CN112080117A - 一种环保型高耐热阻燃改性塑料及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型高耐热阻燃改性塑料及其加工工艺,该改性塑料是以淀粉、改性聚乳酸作为塑料主体,向其中加入环氧树脂,其中环氧树脂上所携带的环氧基团能够在高温高剪切力的作用下与淀粉上的羟基以及聚乳酸上的羟基与羧基反应,从而提升混合体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升所成型塑料制品的强度,其中改性玻璃纤维的表面通过环氧树脂固定有纳米有机蒙脱土,改性玻璃纤维的表面固定的环氧树脂同样能够提升玻璃纤维在混合体系中的分散效果以及玻璃纤维与分散体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升塑料的强度,同时玻璃纤维以及玻璃纤维表面固定的纳米有机蒙脱土均具有阻燃或不燃的特性,能够提升塑料制品的阻燃能力。
Description
技术领域
本发明属于环保高分子材料技术领域,具体的,涉及一种环保型高耐热阻燃改性塑料及其加工工艺。
背景技术
塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松香、虫胶等。树脂约占塑料总重量的40%~100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性,但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成,不含或少含添加剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等。
塑料的性能使其在多个领域有着广泛的应用,但是随着塑料使用量的逐年上涨,由于大部分塑料制品的不可降解性,导致塑料污染对环境带来严重的破坏,因此采用具有可降解性能的塑料产品是现有技术中需要解决的问题之一,聚乳酸是一种可降解塑料产品,也是现有技术中常用的一种可降解塑料材料,但是由于聚乳酸的软化点较低,因此直接降低了聚乳酸可降解塑的使用范围,并且聚乳酸塑料具有易燃的性质,这些也都限制了聚乳酸塑料制品的使用范围,为了解决上述问题,本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型高耐热阻燃改性塑料及其加工工艺。
本发明需要解决的技术问题为:
聚乳酸是一种可降解塑料产品,也是现有技术中常用的一种可降解塑料材料,但是由于聚乳酸的软化点较低,因此直接降低了聚乳酸可降解塑的使用范围,并且聚乳酸塑料具有易燃的性质,这些也都限制了聚乳酸塑料制品的使用范围。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种环保型高耐热阻燃改性塑料,由如下原料加工制备而成:改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维,且各原料之间的重量比为改性聚乳酸:改性淀粉:环氧树脂:改性玻璃纤维=100:10-55:3-7:1-3;
上述环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至80-90℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至30-45℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至40-50℃,恒温搅拌反应2-3h,脱水破碎后得到改性淀粉;
其中引发剂为铈铵硝酸,引发剂的添加量为淀粉重量的2%-4.5%;
所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙烯酯按照重量比1-2.4:1的均匀混合物,接枝单体的添加量为淀粉重量的9%-13.5%;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
其中双螺杆挤出温度为150-170℃,螺杆转速为100r/min;
以淀粉、改性聚乳酸作为塑料主体,向其中加入环氧树脂,其中环氧树脂上所携带的环氧基团能够在高温高剪切力的作用下与淀粉上的羟基以及聚乳酸上的羟基与羧基反应,从而提升混合体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升所成型塑料制品的强度,其中改性玻璃纤维的表面通过环氧树脂固定有纳米有机蒙脱土,改性玻璃纤维的表面固定的环氧树脂同样能够提升玻璃纤维在混合体系中的分散效果以及玻璃纤维与分散体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升塑料的强度,同时玻璃纤维以及玻璃纤维表面固定的纳米有机蒙脱土均具有阻燃或不燃的特性,能够提升塑料制品的阻燃能力;
