一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具及其制备方法与流程

文档序号:29406367发布日期:2022-03-26 10:44阅读:245来源:国知局
一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具及其制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土构件技术领域,具体涉及一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具及其制备方法。


背景技术:

2.随着混凝土预制构件技术的发展,越来越多的建筑行业开始采用混凝土预制构件来完成工程项目。采用混凝土预制构件具有施工便捷、外观尺寸较统一、美观且安全等优点。其中模具是决定预制构件外形的基础,模具的刚度不够、材料不当都会降低构件的质量。现有的聚丙烯构件用模具韧性和刚性以及耐磨性较差,循环使用较多次后会发生一定的变形,影响混凝土构件生产的稳定性。
3.玄武岩纤维是继碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维之后的高技术纤维,具有高强度高模量、耐高低温性能好、耐酸碱强、绿色无污染等优点,是作为聚合物基复合材料理想的增强材料。将玄武岩纤维与树脂进行共混后制备复合材料,使得复合材料具有优良的耐磨损性能,同时能够大幅度提高复合材料的力学强度。玄武岩纤维具有良好的耐寒耐热性能,与树脂共混使用能够增强树脂的耐寒耐热性能,从而提高树脂的使用价值。
4.基于此,本发明提供一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具及其制备方法。


技术实现要素:

5.针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具及其制备方法。
6.本发明解决技术问题采用如下技术方案:
7.本发明提供了一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具,包括以下重量份原料:
8.聚丙烯注塑级料50-100份、相容剂5-30份、增韧剂10-30份、β-晶型成核剂5-15份、抗氧剂20-40份、玄武岩纤维10-40份。
9.优选地,所述相容剂为pp-g-mah;增韧剂为poe-g-mah或obc-g-mah中的一种或两种;所述抗氧剂为抗氧剂1010。
10.优选地,所述聚丙烯塑料模具中还添加有硅藻土复合油基改性料5-10份;硅藻土复合油基改性料的具体制备方法为:
11.s1:将硅藻土送入到质量分数10-20%的氯化铁溶液中进行低速搅拌处理,搅拌转速为50-100r/min,搅拌时间为20-30min;
12.s2:然后水洗、干燥,送入到100-200℃下反应15-25min,随后以1-3℃/min的速率升温至350-450℃,保温20-30min,最后自然冷却至室温,得到活性硅藻土;
13.s3:随后送入到研磨机中进行研磨,研磨转速800-1000r/min,研磨时间为15-25min,然后以500r/min的转速继续研磨45-55min,研磨结束,得到改性硅藻土;
14.s4:将植物油送入到油锅中反应,至沸腾,然后冷却至室温,随后加入植物油总量1-5%的硅烷偶联剂、1-3%的有机化纳米线和10-30%的改性硅藻土,以200r/min的转速恒
定搅拌35-45min,得到硅藻土复合油基改性料。
15.优选地,所述有机化纳米线的制备方法为:
16.将氮化硅纳米线先置于等离子体中反应15-25min,反应功率为300-400w,反应结束,采用冷改进处理,然后于改性液中搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥得到有机化纳米线。
17.优选地,所述冷改进处理采用1-3℃的温度进行吹冷处理,吹冷流速为1-2l/s,吹冷10-20min。
18.优选地,所述吹冷流速为1.5l/s,吹冷温度为2℃,吹冷15min。
19.优选地,所述改性液的制备方法为:将1-6份六甲基硅氧烷送入到10-20份丙酮溶剂中,随后再加入丙酮溶剂总量2-5%的葡萄糖醛酸内酯、5-10%的聚乙二醇,搅拌至原料反应充分,得到改性液。
20.优选地,所述搅拌反应处理的搅拌转速为500-700r/min,搅拌温度为75-85℃,搅拌时间为20-30min。
21.本发明还提供了一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具的制备方法,包括以下步骤:
22.步骤一:原料的称取:
23.步骤二:将原料依次放入混合机中进行混合,混合时间为10-30min,混合机的转速为20-30r/min,将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,将造粒后的料置于60℃烘箱中烘干24小时后,进行注塑,得到相关模具制品。
24.优选地,所述造粒中五区温度分别为190℃,200℃,210℃,180℃,160℃。
25.与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
26.本发明通过在聚丙烯中加入增韧剂和纤维,可以提高聚丙烯模具的韧性和刚性,受冲击强度、拉伸强度更高,再加上玄武岩纤维的效果,防止热降解,提高模具耐热性,不易损坏和变形,更加耐用,且配方成分中还选用了一定的助剂,可以提高聚丙烯树脂稳定性,并对模具的脱模也起到一定作用;此外加入的硅藻土复合油基改性料,采用硅藻土改性油基,硅藻土经过改性后,孔隙度均匀、活性高,而植物油经过改性后具有高支链状态,改性硅藻土在该状态下结合有机化纳米线,从而形成高交叉网络结构体系,同时该体系有机、无机活性度高,能够将玄武岩纤维进行接枝引入到聚丙烯体系中,从而提高产品的强度等综合性能。
附图说明
27.图1为本发明的玄武岩纤维增强塑料模具图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
29.实施例1:
30.将80份的pp,5份质量的相容剂pp-g-mah、15份poe-g-mah放入鼓风干燥箱(设置为
