本發(fā)明涉及塑料材料這一技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到無機(jī)粉體改性塑料材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

“無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料”并不是一種新近開發(fā)的新材料,它是一類以無機(jī)粉體和高分子樹脂共混而成的有利于與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的塑料材料的總稱,國(guó)內(nèi)外已形成了系列化專利和成果,目前許多企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)的“光鈣型環(huán)境友好塑料”是“無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料”的重要組成部分。現(xiàn)從廣義上對(duì)無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料進(jìn)行定義,對(duì)無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料的配方設(shè)計(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)性進(jìn)行研究。減輕塑料對(duì)環(huán)境和生態(tài)的危害關(guān)鍵是減少高分子材料的使用量,提倡延長(zhǎng)使用壽命和回收再利用,希望塑料在整個(gè)生命周期與環(huán)境協(xié)調(diào)性良好,這是治理塑料“白色污染”最直接和最有效的方法。無機(jī)粉體來源于自然可以回歸于自然,是可再生資源,環(huán)境協(xié)調(diào)性良好,與合成樹脂相比價(jià)格相對(duì)便宜,隨著無機(jī)粉體超細(xì)化和表面處理技術(shù)的飛速發(fā)展,無機(jī)粉體的合理使用不僅能降低成本,還可以改善塑料某些方面的性能或被賦予新的功能。無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料具備了經(jīng)濟(jì)性、使用性、舒適性和環(huán)境協(xié)調(diào)性等4個(gè)本特性,是一種典型的環(huán)境友好材料。無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料應(yīng)用于一次性使用制品,當(dāng)無法回收或回收無經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí),希望無機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料能盡快與環(huán)境同化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供無機(jī)粉體改性塑料材料的制備方法及應(yīng)用，該工藝?yán)锰妓徕}、滑石粉、膨潤(rùn)土、氫氧化鎂、明礬石、石棉、硅灰石、海泡石等無機(jī)礦物質(zhì)為主要成分進(jìn)行球磨捏合處理，將聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚酯、聚碳酸酯、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺、三羥甲基氨基甲烷等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的無機(jī)粉體改性塑料材料，其彈性大、耐候耐用、可環(huán)境自然降解、無毒無害，具有較好的應(yīng)用前景。同時(shí)還公開了由該制備方法制得的無機(jī)粉體改性塑料材料在農(nóng)業(yè)用具、園林薄膜用品、水利用品中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

無機(jī)粉體改性塑料材料的制備方法，由以下步驟組成：

(1)將碳酸鈣3-6份、滑石粉2-5份、膨潤(rùn)土1-6份、氫氧化鎂2-4份、明礬石2-5份、石棉1-3份、硅灰石3-7份、海泡石1-3份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為3-5h，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物20-25份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入偶聯(lián)劑1-4份，捏合時(shí)間為30-45min，溫度為85-100℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯5-8份、聚四氟乙烯1-4份、酚醛樹脂1-5份、聚酯2-4份、聚碳酸酯2-6份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺1-3份、三羥甲基氨基甲烷2-5份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物15-25份，攪拌均勻后，加入固化劑1-4份和增韌劑2-3份，溫度加熱上升至380-450℃，反應(yīng)時(shí)間4-5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入消泡劑1-3份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入固化劑1-2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中的球磨機(jī)功率為350w。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中的過篩孔徑為500目。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中偶聯(lián)劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述步驟(5)中固化劑選自乙二胺、二乙烯三胺、間二甲苯、二氨基二苯基砜中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述步驟(5)中增韌劑選自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述步驟(5)中消泡劑選自高碳醇、苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯、二甲基硅油中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述步驟(7)中表面活化劑的組成為直鏈烷基苯磺酸鈉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3份、十二烷基苯磺酸鈉2份、對(duì)甲苯磺酰胺甲醛樹脂1份、過氧化羥基異丙苯4份、乙酸松油酯3份、1-苯基環(huán)戊烷羧酸2份、三氯乙醛3份、去離子水15份

本發(fā)明還提供了由上述制備方法得到的無機(jī)粉體改性塑料材料在農(nóng)業(yè)用具、園林薄膜用品、水利用品中的應(yīng)用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

(1)本發(fā)明的無機(jī)粉體改性塑料材料的制備方法及應(yīng)用利用碳酸鈣、滑石粉、膨潤(rùn)土、氫氧化鎂、明礬石、石棉、硅灰石、海泡石等無機(jī)礦物質(zhì)為主要成分進(jìn)行球磨捏合處理，將聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚酯、聚碳酸酯、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺、三羥甲基氨基甲烷等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的無機(jī)粉體改性塑料材料，其彈性大、耐候耐用、可環(huán)境自然降解、無毒無害，具有較好的應(yīng)用前景。

(2)本發(fā)明的無機(jī)粉體改性塑料材料原料易得、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

