一种车用生物工程塑料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种车用生物工程塑料的制备方法，属于塑料制备技术领域。本发明将油茶籽粕浸于柠檬酸溶液中溶胀，再与酵母粉混合发酵成匀浆，将匀浆与盐酸搅拌后抽滤，所得的滤液经蒸发浓缩制成浓缩液后，冷却结晶制得淡黄色晶体，将晶体与乙醇溶液加热得混合溶液，再与水滑石浆料在氮气保护下加热聚合，随后通过抽真空提高材料分子量，最后将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。本发明制备的车用工程塑料具有较高的热变形温度，通过加入水滑石，使用过程中弯曲强度和弯曲模量较高，抗冲击、耐磨损强度高，并且不受高低温环境条件限制，具有广泛的应用前景。
【专利说明】
一种车用生物工程塑料的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种车用生物工程塑料的制备方法，属于塑料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]汽车的轻量化，就是在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。试验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半，当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。近两年，车用塑料的最大品种一聚丙烯，每年以2.2?2.8%的速度加快增长。预计到2020年，发大国家汽车平均用塑料量将达到500kg/辆以上。
[0003]工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。由于其特异的性质，工程塑料被广泛的应用于多种高性能的应用中。由于其特异的性质，工程塑料被广泛的应用于多种高性能的应用中。
[0004]工程塑料具有高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性，同时耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳等优点，所以其大有取代金属的趋势，而且工程塑料比金属轻，可以广泛适用于汽车、电子产品外壳以及机械零部件领域，尽管工程塑料相比于普通塑胶的刚性要强，但是相比于金属来说，其刚性还是略显不足，所以为了继续加强工程塑料的刚性，就需要对工程塑料进行改性，使其具有金属或者金属合金的优良刚性和韧性。
[0005]目前技术制备的工程塑料，因其自身固有特性的限制，导致其热变形温度不高，弯曲度和弯曲模量不高，不能在极高、极低的恶劣环境下正常工作，抗冲击、耐磨损性能不佳。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题:针对现有的工程塑料存在热变形温度不高，弯曲度和弯曲模量不高，不能在恶劣环境下正常工作，抗冲击、耐磨损性能不佳，导致使用寿命有限的问题，提供一种车用生物工程塑料的制备方法，该方法将油茶籽柏浸于柠檬酸溶液中溶胀，再与酵母粉混合发酵成匀浆，将匀浆与盐酸搅拌后抽滤，所得的滤液经蒸发浓缩制成浓缩液后，冷却结晶制得淡黄色晶体，将晶体与乙醇溶液加热得混合溶液，再与水滑石浆料在氮气保护下加热聚合，随后通过抽真空提高材料分子量，最后将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。本发明制备的车用工程塑料具有较高的热变形温度，通过加入水滑石，使用过程中弯曲强度和弯曲模量较高，抗冲击、耐磨损强度高，并且不受高低温环境条件限制，具有广泛的应用前景。
[0007 ]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(I)称取油茶籽柏400?600g，加入盛有I?2L质量浓度为8?10%梓檬酸溶液的烧杯中，再加入10?15g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合10?12min后，静置2?4天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为80?120W超声处理45?60min，得发酵匀浆； (2)在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入200?300g上述所得发酵匀浆、600?800mL质量浓度为20?25%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以460?520r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应6?8h，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于75?80°C条件下，旋蒸浓缩至280?320mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-4?-20C条件下，静置20?24h，过滤，得淡黄色晶体；
(3)在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入60?80g上述所得淡黄色晶体，再加入200?300mL质量浓度为45?60%乙醇溶液，加热至回流，反应3?5h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用；
(4)称取500?600g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨20?30min，在研磨过程中，混入600?700mL去离子水，得水滑石浆料；
(5)按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入180?250份步骤(3)备用混合溶液、60?80份上述所得水滑石浆料，再加入100?200份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至680?820r/min，再以3?5mL/min速率向反应釜内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到1.6?2.0MPa ；
(6)开启反应釜加热器，加热升温至250?300°C，保温保压搅拌反应8?10h，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应2?4h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为300?400Pa，恒温保压搅拌反应45?60min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
[0008]本发明的应用方法是:将本发明制得的车用工程塑料加入到注塑机中，利用模具加工成形，制成各种汽车外装部件，经检测，本发明制得的工程塑料，其弯曲强度达140?160MPa，热变形温度达220?250°C，安装本发明制得的工程塑料部件后，汽车自身质量减轻1?15%，汽车油耗降低1?15%，经监测，在使用过程中无甲醛等有害气体释放，具有较好的市场前景。
[0009]本发明的有益效果是:
(1)本发明的制备方法简单易行，且制备的工程塑料性能优良，能适应工业化生产需求；
(2)本发明制备的车用工程塑料具有弯曲强度和弯曲模量较高，热变形温度高，抗冲击、耐磨损强度高的优点。
【具体实施方式】