所述改性聚乳酸的制备方法为:
SS1、配制pH值为4.5-6的醋酸水溶液,然后向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合搅拌均匀后,向其中加入蒙脱土,搅拌分散后在60-160KHz的频率下超声分散10-13min,然后调节反应温度至75-85℃,保温反应2.5-3h,过滤后将蒙脱土在65-80℃烘干,得到有机改性蒙脱土;
SS2、将步骤SS1得到的有机改性蒙脱土与聚乳酸按照重量比1:9-14均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性聚乳酸,双螺杆挤出温度为150-170℃,螺杆转速为120r/min;
本发明通过在聚乳酸内共混有表面有机改性的蒙脱土,提升聚乳酸的结晶速度,提升聚乳酸的热变形温度,并且蒙脱土具有良好的阻燃效果,起到了提升材料阻燃抑燃功能的效果。
所述改性玻璃纤维的制备方法为:
S1、将纳米有机蒙脱土加入去离子水中,其中纳米有机蒙脱土与去离子水的重量比为1:5-9,搅拌分散均匀后,将该分散液冷冻干燥,然后加入球磨机中,在转速为240-380r/min的条件下先干磨5-9min,使块状有机蒙脱土粉碎,然后向其中加入去离子水,保持转速继续球磨20-35min,得到蒙脱土浆料,向该蒙脱土浆料中加入去离子水,得到纳米有机蒙脱土分散液,其中纳米有机蒙脱土的质量百分比为20%-35%;
S2、配制固含量为18%-25%的水性环氧树脂乳液,在搅拌过程中将该水性环氧树脂乳液加入纳米有机蒙脱土分散液中,待水性环氧树脂乳液完全加入后,提升搅拌速度至1600-2200r/min,搅拌时间10-18min,得到包覆液;
S3、将玻璃纤维加入pH为10.5-12.5的氢氧化钠溶液中,搅拌浸泡处理3-8min,然后用去离子水与乙醇的混合溶液冲洗至中性,然后在60-90℃温度下烘干待用;
所述去离子水与乙醇的混合溶液是指去离子水与乙醇按照体积比1:0.3-3的均匀混合物;
S4、将经过步骤S3处理的玻璃纤维加入步骤S2中制备的包覆液中,在60-100KHz的频率下超声处理5-10min后,静置15-30min后,取出玻璃纤维,沥水后在65-70℃的温度下烘干,得到玻璃纤维中间体;
S5、将步骤S4中处理得到的玻璃纤维中间体加入pH值为10-11.5的氢氧化钠溶液中,浸泡处理4-7min后取出玻璃纤维中间体,用去离子水冲洗至中性后,在60-90℃温度下烘干,得到改性玻璃纤维。
在该步骤中,首先通过将纳米有机蒙脱土分散液与水性环氧树脂乳液高速混合,制备得到具有纳米有机蒙脱土的表面包覆有水性环氧树脂乳液的复合结构的包覆液待用,然后通过稀碱溶液处理玻璃纤维表面,提升玻璃纤维表面的粗糙度,提升玻璃纤维表面的吸附能力,然后将该处理后的玻璃纤维加入包覆液中,超声后静置处理,使玻璃纤维的表面吸附有水性环氧树脂乳液,通过烘干干燥后,水性环氧树脂乳液将纳米有机蒙脱土固定在玻璃纤维表面,然后将处理后的玻璃再次加入氢氧化钠溶液中进行浸泡处理,对玻璃纤维暴露出的部分继续进行处理,进一步提升玻璃纤维表面的粗糙度。
本发明的有益效果:
本发明所述一种环保型高耐热阻燃改性塑料,是以淀粉、改性聚乳酸作为塑料主体,向其中加入环氧树脂,其中环氧树脂上所携带的环氧基团能够在高温高剪切力的作用下与淀粉上的羟基以及聚乳酸上的羟基与羧基反应,从而提升混合体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升所成型塑料制品的强度,其中改性玻璃纤维的表面通过环氧树脂固定有纳米有机蒙脱土,改性玻璃纤维的表面固定的环氧树脂同样能够提升玻璃纤维在混合体系中的分散效果以及玻璃纤维与分散体系中淀粉与聚乳酸的结合效果,提升塑料的强度,同时玻璃纤维以及玻璃纤维表面固定的纳米有机蒙脱土均具有阻燃或不燃的特性,能够提升塑料制品的阻燃能力;本发明所述改性聚乳酸是通过在聚乳酸内共混有表面有机改性的蒙脱土,提升聚乳酸的结晶速度,提升聚乳酸的热变形温度,并且蒙脱土具有良好的阻燃效果,起到了提升材料阻燃抑燃功能的效果。本发明所述改性玻璃纤维的制备首先通过将纳米有机蒙脱土分散液与水性环氧树脂乳液高速混合,制备得到具有纳米有机蒙脱土的表面包覆有水性环氧树脂乳液的复合结构的包覆液待用,然后通过稀碱溶液处理玻璃纤维表面,提升玻璃纤维表面的粗糙度,提升玻璃纤维表面的吸附能力,然后将该处理后的玻璃纤维加入包覆液中,超声后静置处理,使玻璃纤维的表面吸附有水性环氧树脂乳液,通过烘干干燥后,水性环氧树脂乳液将纳米有机蒙脱土固定在玻璃纤维表面,然后将处理后的玻璃再次加入氢氧化钠溶液中进行浸泡处理,对玻璃纤维暴露出的部分继续进行处理,进一步提升玻璃纤维表面的粗糙度,从而提升玻璃纤维在塑料混合体系中的连接强度。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保型高耐热阻燃改性塑料,由如下原料加工制备而成:改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维,且各原料之间的重量比为改性聚乳酸:改性淀粉:环氧树脂:改性玻璃纤维=100:30:5:2.5;
