硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法与流程

文档序号:13753898阅读:来源:国知局

技术特征:

1.硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:包括以下步骤,

步骤一、取稻壳,进行控温热解、原位除焦,经粉碎分级制备粒径为1μm~15μm的粉体硅炭黑Ⅰ,再经球磨处理6h~12h,获得炭均匀包覆二氧化硅的粉体硅炭黑Ⅱ;

步骤二、将所述步骤一粉碎分级获得的粉体硅炭黑Ⅰ,转移至搪瓷反应釜,按固液比为(1:5)~(1:10)加入2wt%~5wt%在稀酸溶液加热至回流,反应1h~3h,水洗干燥得到除杂纯化的粉体硅炭黑Ⅲ,再经球磨处理6h~12h得到炭均匀包覆二氧化硅的粉体硅炭黑Ⅳ;

步骤三、向所述步骤一和步骤二中得到的硅炭黑Ⅱ和硅炭黑Ⅳ中加入粘合剂或表面活性剂,调节体系温度,继续球磨,制备表面光滑、被覆有机物的硅炭黑Ⅴ和硅炭黑Ⅵ;

步骤四、将所述步骤三得到的硅炭黑Ⅴ和硅炭黑Ⅵ加入到管式炉,通入氮气进行驱氧保护,升温至400℃~600℃,热处理2h~3h,在硅炭黑Ⅴ和硅炭黑Ⅵ表面均形成致密有机炭层,分别获得硅炭黑Ⅶ和硅炭黑Ⅷ;

步骤五、将步骤一得到的硅炭黑Ⅰ和硅炭黑Ⅱ、步骤二得到的硅炭黑Ⅲ和硅炭黑Ⅳ、步骤三得到的硅炭黑Ⅴ和硅炭黑Ⅵ和步骤四得到的硅炭黑Ⅶ和硅炭黑Ⅷ分别与聚烯烃塑料以及添加剂按配方质量份称量,加入到高搅锅中均匀混合得到预混料,经双螺杆挤出机熔融共混获得粒料,经挤出造粒成型工艺获得八种硅炭黑/聚烯烃复合材料。

2.根据权利要求1所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述步骤三中的粘合剂为石蜡、沥青、硬脂酸、葡萄糖以及酚醛树脂中的一种,或其中两种或两种以上的混合物;粘合剂为酚醛树脂或木质素改性酚醛树脂,用量为硅炭黑Ⅱ或硅炭黑Ⅳ质量的2%~10%。

3.根据权利要求1所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述步骤三中的表面活性剂为聚乙二醇、十二烷基脂肪酸钠以及油酸钾中的一种或其中两种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:

所述步骤五中所述配方的质量份为聚烯烃100份、其中一种硅炭黑5份~30份、增容剂1份~5份、润滑剂1份~5份以及抗氧化剂0.1份~1份。

5.根据权利要求1或4所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及尼龙中的一种,或其中两种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求4所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述增容剂选自乙烯-乙酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物以及乙烯-乙烯醇共聚物中的一种,或其中两种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求4所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸丁酯、液体石蜡、固体石蜡以及聚乙烯蜡中的一种,或其中两种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求4所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂1010与抗氧化剂168的混合物。

9.根据权利要求1所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述步骤五中的熔融共混为将预混料投入挤出机塑化造粒,获得粒料,熔融共混温度为90℃~190℃,螺杆转速为200转/分钟~600转/分钟。

10.根据权利要求1所述的硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法,其特征是:所述步骤五中的成型工艺为将得到的预混料或粒料通过注塑成型机进行注塑,注塑成型机的桶料温度130℃~180℃,模具温度30℃~50℃,注射压力60MPa~140MPa,保压压力40MPa~50MPa,注射时间1s~3s,保压时间10s~20s,冷却时间20s~50s。

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