本申请涉及复合材料制备,更具体地说,它涉及一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)属于热塑性生物降解塑料,是一种半结晶型聚合物,由己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚而成。pbat的结晶温度通常在110℃附近,熔点在130℃左右,密度在1.18-1.3g/cm3之间,结晶度约为30%,邵氏硬度在85以上。
2、目前,市面上的pbat大多具备良好的延展性和断裂伸长率,还具有较好耐热性能和生物降解性,是生物降解塑料研究中非常受欢迎的材料,具有广阔的市场前景。
3、针对上述中的相关技术,发明人认为,目前市面上的pbat虽然具备诸多优点,但是应用领域主要局限在通用塑料领域,pbat塑料制品的耐热性通常难以满足工程塑料的性能要求,限制了pbat材料的使用和推广。
技术实现思路
1、相关技术中,pbat塑料制品的耐热性通常难以满足工程塑料的性能要求,限制了pbat材料的使用和推广。为了改善这一缺陷,本申请提供一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料及其制备方法。
2、第一方面,本申请提供一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料,采用如下的技术方案:
3、一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料,所述复合材料包括如下重量份的组分:氢氧化镁-高岭土复合物20-30份,pbat50-60份,硅烷偶联剂1-1.5份,抗静电剂0.5-2份,抗氧剂0.1-0.5份,润滑剂0.5-1份,阻燃剂3-5份。
4、通过采用上述技术方案,本申请在pbat的基础上优化了配方,添加了氢氧化镁-高岭土复合物,并添加了相应的加工助剂,制备了核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料。氢氧化镁-高岭土复合物的加入能够充分克服pbat自身的限制,得到的复合材料具有较高的维卡软化点,耐热性能良好,能够更加充分地满足工程塑料对耐热性能的要求,有利于pbat材料的使用和推广。
5、作为优选,所述抗静电剂为脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯中的一种。
6、通过采用上述技术方案,本申请优选了抗静电剂的具体类型,有助于充分满足工程塑料的性能要求。
7、作为优选,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。
8、通过采用上述技术方案,本申请优选了抗氧剂的具体类型,有助于充分满足工程塑料的性能要求。
9、作为优选,所述润滑剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
10、通过采用上述技术方案,本申请优选了润滑剂的具体类型,有助于充分满足工程塑料的性能要求。
11、第二方面,本申请提供一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料的制备方法,采用如下的技术方案。
12、一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料的制备方法,包括以下步骤:
13、(1)称取一定质量的高岭土加入去离子水中,并进行超声处理,得到高岭土悬浮液;
14、(2)向高岭土悬浮液中添加氯化镁溶液,进行磁力搅拌,并加热至一定温度,随后加入氢氧化钠溶液,保温搅拌一段时间后,经离心、洗涤、干燥、研磨,得到氢氧化镁-高岭土复合物,烘干备用;本步骤中,氢氧化钠溶液中的氢氧化钠与氯化镁溶液中的氯化镁的摩尔比为(2.1-2.2):1;
15、(3)将氢氧化镁-高岭土复合物和硅烷偶联剂混合,在加热条件下进行混合,得到改性复合物;
16、(4)将pbat、抗静电剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂和改性复合物混合,经过混合搅拌后得到混合料,将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混,然后进行挤出造粒和干燥,得到核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料。
17、通过采用上述技术方案,本申请在高岭土悬浮液中使氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁,得到了氢氧化镁-高岭土复合物,然后将氢氧化镁-高岭土复合物和其他加工助剂加入了pbat中进行了挤出造粒,得到了核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料。
18、作为优选,所述复合材料制备方法的步骤(1)中,高岭土悬浮液经过30-50min的超声处理后获得。
19、通过采用上述技术方案,本申请优选了高岭土悬浮液超声处理的时间,有利于高岭土的充分分散。
20、作为优选,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,氯化镁溶液的质量分数为25-35%,氢氧化钠溶液的质量分数为20-30%。
21、通过采用上述技术方案,本申请优选了优选了氯化镁和氢氧化钠的质量分数,有利于二者的充分反应。
22、作为优选,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,磁力搅拌的速率为400-800r/min,加热温度为60-80℃,保温时间为20-40min。
23、通过采用上述技术方案,本申请优选了磁力搅拌的条件以及加热温度和保温时间,有利于高岭土和氢氧化镁的充分复合。
24、作为优选,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,反应结束后将混合溶液倒进离心管并放入离心机内离心,离心时间为1-10min,转速为2000-4800r/min。
25、通过采用上述技术方案,本申请优选了混合溶液的离心参数,有利于对氢氧化镁-高岭土复合物进行分离。
26、作为优选,所述双螺杆挤出机的长度与直径比为(40-50):1,挤出温度为180-200℃。
27、通过采用上述技术方案,本申请优选了双螺杆挤出机的加工参数,有助于各组分的充分混合。
28、综上所述,本申请具有以下有益效果:
29、1、本申请制备了核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat复合材料,该复合材料具有较高的维卡软化点,耐热性能良好,能够更加充分地满足工程塑料对耐热性能的要求,有利于pbat材料的使用和推广。
30、2、本申请中优选了抗静电剂、抗氧剂、以及润滑剂的具体类型,有助于使复合材料充分满足工程塑料的性能要求。
1.一种核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料,其特征在于,所述复合材料包括如下重量份的组分:氢氧化镁-高岭土复合物20-30份,pbat50-60份,硅烷偶联剂1-1.5份,抗静电剂0.5-2份,抗氧剂0.1-0.5份,润滑剂0.5-1份,阻燃剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料,其特征在于,所述抗静电剂为脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂 1010、抗氧剂 1076、抗氧剂 1010 或抗氧剂 1076 与抗氧剂 168 的复配物中的一种。
4.根据权利要求1所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料制备方法的步骤(1)中,高岭土悬浮液经过30-50min的超声处理后获得。
7.根据权利要求5所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,氯化镁溶液的质量分数为25-35%,氢氧化钠溶液的质量分数为20-30%。
8.根据权利要求5所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,磁力搅拌的速率为400-800r/min,加热温度为60-80℃,保温时间为20-40min。
9.根据权利要求5所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料制备方法的步骤(2)中,反应结束后将混合溶液倒进离心管并放入离心机内离心,离心时间为 1-10min,转速为 2000-4800r/min。
10.根据权利要求5所述的核壳型氢氧化镁-高岭土-pbat 复合材料的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的长度与直径比为(40-50):1,挤出温度为 180-200℃。