上述环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至88℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至40℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至45℃,恒温搅拌反应3h,脱水破碎后得到改性淀粉;
其中引发剂为铈铵硝酸,引发剂的添加量为淀粉重量的3.5%;
所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙烯酯按照重量比2.2:1的均匀混合物,接枝单体的添加量为淀粉重量的12%;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
其中双螺杆挤出温度为165℃,螺杆转速为100r/min;
所述改性聚乳酸的制备方法为:
SS1、配制pH值为5的醋酸水溶液,然后向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合搅拌均匀后,向其中加入蒙脱土,搅拌分散后在100KHz的频率下超声分散12min,然后调节反应温度至80℃,保温反应2.5h,过滤后将蒙脱土在75℃烘干,得到有机改性蒙脱土;
SS2、将步骤SS1得到的有机改性蒙脱土与聚乳酸按照重量比1:11均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性聚乳酸,双螺杆挤出温度为165℃,螺杆转速为120r/min;
所述改性玻璃纤维的制备方法为:
S1、将纳米有机蒙脱土加入去离子水中,其中纳米有机蒙脱土与去离子水的重量比为1:7,搅拌分散均匀后,将该分散液冷冻干燥,然后加入球磨机中,在转速为260r/min的条件下先干磨7min,使块状有机蒙脱土粉碎,然后向其中加入去离子水,保持转速继续球磨30min,得到蒙脱土浆料,向该蒙脱土浆料中加入去离子水,得到纳米有机蒙脱土分散液,其中纳米有机蒙脱土的质量百分比为25%;
S2、配制固含量为20%的水性环氧树脂乳液,在搅拌过程中将该水性环氧树脂乳液加入纳米有机蒙脱土分散液中,待水性环氧树脂乳液完全加入后,提升搅拌速度至2000r/min,搅拌时间16min,得到包覆液,其中纳米有机蒙脱土分散液与水性环氧树脂乳液的体积比为1:2;
S3、将玻璃纤维加入pH为11.5的氢氧化钠溶液中,搅拌浸泡处理6min,然后用去离子水与乙醇的混合溶液冲洗至中性,然后在75℃温度下烘干待用;
所述去离子水与乙醇的混合溶液是指去离子水与乙醇按照体积比1:1的均匀混合物;
S4、将经过步骤S3处理的玻璃纤维加入步骤S2中制备的包覆液中,在80KHz的频率下超声处理6min后,静置20min后,取出玻璃纤维,沥水后在70℃的温度下烘干,得到玻璃纤维中间体;
S5、将步骤S4中处理得到的玻璃纤维中间体加入pH值为11.5的氢氧化钠溶液中,浸泡处理5min后取出玻璃纤维中间体,用去离子水冲洗至中性后,在75℃温度下烘干,得到改性玻璃纤维。
实施例2
一种环保型高耐热阻燃改性塑料,由如下原料加工制备而成:改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维,且各原料之间的重量比为改性聚乳酸:改性淀粉:环氧树脂:改性玻璃纤维=100:20:5:3;
上述环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至85℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至35℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至45℃,恒温搅拌反应2h,脱水破碎后得到改性淀粉;
其中引发剂为铈铵硝酸,引发剂的添加量为淀粉重量的3.5%;
所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙烯酯按照重量比2:1的均匀混合物,接枝单体的添加量为淀粉重量的12%;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
