本发明涉及环保材料
技术领域：
，特别涉及一种轻质耐磨的PBT复合环保材料及其制备方法。
背景技术：
：PBT又称PBT工程塑料回收料，属于聚酯系列，是由1.4-丁二醇与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。其具有优良的机械性能，机械强度高，耐疲劳性和尺寸稳定好。蠕变也小，这些性能在高温条件下也极少有变化。PBT耐热老化性优异，增强后的UL温度指数达到120~140℃，此外，户外长期老化性也很好。PBT耐溶剂好，无应力开裂。PBT易于阻燃，可达UL94V-0级，由于与阻燃剂亲和性能好，所以容易开发反应型或添加型的阻燃品级。PBT还具有优良的电气性能，体积电阻率及介电强度高，耐电弧性优良，吸湿性极小，在潮湿及高温环境下，也能保持电性能稳定，是制造电子、电器零件的理想材料。并且，PBT易成型加工和二次加工，易用普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程材料要求低，在加工薄壁制件时仅需几秒钟，对大部件也只需40-60s即可。但是PBT除具备上述优点外，也存在耐磨性能不佳、抗冲击性能差的缺点，这些缺点限制了PBT的应用。并且，随着世界工业的迅速发展，资源短缺、环境污染等问题日益严重，使得可再生资源的开发成为世界各国努力的方向。我国“十二五”规划中提出，在未来五年使全国再生资源回收率达到80%。而塑料也属可再生资源，其中PBT工程塑料得到广泛使用的同时也产生了大量的废旧塑料，从保护环境和节约能源的角度出发，PBT废旧塑料的回收利用显得十分重要。我国当前塑料回收技术水平低，回收体系亟待完善。据了解，目前PBT回收后只是经过简单的处理后就出售，产品性能差，技术含量低，只能做一些低端注塑产品，造成很大的资源浪费。因此，开发一种由PBT工程塑料回收料为主要成分制备而成的PBT复合环保材料，并且针对其应用缺陷，增强材料的耐磨性和抗冲击性就显得尤为必要。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种轻质耐磨的PBT复合环保材料，通过采用特定的原料进行组合，配合特定的生产工艺，得到的PBT复合环保材料耐磨性好、抗冲击强度、弯曲强度和拉伸强度高，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种轻质耐磨的PBT复合环保材料，由下列重量份的原料制成：PBT工程塑料回收料75-85份、羟基乙叉二膦酸50-60份、月桂酸二乙醇酰胺35-45份、偶氮二异丁腈20-30份、三烯丙基异氰脲酸酯15-25份、聚乙烯亚胺10-20份、氢化蓖麻油8-12份、聚四氟乙烯纤维8-10份、8-羟基喹啉铜6-8份、碳纳米管6-8份、碳酸钙5-9份、海泡石粉4-6份、大豆异黄酮2-4份、助剂3-5份、硅烷偶联剂3-5份。优选地，所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。优选地，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂A187中的任意一种。所述的轻质耐磨的PBT复合环保材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25-35分钟，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135-145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660-680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、8-羟基喹啉铜、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0-5.5，再于90℃搅拌5-7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70-80℃下，反应18-20分钟；再在90-100℃下，反应12-15分钟；最后在120℃下熟化2-3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品。优选地，所述步骤（2）中，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W。优选地，所述步骤（5）中，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125-135℃，熔融段175-185℃，均化段230-240℃，机头185-195℃，模口195-205℃，螺杆转速为45-55转/分。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的轻质耐磨的PBT复合环保材料以PBT工程塑料回收料、羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺为主要成分，通过加入偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、氢化蓖麻油、聚四氟乙烯纤维、8-羟基喹啉铜、碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的PBT复合环保材料耐磨性好、抗冲击强度、弯曲强度和拉伸强度高，提升了材料应用水平。（2）本发明的轻质耐磨的PBT复合环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料75份、羟基乙叉二膦酸50份、月桂酸二乙醇酰胺35份、偶氮二异丁腈20份、三烯丙基异氰脲酸酯15份、聚乙烯亚胺10份、氢化蓖麻油8份、聚四氟乙烯纤维8份、8-羟基喹啉铜6份、碳纳米管6份、碳酸钙5份、海泡石粉4份、大豆异黄酮2份、助剂3份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、8-羟基喹啉铜、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌5小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应18分钟；再在90℃下，反应12分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125℃，熔融段175℃，均化段230℃，机头185℃，模口195℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例2按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料80份、羟基乙叉二膦酸55份、月桂酸二