本发明属于塑料制品
技术领域：
，具体涉及一种节能型环保塑料及其制备方法。
背景技术：
塑料是一种非常重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛。塑料是由许多材料配制而成的，其中高分子聚合物也称合成树脂是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在高分子化合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂、抗静电剂等，才能成为性能良好的塑料。我国是个塑料原料生产大国，作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，一直以来都保持了较快的发展速度，同时，经济效益也取得了很大的提高。随着经济的发展和社会的进步，人们的生活逐渐向便捷化、高效化方向发展。塑料制品因其具有质量轻、强度高、抗腐蚀、价格便宜等优点，在人们的生产生活、建筑领域、农业领域中都得到了广泛应用。塑料制品的广泛使用给人们带来极大方便的同时也带来严重的负面影响，大部分废弃的塑料制品在自然界环境中不降解或者降解速度非常缓慢，形成“白色污染”，大量使用后的废弃塑料无法自动降解，长期残留在自然环境中可造成严重的环境污染，影响生态平衡。而现有技术中的可降解环保塑料制品中，为了节省成本和提高可降解性能，往往加入一定比例的可生物降解树脂如聚乳酸、淀粉、脂肪类醇共混改性，同时添加大量的添加剂如润滑剂、加工助剂、二氧化钛等，这些成分的加入能起到稳定内部结构、加强力学性能的作用，但是它们与塑料主体成分之间存在相容性和分散性问题，长时间使用会出现外渗的现象，严重影响了塑料制品的性能及其使用周期，且无机成分仍然会污染环境，另一方面，通过添加可生物降解树脂共混改性改善塑料制品的可降解能力程度有限，达到完全降解所需时间较长，还存在进一步改善空间。公开号为cn107057188a，公开了一种环保型生物质塑料材料的制备方法及其应用，该工艺利用特异性的生物质材料进行粉末化、活化处理反应，将聚丙烯、高密度聚乙烯、丙烯腈、高岭土、马来酸酐聚烯烃等原材料聚合在一起，通过马弗炉加热煅烧、添加偶联剂、消泡剂、固化剂、增韧剂等成分提高复合材料的性能，然后通过浇注模具、表面活化处理、脱模烘干等一系列操作后得到复合塑料材料。公开号为cn103351571a，公开了一种易降解环保塑料的制备方法，该方法包括下列步骤：称取abs于90℃下干燥4小时，然后和淀粉、聚乙烯、界面偶联剂、增韧剂和分散润滑剂，于高速搅拌机中以1100转/分钟搅拌5分钟，待均匀后放出；把混合均勺的物料加入长径比(l/d)为40的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度：一区温度180℃，二区温度为185℃，三区温度为195℃，四区温度为210℃，五区温度为215℃，六区温度为225℃，七区温度为235℃，八区温度为240℃，主机转速为320r/min；经过挤出后冷却牵条、风干切粒，即制备本发明所述的易降解环保改性塑料。以上两种现有技术制备的塑料，均具有一定的易降解性能，但是其成品的机械强度及韧性方面则略显不足，并且在制备工艺上较为复杂，并不适合工业化大规模生产。综上所述，因此需要一种更好的环保塑料，来改善现有技术的不足。技术实现要素：本发明的目的是提供一种节能型环保塑料及其制备方法，本发明制备的环保塑料克服了现有传统塑料不可以自动降解或者降解缓慢的污染环境问题，同时克服了添加较多添加剂带来的分散性、相容性差、带来环境污染、加工流动性能差的问题。本发明提供了如下的技术方案：一种节能型环保塑料，包括以下重量份的原料：聚合单体12-18份、淤泥18-23份、环氧硬脂酸丁酯11-16份、复合纤维17-22份、木质纤维素19-26份、复合填料8-13份、有机溶剂4-9份、水玻璃7-12份、钛酸酯偶联剂5-9份、偶氮二异丁腈4-8份和去离子水9-13份。