其中双螺杆挤出温度为160℃,螺杆转速为100r/min;
所述改性聚乳酸的制备方法为:
SS1、配制pH值为5的醋酸水溶液,然后向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合搅拌均匀后,向其中加入蒙脱土,搅拌分散后在120KHz的频率下超声分散10min,然后调节反应温度至80℃,保温反应2.5h,过滤后将蒙脱土在70℃烘干,得到有机改性蒙脱土;
SS2、将步骤SS1得到的有机改性蒙脱土与聚乳酸按照重量比1:12均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性聚乳酸,双螺杆挤出温度为160℃,螺杆转速为120r/min;
所述改性玻璃纤维的制备方法为:
S1、将纳米有机蒙脱土加入去离子水中,其中纳米有机蒙脱土与去离子水的重量比为1:7,搅拌分散均匀后,将该分散液冷冻干燥,然后加入球磨机中,在转速为300r/min的条件下先干磨7min,使块状有机蒙脱土粉碎,然后向其中加入去离子水,保持转速继续球磨30min,得到蒙脱土浆料,向该蒙脱土浆料中加入去离子水,得到纳米有机蒙脱土分散液,其中纳米有机蒙脱土的质量百分比为25%;
S2、配制固含量为23%的水性环氧树脂乳液,在搅拌过程中将该水性环氧树脂乳液加入纳米有机蒙脱土分散液中,待水性环氧树脂乳液完全加入后,提升搅拌速度至2000r/min,搅拌时间13min,得到包覆液,其中纳米有机蒙脱土分散液与水性环氧树脂乳液的体积比为1:2.5;
S3、将玻璃纤维加入pH为11.5的氢氧化钠溶液中,搅拌浸泡处理4min,然后用去离子水与乙醇的混合溶液冲洗至中性,然后在80℃温度下烘干待用;
所述去离子水与乙醇的混合溶液是指去离子水与乙醇按照体积比1:1的均匀混合物;
S4、将经过步骤S3处理的玻璃纤维加入步骤S2中制备的包覆液中,在80KHz的频率下超声处理8min后,静置25min后,取出玻璃纤维,沥水后在70℃的温度下烘干,得到玻璃纤维中间体;
S5、将步骤S4中处理得到的玻璃纤维中间体加入pH值为11.5的氢氧化钠溶液中,浸泡处理6min后取出玻璃纤维中间体,用去离子水冲洗至中性后,在80℃温度下烘干,得到改性玻璃纤维。
对比例1
所述改性玻璃纤维的制备方法为:
S1、将玻璃纤维加入pH为11.5的氢氧化钠溶液中,搅拌浸泡处理6min,然后用去离子水与乙醇的混合溶液冲洗至中性,然后在75℃温度下烘干得到改性玻璃纤维;
所述去离子水与乙醇的混合溶液是指去离子水与乙醇按照体积比1:1的均匀混合物。
其它条件与实施例1相同。
对比例2
上述环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至85℃,使淀粉糊化,脱水破碎后得到改性淀粉;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
其中双螺杆挤出温度为160℃,螺杆转速为100r/min;
所述改性聚乳酸的制备方法为:
SS1、配制pH值为5的醋酸水溶液,然后向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合搅拌均匀后,向其中加入蒙脱土,搅拌分散后在120KHz的频率下超声分散10min,然后调节反应温度至80℃,保温反应2.5h,过滤后将蒙脱土在70℃烘干,得到有机改性蒙脱土;
SS2、将步骤SS1得到的有机改性蒙脱土与聚乳酸按照重量比1:12均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性聚乳酸,双螺杆挤出温度为160℃,螺杆转速为120r/min。
对比例3
上述环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至88℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至40℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至45℃,恒温搅拌反应3h,脱水破碎后得到改性淀粉;
其中引发剂为铈铵硝酸,引发剂的添加量为淀粉重量的3.5%;
所述接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙烯酯按照重量比2.2:1的均匀混合物,接枝单体的添加量为淀粉重量的12%;
第三步,将聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
其中双螺杆挤出温度为165℃,螺杆转速为100r/min。
其它条件与实施例1相同。
