本发明属于塑料制作
技术领域：
，具体涉及一种门窗用高强度塑料及其制备方法。
背景技术：
工程塑料在满足人们生活和社会发展的同时，由于塑料废弃物剧增所导致的“白色污染”引起的社会和环境问题也日益严重，废工程塑料引发的“白色污染”开始让人们头痛，不腐烂不分解的工程塑料无法有效回收。工程塑料废弃物剧增及由此引起的社会和环境问题摆在了人们面前，摆在了全世界人们生活生存的地方。再生工程塑料是解决工程塑料带来的污染的有效途径，但再生工程塑料塑料存在着强度低、无韧性、光泽度低、热氧稳定性差等缺点，此外，由于再生工程塑料的大分子链上有叔碳原子，在储存、加工和日常使用过程中，会受热、光和氧等作用而极易发生老化降解，耐候性极差，严重影响制品的寿命，使得对其再利用的范围及领域有一定的限制作用。即使是当前较先进的分选其杂质度都超过5％，杂质的存在影响回收利用塑料时的相容性，会降低回收塑料的力学性能。工程塑料是工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。工程塑料具有优良的综合性能、刚性大、蠕变小、机械强度高、耐热性好、电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小。和通用塑料相比，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势，工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域。尽管如此，现有的工程塑料的强度仍不能够满足所有领域的要求。公开号为cn107778611a，公开了一种高强度塑料的制备方法，制备方法包括：将聚乙烯、聚氯乙烯、硅树脂、乙酸乙酯、二乙醇胺、发泡剂和催化剂混合造粒后得到高强度塑料；其中，相对于100重量份的聚乙烯，聚氯乙烯的用量为50-80重量份，硅树脂的用量为20-30重量份，乙酸乙酯的用量为25-35重量份，二乙醇胺的用量为5-15重量份，发泡剂的用量为3-9重量份，催化剂的用量为1-4重量份。公开号为cn103642127a，公开了一种高强度聚丙烯抗菌塑料的制备方法，包括以下步骤：1）按照以下重量比例称取原料：聚丙烯100份，高密度聚乙烯10-15份，低密度聚乙烯10-15份，抗菌剂0.6-1份，抗氧剂0.2-1份，相容剂05-0.8份，分散剂0.4-0.8份，玻璃纤维10-15份。2）将所述步骤1）称取的原料于高速搅拌机中以1200转/分钟搅拌5分钟，待均匀后放出；3）把所述步骤2）混合均匀的物料加入长径比(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175℃，二区温度为185℃，三区温度为200℃，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245℃，主机转速为330转/min；经过挤出后冷却牵条、风干切粒，即制备本发明所述的高强度聚丙烯抗菌塑料。以上两种现有技术制备的高强度塑料，虽然强度较高，但是耐久性差，并且，韧性也有待提高，功能性比较单一。综上所述，因此需要一种更好的塑料，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门窗用高强度塑料及其制备方法，本发明制备的塑料的耐热性及强度高，并且该制备方法简单，原料易得，制备的材料安全环保，具有较好的推广应用价值。本发明提供了如下的技术方案：一种门窗用高强度塑料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯18-22份、聚对苯二甲酸乙二醇脂15-23份、聚乙烯树脂16-20份、改性聚丙烯14-18份、玉米淀粉22-26份、甲壳素纤维14-21份、增塑剂4-9份、增韧剂5-8份、复合改性碳酸钙11-15份、改性阻燃剂4-8份、润滑剂7-10份、抗氧剂3-8份和有机溶剂4-7份。优选的，所述塑料包括以下重量份的原料：聚碳酸酯18-20份、聚对苯二甲酸乙二醇脂18-23份、聚乙烯树脂18-20份、改性聚丙烯16-18份、玉米淀粉24-26份、甲壳素纤维17-21份、增塑剂4-8份、增韧剂6-8份、复合改性碳酸钙13-15份、改性阻燃剂4-7份、润滑剂8-10份、抗氧剂3-5份和有机溶剂4-6份。优选的，所述塑料包括以下重量份的原料：聚碳酸酯19份、聚对苯二甲酸乙二醇脂22份、聚乙烯树脂19份、改性聚丙烯17份、玉米淀粉25份、甲壳素纤维20份、增塑剂7份、增韧剂6份、复合改性碳酸钙15份、改性阻燃剂4份、润滑剂8份、抗氧剂4份和有机溶剂5份。一种门窗用高强度塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯树脂导入密炼机中，在145-160℃下，加热密炼反应45-55min，再降温至80-90℃，加入有机溶剂，继续密炼反应1.2-1.4h，冷却至常温后，得到混合物一；b、将改性聚丙烯、玉米淀粉、甲壳素纤维、增塑剂和润滑剂导入混料机中，在68-72℃的水浴加热下，搅拌反应0.6-0.8h，再加入复合改性碳酸钙，保持温度不变，以200-260r/min的转速搅拌反应20-30min，反应结束后，得到混合物二；c、将混合物一、混合物二与增韧剂混合均匀，再置于超声下，分散处理8-10min，得到分散料；d、将分散料、改性阻燃剂和抗氧剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，塑造成型，即可得到成品。