优选的，所述环保塑料包括以下重量份的原料：聚合单体12-17份、淤泥19-23份、环氧硬脂酸丁酯13-16份、复合纤维17-20份、木质纤维素23-26份、复合填料8-12份、有机溶剂6-9份、水玻璃7-10份、钛酸酯偶联剂7-9份、偶氮二异丁腈4-7份和去离子水10-13份。优选的，所述环保塑料包括以下重量份的原料：聚合单体15份、淤泥21份、环氧硬脂酸丁酯14份、复合纤维19份、木质纤维素25份、复合填料11份、有机溶剂7份、水玻璃9份、钛酸酯偶联剂8份、偶氮二异丁腈6份和去离子水12份。一种节能型环保塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚合单体、环氧硬脂酸丁酯导入反应釜中，在85-90℃下加热反应1.2-1.5h，再降温至62-65℃，加入有机溶剂、木质纤维素和偶氮二异丁腈，全程通入氮气，进行聚合反应2.2-2.4h，冷却至常温后，导入蒸馏釜中，进行减压蒸馏，去除有机溶剂，得到材料一；b、将淤泥置于干燥箱中，在90-95℃下烘烤15-18min，再与复合纤维、复合填料一同导入搅拌机中，在1200-1300r/min的转速下进行搅拌、粉碎，得到材料二；c、将材料一、材料二、水玻璃和去离子水混合，搅拌均匀，得到材料三；d、将材料三与钛酸酯偶联剂一同导入注塑机中，加热、搅拌、注塑成型，即可得到成品。优选的，所述步骤a的聚合单体的制备方法为：将氨基-β-环糊精完全溶于二甲亚砜中，再中加入4-乙烯基苄氯，在45℃下搅拌反应3h，然后倒入丙酮中，搅拌反应20min，经过滤、减压抽出丙酮，即可得到聚合单体。优选的，所述步骤a的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮按质量比1:1混合而成。优选的，所述步骤a的木质纤维素的制备方法为：对废松木进行预处理，再兑入亚氯酸钠溶液，搅拌均匀，利用ph值调节剂调节ph值为5，再置于68℃下加热处理25min，冷却至常温后，进行脱水处理，即可得到木质纤维素。优选的，所述预处理的方法为：将废松木置于80℃烘箱中干燥6h，再捣碎，兑水搅拌制成浆料。优选的，所述步骤b的复合纤维为聚酰亚胺纤维和聚对苯并咪唑纤维按质量比2:1混合而成。优选的，所述步骤b的复合填料的制备方法为：将二氧化钛、氢氧化铝混合均匀，置于等离子沉积炉中，再加入丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯，处理20min，然后通入氧气，升温至95℃后，处理12min，结束后洗涤、干燥，然后加入凹凸棒土和滑石粉，搅拌均匀后，即可得到复合填料。本发明的有益效果是：本发明制备的环保塑料克服了现有传统塑料不可以自动降解或者降解缓慢的污染环境问题，同时克服了添加较多添加剂带来的分散性、相容性差、带来环境污染、加工流动性能差的问题，与现有技术中的环保塑料相比，本发明公开的环保塑料可自然降解能力更强，力学综合性能更加优异，使用周期更长，并且其制备工艺简单、生产成本低、安全无毒，具有良好的生物相容性。本发明中的聚合单体的制备方法，采用的氨基-β-环糊精是很好的超分子结构搭建的中间体，氨基-β-环糊精上的功能活性基团氨基与聚合物分子链通过化学键链接，起到交联剂的作用，形成三维网状结构，提高了成品塑料的机械力学综合性能，再次，氨基-β-环糊精结构由于其内部存在空腔，且带有氨基，能有利于提高成品塑料的阻燃性。本发明中的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮的配比，在该成分和比例下，其溶解度高，并且易于后续步骤的减压蒸馏去除有机溶剂。本发明中的木质纤维素的制备方法，采用的废松木为主要原料，因其纤维素含量高，并且其制备得到的木质纤维素对混合体系中的更成分具有很好的增强作用，有利于提高成品的力学性能和耐磨性，并且该木质纤维素还具有较优异的生物降解性能和阻燃性，有利于提高成品塑料阻燃性和可生物降解性。