瓷的颗粒形状为球形、立方体和圆柱体中的一种或组合。
[0011]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的优选方案，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或ABS树脂。
[0012]相应地，本发明还提供了一种塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，包括以下步骤:
在180-240 °C下，将有机陶瓷、塑料、色料和油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速1000-10000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0013]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法的优选方案，还包括以下步骤: 将有机陶瓷粉末投入制粒机中进行预制粒，制得所述有机陶瓷颗粒。
[0014]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法的优选方案，所述有机陶瓷颗粒的颗粒粒径为0.1-0.5mm;
所述有机陶瓷的颗粒形状为球形、立方体和圆柱体中的一种或组合。
[0015]作为所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法的优选方案，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或ABS树脂。
[0016]相应地，本发明还提供了一种制品，采用所述塑料和有机陶瓷混合材料制备而成。
[0017]作为所述制品的优选方案，所述塑料和有机陶瓷混合材料通过凝胶注模成型，或注塑，或排胶烧结的方式制得制品。
[0018]实施本发明实施例，具有如下有益效果:
本发明通过高温搅拌使得有机陶瓷颗粒和塑料融合在一起，所述混合材料具有较高的流动性和可塑性，可制备复杂精细的制品。而且采用所述塑料和有机陶瓷的混合材料成型工艺简单，成品率较高，投入成本较低，制品的稳定性较好，耐冲击性好，硬度高，耐磨，耐腐蚀，兼具了塑料和有机陶瓷二者各自的优点。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
[0020]鉴于现有的制造制品材料性能上的不足，本发明提供了一种塑料和有机陶瓷混合材料，包括以下原料按重量百分比制成:
有机陶瓷30-95%;
塑料4-70%;
色料0-5%;
油墨0_1%。
[0021]本发明所述有机陶瓷主要成分为氧化锆或氧化铝，将有机陶瓷粉末预先制成有机陶瓷颗粒，相对于粉末状的有机陶瓷，颗粒状的有机陶瓷能与塑料颗粒更好地混合，分散更均匀。而在高温条件下搅拌有机陶瓷颗粒和塑料颗粒，塑料颗粒受热熔化，并且包覆有机陶瓷颗粒，因此本发明所述混合材料具有较高的流动性，在制备复杂结构的制品时，所述混合材料的可塑性强。通过凝胶注模成型，或注塑，或排胶烧结的方式制成制品后，测试发现该制品具有耐冲击性好、硬度高、耐磨以及耐腐蚀的特点，不仅前期制造加工工艺简单，而且兼具有机陶瓷和塑料的性能优点，有效地解决了现有技术的问题。
[0022]需要说明的是，本发明所述有机陶瓷颗粒和塑料颗粒在高温下搅拌混合时，两者并未发生化学反应，而是有机陶瓷颗粒均匀分散在熔化的塑料液体中，微观上表现为机械咬合，仅仅是物理变化。
[0023]上述配方中塑料和有机陶瓷的比例，可根据最终产品强度的要求进行适度的调整。若要求较高的强度则提高有机陶瓷的比重，减少塑料的比重;反之，则降低有机陶瓷的比重，提高塑料的比重。
[0024]本发明人经过反复多次的对比实验发现，当本发明所述有机陶瓷呈颗粒状，且颗粒粒径为0.1-0.5mm时，所述塑料和有机陶瓷混合材料的性能表现最佳。其中，如有机陶瓷的颗粒粒径小于0.1mm时，甚至为粉末状时，所述混合材料则抗冲击作用小，刚性不足，无法体现有机陶瓷原有的优点；如有机陶瓷的颗粒粒径大于0.5mm时，则粘结性能降低，制品表面光洁度下降。因此有机陶瓷颗粒优选的颗粒粒径为0.1-0.5mm。
[0025]其中，有机陶瓷的颗粒形状包括以下例子，但不限于:球形、立方体和圆柱体。根据产品需要还可以由不同形状的有机陶瓷颗粒混合。
[0026]由于塑料颗粒最终在高温搅拌的条件下熔化为液体，因此，塑料颗粒的大小对于所述混合材料的性能影响不大，本发明未对塑料颗粒的粒径进行限制，但为了确保混合材料分散均匀，优选地，塑料颗粒粒径大小范围为0.05-2mm。
[0027]本发明所述塑料应为热塑性塑料以实现加热时能熔化成液体，优选地，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或ABS树脂。这两种塑料具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好的特点，非常适合用作本发明的塑料原料。
[0028]另外，配方中的色料和油墨可不添加，也可按产品需要添加不同颜色和比例的色料和油墨。
[0029]相应地，本发明还提供了一种塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，包括以下步骤:
在180-240 °C下，将有机陶瓷、塑料、色料和油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速1000-10000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0030]所述有机陶瓷原料为粉末状，因此在混料前需要有机陶瓷粉末投入制粒机中进行预制粒，制得所述有机陶瓷颗粒。