60℃)中干燥24小时,然后加入10份直径15μm,长度18mm的玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂,加入双螺杆挤出机中混合均匀进行熔融共混挤出实验。
31.采用双螺杆挤出机五区温度分别为190℃、200℃、210℃、180℃、160℃,机头温度为150℃,螺杆转速为120rpm。挤出条经过水冷、吹干,送入切粒机并调整适转数为200r/min进行切粒,制成粒料待用。
32.进行完熔融共混、挤出造粒之后,将所得的粒料放在干燥箱以60℃恒温干燥12小时,然后进行注塑实验。
33.实施例2:
34.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,75份pp,10份pp-g-mah,10份poe-g-mah,15份直径15μm,长度18mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
35.实施例3:
36.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,60份pp,15份pp-g-mah,15份poe-g-mah,20份直径15μm,长度18mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
37.实施例4:
38.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,55份pp,20份pp-g-mah,15份poe-g-mah,25份直径15μm,长度18mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
39.实施例5:
40.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,80份pp,5份pp-g-mah,15份poe-g-mah,10份直径20μm,长度12mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
41.实施例6:
42.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,75份pp,10份pp-g-mah,10份poe-g-mah,15份直径20μm,长度12mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
43.实施例7:
44.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,60份pp,15份pp-g-mah,15份poe-g-mah,20份直径20μm,长度12mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
45.实施例8:
46.实施步骤同实施例1,但是各组分的添加量有所区别,55份pp,20份pp-g-mah,15份poe-g-mah,25份20μm,长度12mm玄武岩纤维,以及适量的成核剂和抗氧剂。
47.表1 实施例1和对比例的性能测试结果
[0048][0049][0050]
实施例9.
[0051]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具,包括以下重量份原料:
[0052]
聚丙烯注塑级料50份、相容剂5份、增韧剂10份、β-晶型成核剂5份、抗氧剂20份、玄武岩纤维10份。
[0053]
本实施例的相容剂为pp-g-mah;增韧剂为poe-g-mah;所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0054]
本实施例的聚丙烯塑料模具中还添加有硅藻土复合油基改性料5份;硅藻土复合油基改性料的具体制备方法为:
[0055]
s1:将硅藻土送入到质量分数10%的氯化铁溶液中进行低速搅拌处理,搅拌转速为50r/min,搅拌时间为20min;
[0056]
s2:然后水洗、干燥,送入到100℃下反应15min,随后以1℃/min的速率升温至350℃,保温20min,最后自然冷却至室温,得到活性硅藻土;
[0057]
s3:随后送入到研磨机中进行研磨,研磨转速800r/min,研磨时间为15min,然后以500r/min的转速继续研磨45min,研磨结束,得到改性硅藻土;
[0058]
s4:将植物油送入到油锅中反应,至沸腾,然后冷却至室温,随后加入植物油总量1%的硅烷偶联剂、1%的有机化纳米线和10%的改性硅藻土,以200r/min的转速恒定搅拌35min,得到硅藻土复合油基改性料。
[0059]
本实施例的有机化纳米线的制备方法为:
[0060]
将氮化硅纳米线先置于等离子体中反应15min,反应功率为300w,反应结束,采用冷改进处理,然后于改性液中搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥得到有机化纳米线。
[0061]
本实施例的冷改进处理采用1℃的温度进行吹冷处理,吹冷流速为1l/s,吹冷
10min。
[0062]
本实施例的改性液的制备方法为:将1份六甲基硅氧烷送入到10份丙酮溶剂中,随后再加入丙酮溶剂总量2%的葡萄糖醛酸内酯、5%的聚乙二醇,搅拌至原料反应充分,得到改性剂。
[0063]
本实施例的搅拌反应处理的搅拌转速为500r/min,搅拌温度为75℃,搅拌时间为20min。
[0064]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具的制备方法,包括以下步骤:
[0065]
步骤一:原料的称取:
[0066]
步骤二:将原料依次放入混合机中进行混合,混合时间为10min,混合机的转速为20r/min,将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,将造粒后的料置于60℃烘箱中烘干24小时后,进行注塑,得到相关模具制品。
[0067]
本实施例的造粒中五区温度分别为190℃,200℃,210℃,180℃,160℃。
[0068]
实施例10.