[0010]首先称取油茶籽柏400?600g，加入盛有I?2L质量浓度为8?10%柠檬酸溶液的烧杯中，再加入10?15g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合10?12min后，静置2?4天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为80?120W超声处理45?60min，得发酵匀浆；随后在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入200?300g上述所得发酵匀浆、600?800mL质量浓度为20?25%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以460?520r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应6?Sh，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于75?80°C条件下，旋蒸浓缩至280?320mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-4?-2 °C条件下，静置20?24h，过滤，得淡黄色晶体；随后在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入60?SOg上述所得淡黄色晶体，再加入200?300mL质量浓度为45?60%乙醇溶液，加热至回流，反应3?5h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用;再称取500?600g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨20?30min，在研磨过程中，混入600?700mL去离子水，得水滑石浆料;再按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入180?250份上述步骤备用混合溶液、60?80份上述所得水滑石浆料，再加入100?200份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至680?820r/min，再以3?5mL/min速率向反应釜内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到1.6?2.0MPa ；最后开启反应釜加热器，加热升温至250?300°C，保温保压搅拌反应8?1h，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应2?4h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为300?400Pa，恒温保压搅拌反应45?60min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
[0011]实例I
首先称取油茶籽柏400g，加入盛有IL质量浓度为8%梓檬酸溶液的烧杯中，再加入1g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合1min后，静置2天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为80W超声处理45min，得发酵匀浆；随后在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入200g上述所得发酵匀浆、600mL质量浓度为20%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以460r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应6h，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于75°C条件下，旋蒸浓缩至280mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-4 °C条件下，静置20h，过滤，得淡黄色晶体;随后在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入60g上述所得淡黄色晶体，再加入200mL质量浓度为45%乙醇溶液，加热至回流，反应3h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用；再称取500g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨20min，在研磨过程中，混入600mL去离子水，得水滑石浆料;再按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入180份上述步骤备用混合溶液、60份上述所得水滑石浆料，再加入100份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至680r/min，再以3mL/min速率向反应釜内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到1.6MPa ；最后开启反应釜加热器，加热升温至2500C，保温保压搅拌反应Sh，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应2h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为300Pa，恒温保压搅拌反应45min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
[0012]本实例操作简便，使用时，将本发明制得的车用工程塑料加入到注塑机中，利用模具加工成形，制成各种汽车外装部件，经检测，本发明制得的工程塑料，其弯曲强度达150MPa，热变形温度达235 °C，安装本发明制得的工程塑料部件后，汽车自身质量减轻13%，汽车油耗降低13%，经监测，在使用过程中无甲醛等有害气体释放，具有较好的市场前景。
[0013]实例2
首先称取油茶籽柏500g，加入盛有1.5L质量浓度为9%梓檬酸溶液的烧杯中，再加入13g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合Ilmin后，静置3天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为100W超声处理53min，得发酵匀浆；随后在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入250g上述所得发酵匀浆、700mL质量浓度为23%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以490r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应7h，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于78°C条件下，旋蒸浓缩至300mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-3°C条件下，静置22h，过滤，得淡黄色晶体;随后在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入70g上述所得淡黄色晶体，再加入250mL质量浓度为53%乙醇溶液，加热至回流，反应4h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用；再称取550g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨25min，在研磨过程中，混入650mL去离子水，得水滑石浆料;再按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入215份上述步骤备用混合溶液、70份上述所得水滑石浆料，再加入150份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至750r/min，再以4mL/min速率向反应爸内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到1.8MPa ；最后开启反应釜加热器，加热升温至275 °C，保温保压搅拌反应9h，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应3h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为350Pa，恒温保压搅拌反应53min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
[0014]本实例操作简便，使用时，将本发明制得的车用工程塑料加入到注塑机中，利用模具加工成形，制成各种汽车外装部件，经检测，本发明制得的工程塑料，其弯曲强度达HOMPa，热变形温度达220°C以上，安装本发明制得的工程塑料部件后，汽车自身质量减轻10%，汽车油耗降低10%，经监测，在使用过程中无甲醛等有害气体释放，具有较好的市场前景。
[0015]实例3
首先称取油茶籽柏600g，加入盛有2L质量浓度为10%柠檬酸溶液的烧杯中，再加入15g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合12min后，静置4天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为120W超声处理60min，得发酵匀浆；随后在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入300g上述所得发酵匀浆、SOOmL质量浓度为25%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以520r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应8h，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于80°C条件下，旋蒸浓缩至320mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-2°C条件下，静置24h，过滤，得淡黄色晶体；随后在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入SOg上述所得淡黄色晶体，再加入300mL质量浓度为60%乙醇溶液，加热至回流，反应5h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用；再称取600g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨30min，在研磨过程中，混入700mL去离子水，得水滑石浆料;再按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入250份上述步骤备用混合溶液、80份上述所得水滑石浆料，再加入200份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至820r/min，再以5mL/min速率向反应爸内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到2.0MPa ；最后开启反应釜加热器，加热升温至300°C，保温保压搅拌反应1h，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应4h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为400Pa，恒温保压搅拌反应60min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
[0016]本实例操作简便，使用时，将本发明制得的车用工程塑料加入到注塑机中，利用模具加工成形，制成各种汽车外装部件，经检测，本发明制得的工程塑料，其弯曲强度达160MPa，热变形温度达250°C，安装本发明制得的工程塑料部件后，汽车自身质量减轻15%，汽车油耗降低15%，经监测，在使用过程中无甲醛等有害气体释放，具有较好的市场前景。
【主权项】
1.一种车用生物工程塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取油茶籽柏400?600g，加入盛有I?2L质量浓度为8?10%梓檬酸溶液的烧杯中，再加入10?15g酵母粉，用玻璃棒搅拌混合10?12min后，静置2?4天，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以功率为80?120W超声处理45?60min，得发酵匀浆； (2)在带回流冷凝管的三口烧瓶中，依次加入200?300g上述所得发酵匀浆、600?800mL质量浓度为20?25%盐酸，随后将烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，以460?520r/min转速加热搅拌至回流，恒温搅拌反应6?8h，趁热抽滤，将所得滤液转入旋转蒸发仪中，于75?80°C条件下，旋蒸浓缩至280?320mL，得浓缩液，再将其转入冰箱中，在-4?-20C条件下，静置20?24h，过滤，得淡黄色晶体； (3)在带回流冷凝管的圆底烧瓶中，依次加入60?80g上述所得淡黄色晶体，再加入200?300mL质量浓度为45?60%乙醇溶液，加热至回流，反应3?5h，静置，自然冷却至室温，得混合溶液，备用； (4)称取500?600g水滑石，倒于石磨磨盘，研磨20?30min，在研磨过程中，混入600?700mL去离子水，得水滑石浆料； (5)按重量份数计，在不锈钢高压反应釜中，依次加入180?250份步骤(3)备用混合溶液、60?80份上述所得水滑石浆料，再加入100?200份去离子水，启动反应釜搅拌器，设定转速至680?820r/min，再以3?5mL/min速率向反应釜内通入氮气保护，直至排出所有空气，将反应釜密封，继续通入氮气，直至反应釜内压力达到1.6?2.0MPa ； (6)开启反应釜加热器，加热升温至250?300°C，保温保压搅拌反应8?10h，打开泄压阀，待反应釜泄压至常压后，继续恒温搅拌反应2?4h，随后通过真空栗对反应釜抽真空，保持反应釜内压力为300?400Pa，恒温保压搅拌反应45?60min，再将所得物料转入双螺杆挤出机中，挤出、造粒即得车用生物工程塑料。
【文档编号】C08K3/26GK106084852SQ201610636305
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610636305.0, CN 106084852 A, CN 106084852A, CN 201610636305, CN-A-106084852, CN106084852 A, CN106084852A, CN201610636305, CN201610636305.0
【发明人】金峰, 许博伟, 薛蕾
【申请人】宁波金特信钢铁科技有限公司