[發明專利]一種增強增韌廢舊汽車保險杠/高粱秸稈外皮粉復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710027807.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106634011A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 郭慶杰;趙梅杰;吳曼;趙軍
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08L97/02;C08L51/06;C08L23/08;C08L23/16;C08H8/00;C08F255/02;C08F222/06;C08F212/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務所37104
• 代理人: 黃曉敏,于正河

技術領域：

本發明屬于高分子材料制備技術領域，涉及一種增強增韌廢舊汽車保險杠/高粱秸稈外皮粉復合材料的制備方法。

背景技術：

目前，我國正處于汽車消費的快速增長期，2015年新車銷量更是突破2500萬輛，以每輛汽車平均廢棄100kg塑料計算，這將會產生250萬噸廢塑料，而其中很大一部分為聚丙烯材料，從環境保護和資源有效利用的觀點出發，充分利用這些廢舊聚丙烯材料來代替部分新聚丙烯的使用也是符合當今社會“綠色環保”的主題要求。

木塑復合材料是以塑料為基體，木制纖維為填料所制的復合材料。隨著我國森林資源的匱乏，木塑復合材料填料的使用開始從木粉轉向廢棄農作物秸稈，其使用在保護環境的同時可實現廢棄物的資源化利用，作為產量僅次于三大糧食作物的高粱，其秸稈的回收利用更應得到重視。然而由于塑料與秸稈粉相容性差，導致復合材料的強度及韌性嚴重下降，限制了復合材料的使用范圍。為此，中國專利“一種秸塑復合材料及其制備方法”(公開號CN 105585868A)公開了一種秸塑復合材料的制備方法，雖強度及熱穩定性滿足市場要求，但其韌性仍較差；中國專利“一種再生木塑復合材料的制備方法”(公開號CN 104151853A)公開了一種三步法制備再生木塑復合材料的方法，先用石滑粉、POE、丁苯橡膠等改性再生塑料，擠出注塑制備改性再生塑料顆粒，再用偶聯劑改性木粉，最后將改性塑料和改性木粉混合制備復合材料，該復合材料雖加入POE等進行增韌，但該制備方法復雜。因此，尋求一種增強增韌廢舊汽車保險杠/高粱秸稈外皮粉復合材料的制備方法，先對秸稈進行復合偶聯劑氣相包覆改性，后加入自制增容劑及增韌劑進行擠出注塑，以提高復合材料的力學性能及加工性能，從而在實現廢棄物資源化利用的基礎上拓寬秸塑復合材料的使用范圍。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種增強增韌廢舊汽車保險杠/高粱秸稈外皮粉復合材料的制備方法，在實現廢棄物資源化利用的基礎上提供一種性能優良的秸塑復合材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明的具體制備過程為：

(1)復合偶聯劑醇解：將復合偶聯劑加入重量百分比濃度≥90％的乙醇溶液中進行磁力攪拌，并在30～100℃水浴加熱10～100min，制備復合偶聯劑醇解液，其中乙醇溶液質量為復合偶聯劑質量的10～20倍；

(2)氣相包覆改性秸稈外皮粉：將高粱秸稈外皮粉加入到高速混煉機中，預熱至80℃，采用高壓熔融噴霧法將步驟(1)中制備的復合偶聯劑醇解液注入高速混煉機中對高粱秸稈外皮粉進行改性，攪拌30～100min后停機靜置0.5～5h，高速混煉機機桶溫度降為室溫后取出改性高粱秸稈外皮粉末并在80～100℃下干燥10～50h備用，其中復合偶聯劑醇解液質量為高粱秸稈外皮粉質量的1～5％；

(3)增容劑制備：將甲苯和乙醇置于燒杯中作為溶劑，稱取馬來酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、過氧化二異丙苯(DCP)溶于甲苯-乙醇溶液中，再加入基體樹脂粉末攪拌后在40～100℃水浴中加熱；待甲苯-乙醇溶液揮發后，將混合物置于擠出機進行熔融接枝、切粒，得到馬來酸酐(MAH)接枝顆粒，經純化后干燥得到增容劑待用；制備的增容劑中各成分的重量百分比含量為：馬來酸酐5～10％，苯乙烯5～10％，過氧化二異丙苯0.5～1％，基體樹脂粉末60～80％，乙醇用量為馬來酸酐質量的4～8倍，甲苯用量為馬來酸酐質量的1～2倍；

(4)增容劑及增韌劑的同時加入：以所制復合材料質量為基準，將50～90％廢舊汽車保險杠顆粒、10～50％步驟(2)制得的改性秸稈外皮粉、10～30％步驟(3)制得的增容劑和10～30％增韌劑POE、EPDM等同時加入高速混煉機中混合30～100min，取出后擠出注塑成型得到增強增韌廢舊汽車保險杠/高粱秸稈外皮粉復合材料。

本發明步驟(1)所述的復合偶聯劑為偶聯劑1與偶聯劑2的混合，其中偶聯劑1和偶聯劑2為硅烷偶聯劑KH550、KH560、KH570、鈦酸酯偶聯劑TCA101、TCA201中的任意兩種，但是偶聯劑1、2不能同時為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，偶聯劑1、偶聯劑2的質量配比為1：1～1：5。

本發明步驟(3)中所述的基體樹脂粉末為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一種，對應所得產物為PP-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH。

本發明所述廢舊汽車保險杠顆粒是先將廢舊汽車保險杠加入大型粉碎機粉碎成直徑為0.3～0.8cm的再生塑料顆粒，再將再生塑料顆粒在80～100℃下干燥5～12h制備而成。