该发明涉及一种磁性聚乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚乙烯是由乙烯聚合制备的一种热塑性树脂。聚乙烯具有无毒，无臭，耐低温性能，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂。聚乙烯被广泛应用于制造容器、单丝、日用品等。目前，聚乙烯材料在磁性和力学强度需要进一步提升。该发明采用聚乙烯、氧化镍/四氧化三铁、铁酸钴、离子交换纤维、聚氰基丙烯酸酯、呋喃树脂制备了磁性聚乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的磁性聚乙烯材料具有优异的磁性和力学强度。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种磁性聚乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的磁性和力学强度。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种磁性聚乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和安息香双甲醚按照质量份数比为100：15～20：20～30：10～15：15～20：2～7加入到反应器中，搅拌速度为80～90r/min，维持体系温度20～30℃条件下反应0.2～0.5h，经400～1000w汞灯光照2～10s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、将醋酸铁、醋酸钴、聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000按照质量份数比10：10～13：12～19：9～15加入到反应器中，搅拌速度为20～50r/min，维持体系温度80～100℃条件下反应0.5～1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、将醋酸铁、氧化镍、水、异丙醇和活性炭按照质量份数比10：10～12：80～120：26～38：0.5～3加入到反应器中，搅拌速度为70～90r/min，维持体系温度60～70℃条件下反应0.5～2h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、将聚乙烯、氧化镍/四氧化三铁、铁酸钴、离子交换纤维、聚氰基丙烯酸酯、呋喃树脂、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：35～45：15～20：10～18：15～20：13～20：3～8：3～7加入到开炼机中，用开炼机在温度161～219℃混合反应0.2～0.5h，用挤出机在温度165～222℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。该发明所述的磁性聚乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和安息香双甲醚按照质量份数比为100：15～20：20～30：10～15：15～20：2～7加入到反应器中，搅拌速度为80～90r/min，维持体系温度20～30℃条件下反应0.2～0.5h，经400～1000w汞灯光照2～10s，得到聚氰基丙烯酸酯；所述的氰基丙烯酸酯乙酯和氰基丙烯酸酯甲酯的目的为了提高聚乙烯的力学强度。(2)、将醋酸铁、醋酸钴、聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000按照质量份数比10：10～13：12～19：9～15加入到反应器中，搅拌速度为20～50r/min，维持体系温度80～100℃条件下反应0.5～1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；所述的聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000的目的为了原料的分散均匀性。(3)、将醋酸铁、氧化镍、水、异丙醇和活性炭按照质量份数比10：10～12：80～120：26～38：0.5～3加入到反应器中，搅拌速度为70～90r/min，维持体系温度60～70℃条件下反应0.5～2h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；所述的活性炭的目的为了部分还原三价铁离子，提高其磁性。(4)、将聚乙烯、氧化镍/四氧化三铁、铁酸钴、离子交换纤维、聚氰基丙烯酸酯、呋喃树脂、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：35～45：15～20：10～18：15～20：13～20：3～8：3～7加入到开炼机中，用开炼机在温度161～219℃混合反应0.2～0.5h，用挤出机在温度165～222℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料；所述的离子交换纤维、聚氰基丙烯酸酯和呋喃树脂的目的为了提高聚乙烯的力学强度。该发明的有益效果在于：1、氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈和丙烯酸形成的聚合物具有优异的粘结性及内聚强度，能提高聚乙烯的力学强度；2、四氧化三铁的磁性优于氧化铁的磁性，通过高温活性炭还原部分氧化铁为氧化亚铁，提高氧化镍/四氧化三铁的磁性；活性炭还能提高氧化镍在四氧化三铁表面的分散均匀性；铁酸钴具有磁性，能辅助氧化镍/四氧化三铁提高聚乙烯的磁性；3、离子交换纤维具有大的比表面的同时，还具有纤维的特性，能提高聚乙烯的力学强度；4、呋喃树脂具有优异的力学强度，能提高聚乙烯的力学强度。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、26份丙烯腈、14份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和5份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.3h，经600w汞灯光照3s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、11.3份醋酸钴、15份聚乙烯醇1000和12份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为30r/min，维持体系温度90℃条件下反应0.8h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、10.7份氧化镍、100份水、31份异丙醇和1.2份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度65℃条件下反应1.2h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、39份氧化镍/四氧化三铁、16份铁酸钴、14份离子交换纤维、17份聚氰基丙烯酸酯、15份呋喃树脂、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度171℃混合反应0.2h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例2一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、15份氰基丙烯酸酯甲酯、20份丙烯腈、10份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸和2份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度20℃条件下反应0.2h，经1000w汞灯光照2s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、10份醋酸钴、12份聚乙烯醇1000和9份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为20r/min，维持体系温度80℃条件下反应0.5h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、10份氧化镍、80份水、26份异丙醇和0.5份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为70r/min，维持体系温度60℃条件下反应0.5h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、35份氧化镍/四氧化三铁、15份铁酸钴、10份离子交换纤维、15份聚氰基丙烯酸酯、13份呋喃树脂、3份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、3份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度161℃混合反应0.5h，用挤出机在温度165℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例3一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、20份氰基丙烯酸酯甲酯、30份丙烯腈、15份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸和7份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度30℃条件下反应0.5h，经400w汞灯光照10s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、13份醋酸钴、19份聚乙烯醇1000和15份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为50r/min，维持体系温度100℃条件下反应1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、12份氧化镍、120份水、38份异丙醇和3份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度70℃条件下反应2h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