本发明中的复合纤维为聚酰亚胺纤维和聚对苯并咪唑纤维的配比，在该比例下，以上纤维有利于提高成品塑料的机械强度和各成分之间的连接性能，充分提高成品塑料的各机械性能及强度。本发明中的复合填料的制备方法，采用的二氧化钛、氢氧化铝为主要原料，其余其他成分的协同作用下，可改善了成品塑料的强度，同时降低了成本，并且二氧化钛、氢氧化铝具有优异的耐老化性、耐热性、抗菌性和阻燃性，可赋予成品塑料同样的性能。具体实施方式实施例1一种节能型环保塑料，包括以下重量份的原料：聚合单体18份、淤泥18份、环氧硬脂酸丁酯16份、复合纤维22份、木质纤维素26份、复合填料13份、有机溶剂4份、水玻璃7份、钛酸酯偶联剂5份、偶氮二异丁腈4份和去离子水13份。一种节能型环保塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚合单体、环氧硬脂酸丁酯导入反应釜中，在85℃下加热反应1.5h，再降温至65℃，加入有机溶剂、木质纤维素和偶氮二异丁腈，全程通入氮气，进行聚合反应2.4h，冷却至常温后，导入蒸馏釜中，进行减压蒸馏，去除有机溶剂，得到材料一；b、将淤泥置于干燥箱中，在95℃下烘烤15min，再与复合纤维、复合填料一同导入搅拌机中，在1200r/min的转速下进行搅拌、粉碎，得到材料二；c、将材料一、材料二、水玻璃和去离子水混合，搅拌均匀，得到材料三；d、将材料三与钛酸酯偶联剂一同导入注塑机中，加热、搅拌、注塑成型，即可得到成品。步骤a的聚合单体的制备方法为：将氨基-β-环糊精完全溶于二甲亚砜中，再中加入4-乙烯基苄氯，在45℃下搅拌反应3h，然后倒入丙酮中，搅拌反应20min，经过滤、减压抽出丙酮，即可得到聚合单体。步骤a的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮按质量比1:1混合而成。步骤a的木质纤维素的制备方法为：对废松木进行预处理，再兑入亚氯酸钠溶液，搅拌均匀，利用ph值调节剂调节ph值为5，再置于68℃下加热处理25min，冷却至常温后，进行脱水处理，即可得到木质纤维素。预处理的方法为：将废松木置于80℃烘箱中干燥6h，再捣碎，兑水搅拌制成浆料。步骤b的复合纤维为聚酰亚胺纤维和聚对苯并咪唑纤维按质量比2:1混合而成。步骤b的复合填料的制备方法为：将二氧化钛、氢氧化铝混合均匀，置于等离子沉积炉中，再加入丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯，处理20min，然后通入氧气，升温至95℃后，处理12min，结束后洗涤、干燥，然后加入凹凸棒土和滑石粉，搅拌均匀后，即可得到复合填料。实施例2一种节能型环保塑料，包括以下重量份的原料：聚合单体17份、淤泥19份、环氧硬脂酸丁酯13份、复合纤维20份、木质纤维素26份、复合填料12份、有机溶剂9份、水玻璃10份、钛酸酯偶联剂7份、偶氮二异丁腈4份和去离子水10份。一种节能型环保塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚合单体、环氧硬脂酸丁酯导入反应釜中，在90℃下加热反应1.2h，再降温至65℃，加入有机溶剂、木质纤维素和偶氮二异丁腈，全程通入氮气，进行聚合反应2.4h，冷却至常温后，导入蒸馏釜中，进行减压蒸馏，去除有机溶剂，得到材料一；b、将淤泥置于干燥箱中，在90℃下烘烤15min，再与复合纤维、复合填料一同导入搅拌机中，在1200r/min的转速下进行搅拌、粉碎，得到材料二；c、将材料一、材料二、水玻璃和去离子水混合，搅拌均匀，得到材料三；d、将材料三与钛酸酯偶联剂一同导入注塑机中，加热、搅拌、注塑成型，即可得到成品。步骤a的聚合单体的制备方法为：将氨基-β-环糊精完全溶于二甲亚砜中，再中加入4-乙烯基苄氯，在45℃下搅拌反应3h，然后倒入丙酮中，搅拌反应20min，经过滤、减压抽出丙酮，即可得到聚合单体。步骤a的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮按质量比1:1混合而成。