乙醇酰胺40份、偶氮二异丁腈25份、三烯丙基异氰脲酸酯20份、聚乙烯亚胺15份、氢化蓖麻油10份、聚四氟乙烯纤维9份、8-羟基喹啉铜7份、碳纳米管7份、碳酸钙7份、海泡石粉5份、大豆异黄酮3份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、8-羟基喹啉铜、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.2，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应13分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例3按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料85份、羟基乙叉二膦酸60份、月桂酸二乙醇酰胺45份、偶氮二异丁腈30份、三烯丙基异氰脲酸酯25份、聚乙烯亚胺20份、氢化蓖麻油12份、聚四氟乙烯纤维10份、8-羟基喹啉铜8份、碳纳米管8份、碳酸钙9份、海泡石粉6份、大豆异黄酮4份、助剂5份、硅烷偶联剂A1875份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、8-羟基喹啉铜、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂A187和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.5，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在80℃下，反应20分钟；再在100℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段185℃，均化段240℃，机头195℃，模口205℃，螺杆转速为55转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例4按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料75份、羟基乙叉二膦酸60份、月桂酸二乙醇酰胺35份、偶氮二异丁腈30份、三烯丙基异氰脲酸酯15份、聚乙烯亚胺20份、氢化蓖麻油8份、聚四氟乙烯纤维10份、8-羟基喹啉铜6份、碳纳米管8份、碳酸钙5份、海泡石粉6份、大豆异黄酮2份、助剂5份、硅烷偶联剂A1873份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、8-羟基喹啉铜、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂A187和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应20分钟；再在90℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段175℃，均化段240℃，机头185℃，模口205℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例1按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料80份、羟基乙叉二膦酸55份、月桂酸二乙醇酰胺40份、偶氮二异丁腈25份、三烯丙基异氰脲酸酯20份、聚乙烯亚胺15份、聚四氟乙烯纤维9份、8-羟基喹啉铜7份、碳纳米管7份、碳酸钙7份、海泡石粉5份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、8-羟基喹啉铜、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.2，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应13分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例2按照重量份数准确称取PBT工程塑料回收料75份、羟基乙叉二膦酸60份、月桂酸二乙醇酰胺35份、偶氮二异丁腈30份、三烯丙基异氰脲酸酯15份、聚乙烯亚胺20份、氢化蓖麻油8份、聚四氟乙烯纤维10份、碳酸钙5份、海泡石粉6份、大豆异黄酮2份、助剂5份、硅烷偶联剂A1873份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将碳酸钙、海泡石粉混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、聚四氟乙烯纤维和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PBT工程塑料回收料、氢化蓖麻油、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂A187和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应20分钟；再在90℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段175℃，均化段240℃，机头185℃，模口205℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的轻质耐磨的PBT复合环保材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的轻质耐磨的PBT复合环保材料分别进行耐磨试验、抗冲击试验、弯曲试验和拉伸试验这几项性能测试。表1 表面耐磨（100r,g）抗冲击强度（KJ/m2）弯曲强度（MPa）拉伸强度（MPa）实施例10.1618.46459实施例20.1019.37168实施例30.1319.06965实施例40.1518.56762对比例10.2312.74237对比例20.2111.13833本发明的轻质耐磨的PBT复合环保材料以PBT工程塑料回收料、羟基乙叉二膦酸、月桂酸二乙醇酰胺为主要成分，通过加入偶氮二异丁腈、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙烯亚胺、氢化蓖麻油、聚四氟乙烯纤维、8-羟基喹啉铜、碳纳米管、碳酸钙、海泡石粉、大豆异黄酮、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的PBT复合环保材料耐磨性好、抗冲击强度、弯曲强度和拉伸强度高，提升了材料应用水平。本发明的轻质耐磨的PBT复合环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3