优选的，所述步骤b的改性聚丙烯的制备方法为：将石墨烯加入分散剂中超声分散15min后，加入马来酸酐、高密度聚丙烯和引发剂，通过双螺杆挤出机在155℃熔融、共混1.1h，即可得到改性聚丙烯。优选的，所述步骤b的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲酚酯按质量比2:1:2混合而成。优选的，所述步骤b的润滑剂为硅油、硅酸酯和聚乙烯蜡按质量比3:1:5混合而成。优选的，所述步骤b的复合改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉体导入表面改性机，在温度为115-120℃下加热，再加入pe蜡与新癸酸缩水甘油酯混合物，搅拌反应30-35min，即可得到复合改性碳酸钙。优选的，所述步骤c的增韧剂为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物和聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物按质量比1:1:2混合而成。优选的，所述步骤d的抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯按质量比1:1:1混合而成。本发明的有益效果是：本发明制备的塑料的耐热性及强度高，并且该制备方法简单，原料易得，制备的材料安全环保，具有较好的推广应用价值。本发明制备的塑料还具有优异的机械强度，且塑料在高温或低温下长期使用不变形、不破裂，同时添加的甲壳素纤维能够明显提高塑料的抗菌性能。本发明中的改性聚丙烯的制备方法，原料中加入的石墨烯，通过超声分散以及马来酸酐的接枝，有效解决了聚丙烯与石墨烯的相容性。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高，非常致密，因此与马来酸酐聚丙烯相容后有效解增强了聚丙烯的耐热性和抗老化性。本发明中的改性聚丙烯，还能与多种材料相容，与石墨烯相容后有良好的机械物理性能、电气性能和极佳的混炼与挤出工艺性能的的优点，同时具备安全环保、性能稳定、使用寿命长等特点。本发明中的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲酚酯的配比，在该比例下，其三种成分的的协同作用下，增韧效果更佳，有利于提高成品塑料的韧性，使其具有极好的冲击韧性，并且降低了成本。本发明中的润滑剂为硅油、硅酸酯和聚乙烯蜡的配比，在该比例下，其润滑效果更佳，有利于促进更成分的相容性。本发明中的复合改性碳酸钙的制备方法，使得碳酸钙的分散性更强，并且相容性更好，改善了成品塑料的加工性能，而且赋予成品程塑料较好的物理机械性能，进一步提升了韧性。具体实施方式实施例1一种门窗用高强度塑料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯22份、聚对苯二甲酸乙二醇脂15份、聚乙烯树脂120份、改性聚丙烯14份、玉米淀粉22份、甲壳素纤维21份、增塑剂4份、增韧剂8份、复合改性碳酸钙15份、改性阻燃剂4份、润滑剂10份、抗氧剂8份和有机溶剂4份。一种门窗用高强度塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯树脂导入密炼机中，在145℃下，加热密炼反应45min，再降温至90℃，加入有机溶剂，继续密炼反应1.4h，冷却至常温后，得到混合物一；b、将改性聚丙烯、玉米淀粉、甲壳素纤维、增塑剂和润滑剂导入混料机中，在72℃的水浴加热下，搅拌反应0.8h，再加入复合改性碳酸钙，保持温度不变，以200r/min的转速搅拌反应30min，反应结束后，得到混合物二；c、将混合物一、混合物二与增韧剂混合均匀，再置于超声下，分散处理10min，得到分散料；d、将分散料、改性阻燃剂和抗氧剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，塑造成型，即可得到成品。步骤b的改性聚丙烯的制备方法为：将石墨烯加入分散剂中超声分散15min后，加入马来酸酐、高密度聚丙烯和引发剂，通过双螺杆挤出机在155℃熔融、共混1.1h，即可得到改性聚丙烯。步骤b的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲酚酯按质量比2:1:2混合而成。步骤b的润滑剂为硅油、硅酸酯和聚乙烯蜡按质量比3:1:5混合而成。步骤b的复合改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉体导入表面改性机，在温度为120℃下加热，再加入pe蜡与新癸酸缩水甘油酯混合物，搅拌反应35min，即可得到复合改性碳酸钙。步骤c的增韧剂为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物和聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物按质量比1:1:2混合而成。步骤d的抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯按质量比1:1:1混合而成。