步骤a的木质纤维素的制备方法为：对废松木进行预处理，再兑入亚氯酸钠溶液，搅拌均匀，利用ph值调节剂调节ph值为5，再置于68℃下加热处理25min，冷却至常温后，进行脱水处理，即可得到木质纤维素。预处理的方法为：将废松木置于80℃烘箱中干燥6h，再捣碎，兑水搅拌制成浆料。步骤b的复合纤维为聚酰亚胺纤维和聚对苯并咪唑纤维按质量比2:1混合而成。步骤b的复合填料的制备方法为：将二氧化钛、氢氧化铝混合均匀，置于等离子沉积炉中，再加入丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯，处理20min，然后通入氧气，升温至95℃后，处理12min，结束后洗涤、干燥，然后加入凹凸棒土和滑石粉，搅拌均匀后，即可得到复合填料。实施例3一种节能型环保塑料，包括以下重量份的原料：聚合单体15份、淤泥21份、环氧硬脂酸丁酯14份、复合纤维19份、木质纤维素25份、复合填料11份、有机溶剂7份、水玻璃9份、钛酸酯偶联剂8份、偶氮二异丁腈6份和去离子水12份。一种节能型环保塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚合单体、环氧硬脂酸丁酯导入反应釜中，在85℃下加热反应1.5h，再降温至65℃，加入有机溶剂、木质纤维素和偶氮二异丁腈，全程通入氮气，进行聚合反应2.2h，冷却至常温后，导入蒸馏釜中，进行减压蒸馏，去除有机溶剂，得到材料一；b、将淤泥置于干燥箱中，在90℃下烘烤18min，再与复合纤维、复合填料一同导入搅拌机中，在1300r/min的转速下进行搅拌、粉碎，得到材料二；c、将材料一、材料二、水玻璃和去离子水混合，搅拌均匀，得到材料三；d、将材料三与钛酸酯偶联剂一同导入注塑机中，加热、搅拌、注塑成型，即可得到成品。步骤a的聚合单体的制备方法为：将氨基-β-环糊精完全溶于二甲亚砜中，再中加入4-乙烯基苄氯，在45℃下搅拌反应3h，然后倒入丙酮中，搅拌反应20min，经过滤、减压抽出丙酮，即可得到聚合单体。步骤a的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮按质量比1:1混合而成。步骤a的木质纤维素的制备方法为：对废松木进行预处理，再兑入亚氯酸钠溶液，搅拌均匀，利用ph值调节剂调节ph值为5，再置于68℃下加热处理25min，冷却至常温后，进行脱水处理，即可得到木质纤维素。预处理的方法为：将废松木置于80℃烘箱中干燥6h，再捣碎，兑水搅拌制成浆料。步骤b的复合纤维为聚酰亚胺纤维和聚对苯并咪唑纤维按质量比2:1混合而成。步骤b的复合填料的制备方法为：将二氧化钛、氢氧化铝混合均匀，置于等离子沉积炉中，再加入丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯，处理20min，然后通入氧气，升温至95℃后，处理12min，结束后洗涤、干燥，然后加入凹凸棒土和滑石粉，搅拌均匀后，即可得到复合填料。对比例1采用现有技术中的普通环保塑料进行检测。检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：表一：检测项目检测标准实施例1实施例2实施例3对比例1拉伸强度（mpa）astmd63865.765.867.558.2弯曲强度（mpa）astmd79079.179.379.576.3缺口冲击强度（kj/m2）astmd25613.512.913.711.7热变形温度（℃）astmd64889.288.589.583.7抗刮擦性astmd33632h2h2h2h断裂伸长率（%）gb/t1040-1992146144148122极限氧指数（%）gb5454-853837392480天降解率（%）/98.999.099.194.9由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12