一种多功能三元复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种多功能三元复合材料及其制备方法。制备方法如下：先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行粉碎，过筛，去除大颗粒，放入烘箱中干燥得混合粉末；将高密度聚乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼，加入混合粉末混炼，再加入巯基乙酸、N?苯基?α?苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，最后经注塑机注塑成型即得。本发明的多功能三元复合材料具有卓越的力学性能，弹性和韧性都较佳，同时具有良好的抗冲击性能。
【专利说明】
一种多功能三元复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种多功能三元复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济科技的迅猛发展，对于材料的需求越来越大，要求也越来越高，单一材料 的性能已不能满足各行各业对材料高性能的需求。而复合材料是由两种或两种以上不同性 质的材料，通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补 短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。目前已 被广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速 发展。因此，进一步研究开发新型的复合材料，获得更加优越的性能，对于各行各业的发展 都具有重要的意义，具有广阔的市场前景。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种多功能三元复合材料，具有卓越的 力学性能，弹性和韧性都较佳，同时具有良好的抗冲击性能。
[0005] 技术方案:一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙 烯30-40份、聚丙烯20-30份、橡胶粉30-40份、竹粉15-20份、黄麻纤维5-10份、巯基乙酸0.5-1份、N-苯基-a-苯胺1-2份、对苯二胺1-3份、乙烯基三乙氧基硅烷2-4份、乙撑双硬脂酰胺2-5份、硬脂酸锌3-6份、马来酸酐接枝聚乙烯2-5份、聚丙烯酸酯1-3份、聚乙烯醇1-3份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成： 高密度聚乙烯32-38份、聚丙烯22-27份、橡胶粉32-37份、竹粉16-19份、黄麻纤维6-9份、巯 基乙酸0.6-0.9份、N-苯基-a-苯胺1.2-1.7份、对苯二胺1.5-2.5份、乙烯基三乙氧基硅烷 2.5-3.5份、乙撑双硬脂酰胺3-4份、硬脂酸锌4-5份、马来酸酐接枝聚乙烯3-4份、聚丙烯酸 酯1.5-2.5份、聚乙烯醇1.5-2.5份。
[0007] 上述多功能三元复合薄膜的制备方法包括以下步骤： 第一步:将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行粉碎，过60-80目筛，去除大颗粒； 第二步:放入烘箱中在温度50-70°C下干燥4-6小时得混合粉末； 第三步:将高密度聚乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼3-6分钟； 第四步:加入混合粉末，混炼4-7分钟； 第五步：加入巯基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂 酰胺、硬脂酸锌、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼5-10分钟； 第六步:加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为25-35r/min，喂料区温度为 150-160°C，挤出各区温度为180-190°C ; 第七步:经注塑机注塑成型即得，注塑温度为190-200°C，注塑压力为70-100MPa，保压 压力为40_60MPa，保压时间为15-30秒。
[0008] 进一步优选的，第二步中温度为55-65°C，干燥时间为4.5-5.5小时。
[0009] 进一步优选的，第三步中混炼时间为4-5分钟。
[0010] 进一步优选的，第四步中混炼时间为5-6分钟。
[0011] 进一步优选的，第五步中混炼时间为6-9分钟。
[0012] 进一步优选的，第六步中螺杆转速为30r/min，喂料区温度为155°C，挤出各区温度 为 185°C。
[0013] 进一步优选的，第七步中注塑温度为195°C，注塑压力为80-90MPa，保压压力为45-55MPa，保压时间为20-25秒。
[0014]有益效果:本发明的多功能三元复合材料具有卓越的力学性能，其拉伸强度、弯曲 强度和弯曲模量分别达到了 31.9MPa、37.5MPa和1.92GPa，弹性和韧性都较佳，同时其冲击 强度也可达到27.7MPa，具有良好的抗冲击性能。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯30份、聚丙烯 20份、橡胶粉30份、竹粉15份、黄麻纤维5份、巯基乙酸0.5份、N-苯基-a-苯胺1份、对苯二胺1 份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、乙撑双硬脂酰胺2份、硬脂酸锌3份、马来酸酐接枝聚乙烯2份、 聚丙烯酸酯1份、聚乙烯醇1份。
[0017]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过60目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度50°C下干燥4小时得混合粉末;将高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼3分钟，加入混合粉末，混炼4分钟，再加入巯 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马来 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼5分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出 造粒，螺杆转速为25r/min，喂料区温度为150°C，挤出各区温度为180°C，最后经注塑机注塑 成型即得，注塑温度为190°C，注塑压力为70MPa，保压压力为40MPa，保压时间为15秒。