实施例2一种门窗用高强度塑料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯18份、聚对苯二甲酸乙二醇脂18份、聚乙烯树脂20份、改性聚丙烯18份、玉米淀粉26份、甲壳素纤维17份、增塑剂8份、增韧剂6份、复合改性碳酸钙13份、改性阻燃剂7份、润滑剂10份、抗氧剂5份和有机溶剂4份。一种门窗用高强度塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯树脂导入密炼机中，在160℃下，加热密炼反应55min，再降温至80℃，加入有机溶剂，继续密炼反应1.4h，冷却至常温后，得到混合物一；b、将改性聚丙烯、玉米淀粉、甲壳素纤维、增塑剂和润滑剂导入混料机中，在68℃的水浴加热下，搅拌反应0.8h，再加入复合改性碳酸钙，保持温度不变，以260r/min的转速搅拌反应20min，反应结束后，得到混合物二；c、将混合物一、混合物二与增韧剂混合均匀，再置于超声下，分散处理8-10min，得到分散料；d、将分散料、改性阻燃剂和抗氧剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，塑造成型，即可得到成品。步骤b的改性聚丙烯的制备方法为：将石墨烯加入分散剂中超声分散15min后，加入马来酸酐、高密度聚丙烯和引发剂，通过双螺杆挤出机在155℃熔融、共混1.1h，即可得到改性聚丙烯。步骤b的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲酚酯按质量比2:1:2混合而成。步骤b的润滑剂为硅油、硅酸酯和聚乙烯蜡按质量比3:1:5混合而成。步骤b的复合改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉体导入表面改性机，在温度为115℃下加热，再加入pe蜡与新癸酸缩水甘油酯混合物，搅拌反应35min，即可得到复合改性碳酸钙。步骤c的增韧剂为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物和聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物按质量比1:1:2混合而成。步骤d的抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯按质量比1:1:1混合而成。实施例3一种门窗用高强度塑料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯19份、聚对苯二甲酸乙二醇脂22份、聚乙烯树脂19份、改性聚丙烯17份、玉米淀粉25份、甲壳素纤维20份、增塑剂7份、增韧剂6份、复合改性碳酸钙15份、改性阻燃剂4份、润滑剂8份、抗氧剂4份和有机溶剂5份。一种门窗用高强度塑料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂和聚乙烯树脂导入密炼机中，在145℃下，加热密炼反应45min，再降温至90℃，加入有机溶剂，继续密炼反应1.4h，冷却至常温后，得到混合物一；b、将改性聚丙烯、玉米淀粉、甲壳素纤维、增塑剂和润滑剂导入混料机中，在72℃的水浴加热下，搅拌反应0.8h，再加入复合改性碳酸钙，保持温度不变，以200r/min的转速搅拌反应20min，反应结束后，得到混合物二；c、将混合物一、混合物二与增韧剂混合均匀，再置于超声下，分散处理10min，得到分散料；d、将分散料、改性阻燃剂和抗氧剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，塑造成型，即可得到成品。步骤b的改性聚丙烯的制备方法为：将石墨烯加入分散剂中超声分散15min后，加入马来酸酐、高密度聚丙烯和引发剂，通过双螺杆挤出机在155℃熔融、共混1.1h，即可得到改性聚丙烯。步骤b的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸三甲酚酯按质量比2:1:2混合而成。步骤b的润滑剂为硅油、硅酸酯和聚乙烯蜡按质量比3:1:5混合而成。步骤b的复合改性碳酸钙的制备方法为：将碳酸钙粉体导入表面改性机，在温度为120℃下加热，再加入pe蜡与新癸酸缩水甘油酯混合物，搅拌反应30min，即可得到复合改性碳酸钙。步骤c的增韧剂为聚烯烃-马来酸酐类共聚物、聚烯烃-乙酸乙烯酯类共聚物和聚烯烃-丙烯酸酯类共聚物按质量比1:1:2混合而成。步骤d的抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯按质量比1:1:1混合而成。对比例1采用现有技术中的普通门窗用塑料进行检测对比。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：检测项目测试方法实施例1实施例2实施例3对比例1缺口冲击强度（kj/m2）iso180-937.88.18.24.7断裂伸长率（%）iso527-9315.615.516.211.8弯曲强度（mpa）iso178-93174168179146拉伸强度（mpa）iso527-93166163172125弯曲模量（mpa）iso178-936380636065106220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