[0069]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具,包括以下重量份原料:
[0070]
聚丙烯注塑级料100份、相容剂30份、增韧剂30份、β-晶型成核剂15份、抗氧剂40份、玄武岩纤维40份。
[0071]
本实施例的相容剂为pp-g-mah;增韧剂为obc-g-mah;所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0072]
本实施例的聚丙烯塑料模具中还添加有硅藻土复合油基改性料5-10份;硅藻土复合油基改性料的具体制备方法为:
[0073]
s1:将硅藻土送入到质量分数20%的氯化铁溶液中进行低速搅拌处理,搅拌转速为100r/min,搅拌时间为30min;
[0074]
s2:然后水洗、干燥,送入到200℃下反应25min,随后以3℃/min的速率升温至450℃,保温30min,最后自然冷却至室温,得到活性硅藻土;
[0075]
s3:随后送入到研磨机中进行研磨,研磨转速1000r/min,研磨时间为25min,然后以500r/min的转速继续研磨55min,研磨结束,得到改性硅藻土;
[0076]
s4:将植物油送入到油锅中反应,至沸腾,然后冷却至室温,随后加入植物油总量5%的硅烷偶联剂、3%的有机化纳米线和30%的改性硅藻土,以200r/min的转速恒定搅拌45min,得到硅藻土复合油基改性料。
[0077]
本实施例的有机化纳米线的制备方法为:
[0078]
将氮化硅纳米线先置于等离子体中反应25min,反应功率为400w,反应结束,采用冷改进处理,然后于改性液中搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥得到有机化纳米线。
[0079]
本实施例的冷改进处理采用3℃的温度进行吹冷处理,吹冷流速为2l/s,吹冷20min。
[0080]
本实施例的改性液的制备方法为:将6份六甲基硅氧烷送入到20份丙酮溶剂中,随后再加入丙酮溶剂总量5%的葡萄糖醛酸内酯、10%的聚乙二醇,搅拌至原料反应充分,得到改性剂。
[0081]
本实施例的搅拌反应处理的搅拌转速700r/min,搅拌温度为85℃,搅拌时间为30min。
[0082]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具的制备方法,包括以下步骤:
[0083]
步骤一:原料的称取:
[0084]
步骤二:将原料依次放入混合机中进行混合,混合时间为30min,混合机的转速为30r/min,将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,将造粒后的料置于60℃烘箱中烘干24小时后,进行注塑,得到相关模具制品。
[0085]
本实施例的造粒中五区温度分别为190℃,200℃,210℃,180℃,160℃。
[0086]
实施例11.
