[發(fā)明專利]一種植物炭塑料復(fù)合材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210408679.9
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102888045A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁建中
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江建中竹業(yè)科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L23/16;C08K13/02;C08K3/32;C08K3/30;C08K3/38;C08K3/04;C01B31/02
• 代理公司: 湖州金衛(wèi)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33232
• 代理人: 裴金華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，尤其涉及一種植物炭塑料復(fù)合材料。

背景技術(shù)

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指相對分子量在150萬以上的聚乙烯，是一種在目前的工程塑料中綜合性能最佳的新型工程塑料。超高分子量聚乙烯分子結(jié)構(gòu)排列與普通聚乙烯完全相同，但是，由于它具有非常高的相對分子量，因此，它具有了許多普通聚乙烯材料所不具備的優(yōu)異性能。例如:它具有①不易粘附異物；②耐化學(xué)腐蝕;③無毒，可循環(huán)回收等。

盡管超高分子量聚乙烯具有上述優(yōu)點(diǎn)，可它也有不足之處，如耐溫性差(熱變形溫度為80℃)、尺寸穩(wěn)定性差、硬度低(洛氏硬度40-50HRM)、剛度低、拉伸強(qiáng)度低(34MPa)、不抗靜電(表面電阻為1015Ω)以及無流動性(熔體流動速率為0)等，給加工成型帶來極大的困難，一般只能依賴于模壓成型或柱塞擠出成型的方法進(jìn)行加工，限制了超高分子量聚乙烯樹脂的應(yīng)用。

聚丙烯(PP)自1957年工業(yè)化以來發(fā)展極為迅速，是一種應(yīng)用很廣泛的塑料。聚丙烯的耐熱性優(yōu)于聚乙烯，其熔點(diǎn)達(dá)164℃，可在100-120℃下長期使用。聚丙烯還具有優(yōu)良的耐腐蝕性、電絕緣性，它的力學(xué)性能，包括拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、硬度等也很好，其剛性和耐折疊性十分突出。但是，聚丙烯也有其亟待克服的缺點(diǎn)，象耐磨性、韌性不足等。

中國專利CN02110452公開了一種聚丙烯/超高分子量聚乙烯原位成纖共結(jié)晶復(fù)合材料，然而該材料的力學(xué)性能及阻燃性和抗靜電性均有待改進(jìn)。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異韌性、又具備較高的剛性和硬度以及阻燃性的植物炭塑料復(fù)合材料。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種植物炭塑料復(fù)合材料，其重量和組成為：分子量為400-700萬的超高分子量聚乙烯?100份，分子量為100-140萬的高密度聚丙烯?30-35份，超低密度聚丙烯8-10份，阻燃劑?3-12份，增韌劑?5-10份，偶聯(lián)劑?2-5份，抗氧劑?0.5-1份，植物炭?15-20份。

作為優(yōu)選，所述植物炭經(jīng)過以下方法制得：

（1）?原料前處理：將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-0.02MPa～-0.001MPa，再進(jìn)行微波處理，微波頻率為300MHz～950MHz,微波處理時間為1～3min；

（2）?植物炭制備：將經(jīng)過前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃或900-1000℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃或1600-1800℃并保溫2-8h得到植物炭。

作為優(yōu)選，所述植物原料為玉米芯、竹子或松樹。

更優(yōu)選地，對于玉米芯或竹子，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃并保溫2-8h，得到植物炭。

???更優(yōu)選地，對于松樹，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至900-1000℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1600-1800℃并保溫2-8h，得到植物炭。

作為優(yōu)選，所述阻燃劑按重量份數(shù)計(jì)由以下組分組成：低聚磷酸銨20～50份、磷酸銨10～25份、焦磷酸銨6～12份、硫酸銨5～20份、硼酸5～10份、水10～25份。

本發(fā)明所用阻燃劑，對環(huán)境無污染，也保證了生產(chǎn)過程中工人的身體安全，并且可以循環(huán)使用。

作為優(yōu)選，所述增韌劑為三元乙丙橡膠EPDM或乙丙膠。

作為優(yōu)選，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。

作為優(yōu)選，所述抗氧劑為亞磷酸酯或抗氧劑168。

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一種植物炭塑料復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其依次包括以下步驟：

（1）?原料前處理：將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-0.02MPa～-0.001MPa，再進(jìn)行微波處理，微波頻率為300MHz～950MHz,微波處理時間為1～3min；

（2）?植物炭制備：將經(jīng)過前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃或900-1000℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃或1600-1800℃并保溫2-8h得到植物炭；