[0031]所述有机陶瓷颗粒的颗粒粒径为0.1-0.5mm;有机陶瓷的颗粒形状为球形、立方体和圆柱体中的一种或组合。所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或ABS树脂。上述有机陶瓷颗粒粒径和形状以及塑料的种类具体选择原因和效果已经在上文提及，此处不再赘述。
[0032]相应地，本发明提供了一种制品，所述制品采用所述塑料和有机陶瓷混合材料制备而成。
[0033]本发明所述塑料和有机陶瓷混合材料使用时可通过凝胶注模成型，或注塑，或排胶烧结的方式制得制品。本发明所述混合材料由于其流动性好，因此可采用多种不同的成型工艺制备制品且成型工艺简单，生产成本投入小；制品的结构不再受制备工艺的限制，稳定性好，兼具可塑性、抗冲击、高硬度、耐磨耗和耐腐蚀等优良性能。
[0034]以下通过具体实施例进一步说明实施例1
在200°C下，将50%有机陶瓷、47%聚对苯二甲酸乙二醇酯、2%色料和1%油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速8000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0035]再通过凝胶注模成型的方式制成Imm厚的陶瓷塑料混合体基板。
[0036]经落球实验测试，Imm厚的陶瓷塑料混合体基板抗受直径25mm重500g的钢球13cm高度落下而不破裂。
[0037]经耐酸性实验测试，该基板在35%的盐酸浸泡48h而没有任何腐蚀。
[0038]实施例2
在220 0C下，将62%有机陶瓷、34%ABS树脂、3.5%色料和0.5%油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速5000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0039]再通过凝胶注模成型的方式制成手机的四角边缘壳。
[0040]由于手机的四角边缘在手机落地时最容易着地，极易损坏，所以对其硬度要求较高。如果仅仅是采用塑料的话，硬度达不到要求;仅仅采用陶瓷的话，由于是曲面，无形之中增加了制作成本，性价比不高。采用陶瓷和塑料的结合，既可解决塑料硬度低的缺陷，也可弥补陶瓷的制作工艺难的特点。
[0041 ] 实施例3
在190 0C下，将40%有机陶瓷、55%聚对苯二甲酸乙二醇酯和5%色料按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速1000-10000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0042]再通过注塑的方式制成按键。
[0043]由于按键采用本发明塑料和有机陶瓷混合材料，所以其结合塑料和有机陶瓷的优点，硬度高，耐磨，耐腐蚀等一系列优点便可突显出来。
[0044]实施例4
在2250C下，将70%有机陶瓷、28%ABS树脂、1.8%色料和0.2%油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速1000-10000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。
[0045]再通过排胶烧结的方式制成客厅摆件。
[0046]由于有机陶瓷采用的是细小颗粒，所以可以制作成如客厅摆件的各种装饰品，其硬度较高，而且耐磨、耐腐蚀，并且触摸感非常好。同时，还可在装饰品中添加不同颜色，显示出色彩斑斓，光彩夺目。
[0047]最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种塑料和有机陶瓷混合材料，其特征在于，包括以下原料按重量百分比制成: 有机陶瓷30-95%; 塑料4-70%; 色料0-5%; 油墨0_1%。2.如权利要求1所述塑料和有机陶瓷混合材料，其特征在于，所述有机陶瓷呈颗粒状，粒径为0.1-0.5mm。3.如权利要求1所述塑料和有机陶瓷混合材料，其特征在于，所述有机陶瓷的颗粒形状为球形、立方体和圆柱体中的一种或组合。4.如权利要求1所述塑料和有机陶瓷混合材料，其特征在于，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或ABS树脂。5.如权利要求1所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 在180-240 0C下，将有机陶瓷、塑料、色料和油墨按配比在真空脱泡罐中搅拌，搅拌转子转速1000-10000转/分钟，直至塑料熔化成液体并包覆有机陶瓷颗粒，消除混合体中的气泡，制得均匀的塑料和有机陶瓷混合材料。6.如权利要求5所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤: 将有机陶瓷粉末投入制粒机中进行预制粒，制得所述有机陶瓷颗粒。7.如权利要求6所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，其特征在于，所述有机陶瓷颗粒的颗粒粒径为0.1-0.5mm; 所述有机陶瓷的颗粒形状为球形、立方体和圆柱体中的一种或组合。8.如权利要求5所述塑料和有机陶瓷混合材料的制备方法，其特征在于，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或ABS树脂。9.一种制品，其特征在于，采用如权利要求1所述塑料和有机陶瓷混合材料制备而成。10.如权利要求9所述制品，其特征在于，所述塑料和有机陶瓷混合材料通过凝胶注模成型，或注塑，或排胶烧结的方式制得制品。
【文档编号】C08L55/02GK105924909SQ201610470680
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】马文珍, 张乾方, 李毅
【申请人】佛山华智新材料有限公司