(1)將碳酸鈣3份、滑石粉2份、膨潤(rùn)土1份、氫氧化鎂2份、明礬石2份、石棉1份、硅灰石3份、海泡石1份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為3h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物20份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入乙烯基三乙氧基硅烷1份，捏合時(shí)間為30min，溫度為85℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯5份、聚四氟乙烯1份、酚醛樹脂1份、聚酯2份、聚碳酸酯2份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺1份、三羥甲基氨基甲烷2份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物15份，攪拌均勻后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至380℃，反應(yīng)時(shí)間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例2

(1)將碳酸鈣4份、滑石粉3份、膨潤(rùn)土2份、氫氧化鎂3份、明礬石3份、石棉2份、硅灰石4份、海泡石2份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為4h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物22份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2份，捏合時(shí)間為35min，溫度為90℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯6份、聚四氟乙烯2份、酚醛樹脂2份、聚酯3份、聚碳酸酯3份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺1份、三羥甲基氨基甲烷3份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物19份，攪拌均勻后，加入二乙烯三胺2份和苯乙烯-丁二烯聚合物2份，溫度加熱上升至400℃，反應(yīng)時(shí)間4.3h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙醇油酸酯2份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二乙烯三胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例3

(1)將碳酸鈣5份、滑石粉4份、膨潤(rùn)土5份、氫氧化鎂3份、明礬石4份、石棉2份、硅灰石6份、海泡石2份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為4.5h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物24份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入γ―氨丙基三甲氧基硅烷3份，捏合時(shí)間為40min，溫度為95℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯7份、聚四氟乙烯3份、酚醛樹脂4份、聚酯3份、聚碳酸酯5份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺2份、三羥甲基氨基甲烷4份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物23份，攪拌均勻后，加入間二甲苯3份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3份，溫度加熱上升至420℃，反應(yīng)時(shí)間4.6h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙酸月桂醇酯2份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入間二甲苯2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例4

(1)將碳酸鈣6份、滑石粉5份、膨潤(rùn)土6份、氫氧化鎂4份、明礬石5份、石棉3份、硅灰石7份、海泡石3份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為5h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物25份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份，捏合時(shí)間為45min，溫度為100℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯8份、聚四氟乙烯4份、酚醛樹脂5份、聚酯4份、聚碳酸酯6份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺3份、三羥甲基氨基甲烷5份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物25份，攪拌均勻后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至450℃，反應(yīng)時(shí)間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例1

(1)將碳酸鈣3份、氫氧化鎂2份、明礬石2份、石棉1份、硅灰石3份、海泡石1份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為3h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物20份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入乙烯基三乙氧基硅烷1份，捏合時(shí)間為30min，溫度為85℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將步驟(3)得到的擠出產(chǎn)物加入到75％的苯甲酰溶液中進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為60min；

(5)將聚苯乙烯5份、聚酯2份、聚碳酸酯2份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺1份、三羥甲基氨基甲烷2份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(4)得到的活化物15份，攪拌均勻后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至380℃，反應(yīng)時(shí)間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應(yīng)30min；

(6)將步驟(5)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

對(duì)比例2

(1)將碳酸鈣6份、滑石粉5份、膨潤(rùn)土6份、氫氧化鎂4份、明礬石5份、石棉3份、硅灰石7份、海泡石3份加入到高速球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為5h，球磨機(jī)功率為350w，球磨時(shí)加入少量液氮，使產(chǎn)物粉碎徹底，收集球磨產(chǎn)物過篩，過篩孔徑為500目；

(2)將步驟(1)的過篩產(chǎn)物25份加入到高速捏合機(jī)中，同時(shí)加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份，捏合時(shí)間為45min，溫度為100℃；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物注入雙螺桿擠出機(jī)，螺桿溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘；

(4)將聚苯乙烯8份、聚四氟乙烯4份、酚醛樹脂5份、聚酯4份、聚碳酸酯6份、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺3份、三羥甲基氨基甲烷5份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，同時(shí)加入步驟(3)得到的活化物25份，攪拌均勻后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至450℃，反應(yīng)時(shí)間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應(yīng)30min；

(5)將步驟(4)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；

(6)將步驟(5)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進(jìn)行脫模；

(7)將步驟(8)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

制得的無機(jī)粉體改性塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2的制得的無機(jī)粉體改性塑料材料分別進(jìn)行失重率、耐堿性、拉伸極限強(qiáng)度這幾項(xiàng)性能測(cè)試。

表1

本發(fā)明的無機(jī)粉體改性塑料材料的制備方法及應(yīng)用利用碳酸鈣、滑石粉、膨潤(rùn)土、氫氧化鎂、明礬石、石棉、硅灰石、海泡石等無機(jī)礦物質(zhì)為主要成分進(jìn)行球磨捏合處理，將聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚酯、聚碳酸酯、2-氨基苯酚-4-磺酰甲胺、三羥甲基氨基甲烷等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的無機(jī)粉體改性塑料材料，其彈性大、耐候耐用、可環(huán)境自然降解、無毒無害，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的無機(jī)粉體改性塑料材料原料易得、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。