[0018] 实施例2 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯32份、聚丙烯 22份、橡胶粉32份、竹粉16份、黄麻纤维6份、巯基乙酸0.6份、N-苯基-a-苯胺1.2份、对苯二 胺1.5份、乙烯基三乙氧基硅烷2.5份、乙撑双硬脂酰胺3份、硬脂酸锌4份、马来酸酐接枝聚 乙烯3份、聚丙烯酸酯1.5份、聚乙烯醇1.5份。
[0019]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过60目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度55°C下干燥4.5小时得混合粉末;将高密度 聚乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼4分钟，加入混合粉末，混炼5分钟，再加入 巯基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马 来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼6分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤 出造粒，螺杆转速为30r/min，喂料区温度为155°C，挤出各区温度为185°C，最后经注塑机注 塑成型即得，注塑温度为195°C，注塑压力为80MPa，保压压力为45MPa，保压时间为20秒。
[0020] 实施例3 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯35份、聚丙烯 25份、橡胶粉35份、竹粉17.5份、黄麻纤维7.5份、巯基乙酸0.75份、N-苯基-a-苯胺1.5份、对 苯二胺2份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、乙撑双硬脂酰胺3.5份、硬脂酸锌4.5份、马来酸酐接 枝聚乙烯3.5份、聚丙烯酸酯2份、聚乙烯醇2份。
[0021]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过60目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度60°C下干燥5小时得混合粉末;将高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼4.5分钟，加入混合粉末，混炼5.5分钟，再加 入巯基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、 马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼7.5分钟，加入双螺杆挤出机中进 行挤出造粒，螺杆转速为30r/min，喂料区温度为155°C，挤出各区温度为185°C，最后经注塑 机注塑成型即得，注塑温度为195°C，注塑压力为85MPa，保压压力为50MPa，保压时间为22 秒。
[0022] 实施例4 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯38份、聚丙烯 27份、橡胶粉37份、竹粉19份、黄麻纤维9份、巯基乙酸0.9份、N-苯基-a-苯胺1.7份、对苯二 胺2.5份、乙烯基三乙氧基硅烷3.5份、乙撑双硬脂酰胺4份、硬脂酸锌5份、马来酸酐接枝聚 乙烯4份、聚丙烯酸酯2.5份、聚乙烯醇2.5份。
[0023]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过80目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度65°C下干燥5.5小时得混合粉末;将高密度 聚乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼5分钟，加入混合粉末，混炼6分钟，再加入 巯基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马 来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼9分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤 出造粒，螺杆转速为30r/min，喂料区温度为155°C，挤出各区温度为185°C，最后经注塑机注 塑成型即得，注塑温度为195°C，注塑压力为90MPa，保压压力为55MPa，保压时间为25秒。 [0024] 实施例5 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡胶粉40份、竹粉20份、黄麻纤维10份、巯基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、对苯二胺3 份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、乙撑双硬脂酰胺5份、硬脂酸锌6份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、 聚丙烯酸酯3份、聚乙烯醇3份。
[0025]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过80目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度70°C下干燥6小时得混合粉末;将高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼6分钟，加入混合粉末，混炼7分钟，再加入巯 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马来 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼10分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出 造粒，螺杆转速为35r/min，喂料区温度为160°C，挤出各区温度为190°C，最后经注塑机注塑 成型即得，注塑温度为200 °C，注塑压力为1 OOMPa，保压压力为60MPa，保压时间为30秒。
[0026] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有乙烯基三乙氧基硅烷和马来酸酐接枝聚乙烯。 具体地说是： 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡胶粉40份、竹粉20份、黄麻纤维10份、巯基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、对苯二胺3 份、乙撑双硬脂酰胺5份、硬脂酸锌6份、聚丙烯酸酯3份、聚乙烯醇3份。