[0087]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具,包括以下重量份原料:
[0088]
聚丙烯注塑级料75份、相容剂27.5份、增韧剂20份、β-晶型成核剂5-15份、抗氧剂30份、玄武岩纤维25份。
[0089]
本实施例的相容剂为pp-g-mah;增韧剂为obc-g-mah;所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0090]
本实施例的聚丙烯塑料模具中还添加有硅藻土复合油基改性料7.5份;硅藻土复合油基改性料的具体制备方法为:
[0091]
s1:将硅藻土送入到质量分数15%的氯化铁溶液中进行低速搅拌处理,搅拌转速为75r/min,搅拌时间为25min;
[0092]
s2:然后水洗、干燥,送入到150℃下反应20min,随后以2℃/min的速率升温至400℃,保温25min,最后自然冷却至室温,得到活性硅藻土;
[0093]
s3:随后送入到研磨机中进行研磨,研磨转速900r/min,研磨时间为20min,然后以500r/min的转速继续研磨50min,研磨结束,得到改性硅藻土;
[0094]
s4:将植物油送入到油锅中反应,至沸腾,然后冷却至室温,随后加入植物油总量4%的硅烷偶联剂、3%的有机化纳米线和30%的改性硅藻土,以200r/min的转速恒定搅拌40min,得到硅藻土复合油基改性料。
[0095]
本实施例的有机化纳米线的制备方法为:
[0096]
将氮化硅纳米线先置于等离子体中反应30min,反应功率为350w,反应结束,采用冷改进处理,然后于改性液中搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥得到有机化纳米线。
[0097]
本实施例的冷改进处理采用3℃的温度进行吹冷处理,吹冷流速为1.5l/s,吹冷15min。
[0098]
本实施例的改性液的制备方法为:将3.5份六甲基硅氧烷送入到15份丙酮溶剂中,随后再加入丙酮溶剂总量3.5%的葡萄糖醛酸内酯、7.5%的聚乙二醇,搅拌至原料反应充分,得到改性剂。
[0099]
本实施例的搅拌反应处理的搅拌转速为600r/min,搅拌温度为80℃,搅拌时间为25min。
[0100]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具的制备方法,包括以下步骤:
[0101]
步骤一:原料的称取:
[0102]
步骤二:将原料依次放入混合机中进行混合,混合时间为15min,混合机的转速为25r/min,将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,将造粒后的料置于60℃烘箱中烘干24小时后,进行注塑,得到相关模具制品。
[0103]
本实施例的造粒中五区温度分别为190℃,200℃,210℃,180℃,160℃。
[0104]
实施例12.
[0105]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具,包括以下重量份原料:
[0106]
聚丙烯注塑级料60份、相容剂28份、增韧剂15份、β-晶型成核剂6份、抗氧剂25份、玄武岩纤维15份。
[0107]
本实施例的相容剂为pp-g-mah;增韧剂为poe-g-mah;所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0108]
本实施例的聚丙烯塑料模具中还添加有硅藻土复合油基改性料6份;硅藻土复合油基改性料的具体制备方法为:
[0109]
s1:将硅藻土送入到质量分数13%的氯化铁溶液中进行低速搅拌处理,搅拌转速为60r/min,搅拌时间为23min;
[0110]
s2:然后水洗、干燥,送入到130℃下反应17min,随后以1.5℃/min的速率升温至370℃,保温22min,最后自然冷却至室温,得到活性硅藻土;
[0111]
s3:随后送入到研磨机中进行研磨,研磨转速850r/min,研磨时间为17min,然后以500r/min的转速继续研磨47min,研磨结束,得到改性硅藻土;
[0112]
s4:将植物油送入到油锅中反应,至沸腾,然后冷却至室温,随后加入植物油总量2%的硅烷偶联剂、1.2%的有机化纳米线和13%的改性硅藻土,以200r/min的转速恒定搅拌37min,得到硅藻土复合油基改性料。
[0113]
本实施例的有机化纳米线的制备方法为:
[0114]
将氮化硅纳米线先置于等离子体中反应16min,反应功率为320w,反应结束,采用冷改进处理,然后于改性液中搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥得到有机化纳米线。
[0115]
本实施例的冷改进处理采用1.5℃的温度进行吹冷处理,吹冷流速为1.2l/s,吹冷13min。
[0116]
本实施例的改性液的制备方法为:将2份六甲基硅氧烷送入到13份丙酮溶剂中,随后再加入丙酮溶剂总量3%的葡萄糖醛酸内酯、6%的聚乙二醇,搅拌至原料反应充分,得到改性剂。
[0117]
本实施例的搅拌反应处理的搅拌转速为550r/min,搅拌温度为78℃,搅拌时间为23min。
[0118]
本实施例的一种混凝土构件用聚丙烯塑料模具的制备方法,包括以下步骤:
[0119]
步骤一:原料的称取:
[0120]
步骤二:将原料依次放入混合机中进行混合,混合时间为15min,混合机的转速为22r/min,将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,将造粒后的料置于60℃烘箱中烘干24小时后,进行注塑,得到相关模具制品。
[0121]
本实施例的造粒中五区温度分别为190℃,200℃,210℃,180℃,160℃。
[0122]
表2 实施例9-12的性能测试结果
[0123]
[0124][0125]
从表2可看出,本发明再实施例1-8的基础上经过改进处理,产品强度性能也具有显著改进。
[0126]
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0127]
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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