、45份氧化镍/四氧化三铁、20份铁酸钴、18份离子交换纤维、20份聚氰基丙烯酸酯、20份呋喃树脂、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度219℃混合反应0.2h，用挤出机在温度222℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例4一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、25份丙烯腈、12份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和4份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.4h，经600w汞灯光照5s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、11份醋酸钴、16份聚乙烯醇1000和10份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为30r/min，维持体系温度90℃条件下反应0.7h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、11份氧化镍、90份水、30份异丙醇和0.7份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度65℃条件下反应0.9h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、40份氧化镍/四氧化三铁、17份铁酸钴、16份离子交换纤维、18份聚氰基丙烯酸酯、15份呋喃树脂、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度168℃混合反应0.4h，用挤出机在温度172℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例5一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、18份氰基丙烯酸酯甲酯、23份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度24℃条件下反应0.3h，经500w汞灯光照6s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、11.2份醋酸钴、17份聚乙烯醇1000和14份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为40r/min，维持体系温度86℃条件下反应0.7h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、11.7份氧化镍、92份水、28份异丙醇和1份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为75r/min，维持体系温度67℃条件下反应1.5h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、39份氧化镍/四氧化三铁、16份铁酸钴、15份离子交换纤维、18份聚氰基丙烯酸酯、17份呋喃树脂、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度169℃混合反应0.4h，用挤出机在温度178℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例6一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、19份氰基丙烯酸酯甲酯、27份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为83r/min，维持体系温度27℃条件下反应0.3h，经700w汞灯光照5s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、10.7份醋酸钴、15份聚乙烯醇1000和12份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为35r/min，维持体系温度88℃条件下反应0.7h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、10.9份氧化镍、100份水、35份异丙醇和2份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为79r/min，维持体系温度66℃条件下反应1.6h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、41份氧化镍/四氧化三铁、19份铁酸钴、16份离子交换纤维、18份聚氰基丙烯酸酯、16份呋喃树脂、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度175℃混合反应0.3h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例7一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、16份氰基丙烯酸酯甲酯、27份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、19份丙烯酸和5份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为84r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.4h，经800w汞灯光照4s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、12.1份醋酸钴、14份聚乙烯醇1000和11份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为45r/min，维持体系温度95℃条件下反应0.8h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、11.6份氧化镍、115份水、35份异丙醇和2.3份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度63℃条件下反应1.3h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、43份氧化镍/四氧化三铁、16份铁酸钴、13份离子交换纤维、19份聚氰基丙烯酸酯、17份呋喃树脂、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度179℃混合反应0.3h，用挤出机在温度189℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。实施例8一种磁性聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、26份丙烯腈、11份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香双甲醚加入到反应器中，搅拌速度为89r/min，维持体系温度28℃条件下反应0.3h，经1000w汞灯光照2s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、称取10份醋酸铁、12.8份醋酸钴、17份聚乙烯醇1000和11份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为39r/min，维持体系温度92℃条件下反应0.7h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，得到铁酸钴；(3)、称取10份醋酸铁、11份氧化镍、100份水、32份异丙醇和1.4份活性炭加入到反应器中，搅拌速度为81r/min，维持体系温度61℃条件下反应1.2h，产物经80℃、-0.07mpa减压蒸馏1h，产物经200℃焙烧2h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，经玛瑙研钵研磨，即得到氧化镍/四氧化三铁；(4)、称取100份聚乙烯、44份氧化镍/四氧化三铁、19份铁酸钴、12份离子交换纤维、16份聚氰基丙烯酸酯、19份呋喃树脂、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度199℃混合反应0.2h，用挤出机在温度212℃挤出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加聚氰基丙烯酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加铁酸钴，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加氧化镍/四氧化三铁，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加离子交换纤维，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，不添加呋喃树脂，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通聚氰基丙烯酸酯替代实施例1中的聚氰基丙烯酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，配方中选用普通铁酸钴替代实施例1中的铁酸钴，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例8本对照例中，配方中选用普通氧化镍/四氧化三铁替代实施例1中的氧化镍/四氧化三铁，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～8制得的磁性聚乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7对照例8拉伸强度/mpa635261605154555961磁导率/h/m929078279091898480以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12