[0027]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为:先将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行 粉碎，过80目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度70°C下干燥6小时得混合粉末;将高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼6分钟，加入混合粉末，混炼7分钟，再加入巯 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马来 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼10分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出 造粒，螺杆转速为35r/min，喂料区温度为160°C，挤出各区温度为190°C，最后经注塑机注塑 成型即得，注塑温度为200 °C，注塑压力为1 OOMPa，保压压力为60MPa，保压时间为30秒。
[0028] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于以竹粉代替黄麻纤维。具体地说是： 一种多功能三元复合材料，由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡胶粉40份、竹粉30份、巯基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、对苯二胺3份、乙烯基三乙 氧基硅烷4份、乙撑双硬脂酰胺5份、硬脂酸锌6份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、聚丙烯酸酯3 份、聚乙烯醇3份。
[0029]上述多功能三元复合薄膜的制备方法为：先将竹粉放入粉碎机中进行粉碎，过80 目筛，去除大颗粒，放入烘箱中在温度70°C下干燥6小时得混合粉末;将高密度聚乙烯、聚丙 烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼6分钟，加入混合粉末，混炼7分钟，再加入巯基乙酸、N-苯基-a-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、马来酸酐接枝 聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼10分钟，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺 杆转速为35r/min，喂料区温度为160°C，挤出各区温度为190°C，最后经注塑机注塑成型即 得，注塑温度为200 °C，注塑压力为1 OOMPa，保压压力为60MPa，保压时间为30秒。
[0030]下表1为本发明材料的实施例和对比例的性能指标，我们可以看到，本材料具有卓 越的力学性能，其拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到了 31.9MPa、37.5MPa和1.92GPa， 弹性和韧性都较佳，同时其冲击强度也可达到27.7MPa，具有良好的抗冲击性能。
[0031 ]表1多功能三元复合材料的部分性能指标
【主权项】
1. 一种多功能三元复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成:高密度聚乙 烯30-40份、聚丙烯20-30份、橡胶粉30-40份、竹粉15-20份、黄麻纤维5-10份、巯基乙酸0.5-1份、N-苯基-α-苯胺1-2份、对苯二胺1-3份、乙烯基三乙氧基硅烷2-4份、乙撑双硬脂酰胺2-5份、硬脂酸锌3-6份、马来酸酐接枝聚乙烯2-5份、聚丙烯酸酯1-3份、聚乙烯醇1-3份。2. 根据权利要求1所述的一种多功能三元复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份 制备而成:高密度聚乙烯32-38份、聚丙烯22-27份、橡胶粉32-37份、竹粉16-19份、黄麻纤维 6-9份、巯基乙酸0.6-0.9份、Ν-苯基-α-苯胺1.2-1.7份、对苯二胺1.5-2.5份、乙烯基三乙氧 基硅烷2.5-3.5份、乙撑双硬脂酰胺3-4份、硬脂酸锌4-5份、马来酸酐接枝聚乙烯3-4份、聚 丙烯酸酯1.5-2.5份、聚乙烯醇1.5-2.5份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:包 括以下步骤： 第一步:将竹粉和黄麻纤维放入粉碎机中进行粉碎，过60-80目筛，去除大颗粒； 第二步:放入烘箱中在温度50-70°C下干燥4-6小时得混合粉末； 第三步:将高密度聚乙烯、聚丙烯和橡胶粉加入密炼机中进行混炼3-6分钟； 第四步:加入混合粉末，混炼4-7分钟； 第五步：加入巯基乙酸、N-苯基-α-苯胺、对苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撑双硬脂 酰胺、硬脂酸锌、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，继续混炼5-10分钟； 第六步：加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为25-35r/min，喂料区温度为 150-160°C，挤出各区温度为180-190°C ; 第七步:经注塑机注塑成型即得，注塑温度为190-200°C，注塑压力为70-100MPa，保压 压力为40_60MPa，保压时间为15-30秒。4. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述第二 步中温度为55-65°(：，干燥时间为4.5-5.5小时。5. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 第三步中混炼时间为4-5分钟。6. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述第四 步中混炼时间为5-6分钟。7. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述第五 步中混炼时间为6-9分钟。8. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述第六 步中螺杆转速为30r/min，喂料区温度为155°C，挤出各区温度为185°C。9. 根据权利要求3所述的一种多功能三元复合材料的制备方法，其特征在于:所述第七 步中注塑温度为195°C，注塑压力为80-90MPa，保压压力为45-55MPa，保压时间为20-25秒。
【文档编号】C08K5/00GK105820401SQ201610336032
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】匡学明
【申请人】苏州倍力特物流设备有限公司