实验数据与结果分析
对材料的氧指数(GB2406-80)、冲击强度(GB/T1834-1996)、断裂伸长率(GB/T1040-92)以及在40天,37℃环境下的氧生物降解率进行测试,具体结果见表1:
表1
氧指数 | 冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 断裂伸长率(%) | 氧生物降解率(%) | |
实施例1 | 25 | 12.9 | 8.6 | 93 |
实施例2 | 26 | 12.7 | 9.0 | 91 |
对比例1 | 23 | 8.3 | 6.4 | 93 |
对比例2 | 25 | 9.6 | 7.1 | 96 |
对比例3 | <20 | 13.7 | 11.2 | 91 |
由上述结果可知,本发明所述环保型高耐热阻燃改性塑料,具有良好的看冲击强度与断裂伸长率,同时具有良好的难燃阻燃以及可降解性能,大大提升了聚乳酸可降解塑料的使用防伪。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,由如下原料加工制备而成:改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维,且各原料之间的重量比为改性聚乳酸:改性淀粉:环氧树脂:改性玻璃纤维=100:10-55:3-7:1-3;
该环保型高耐热阻燃改性塑料由如下方法制备而成:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至80-90℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至30-45℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至40-50℃,恒温搅拌反应2-3h,脱水破碎后得到改性淀粉;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,第二步中引发剂为铈铵硝酸,引发剂的添加量为淀粉重量的2%-4.5%。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,第二步中接枝单体为甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙烯酯按照重量比1-2.4:1的均匀混合物,接枝单体的添加量为淀粉重量的9%-13.5%。
4.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,第三步中双螺杆挤出温度为150-170℃,螺杆转速为100r/min。
5.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,所述改性聚乳酸的制备方法包括如下步骤:
SS1、配制pH值为4.5-6的醋酸水溶液,然后向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合搅拌均匀后,向其中加入蒙脱土,搅拌分散后在60-160KHz的频率下超声分散10-13min,然后调节反应温度至75-85℃,保温反应2.5-3h,过滤后将蒙脱土在65-80℃烘干,得到有机改性蒙脱土;
SS2、将步骤SS1得到的有机改性蒙脱土与聚乳酸按照重量比1:9-14均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出造粒,得到改性聚乳酸,双螺杆挤出温度为150-170℃,螺杆转速为120r/min。
6.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,所述改性玻璃纤维的制备方法为:
S1、将纳米有机蒙脱土加入去离子水中,其中纳米有机蒙脱土与去离子水的重量比为1:5-9,搅拌分散均匀后,将该分散液冷冻干燥,然后加入球磨机中,在转速为240-380r/min的条件下先干磨5-9min,使块状有机蒙脱土粉碎,然后向其中加入去离子水,保持转速继续球磨20-35min,得到蒙脱土浆料,向该蒙脱土浆料中加入去离子水,得到纳米有机蒙脱土分散液,其中纳米有机蒙脱土的质量百分比为20%-35%;
S2、配制固含量为18%-25%的水性环氧树脂乳液,在搅拌过程中将该水性环氧树脂乳液加入纳米有机蒙脱土分散液中,待水性环氧树脂乳液完全加入后,提升搅拌速度至1600-2200r/min,搅拌时间10-18min,得到包覆液;
S3、将玻璃纤维加入pH为10.5-12.5的氢氧化钠溶液中,搅拌浸泡处理3-8min,然后用去离子水与乙醇的混合溶液冲洗至中性,然后在60-90℃温度下烘干待用;
S4、将经过步骤S3处理的玻璃纤维加入步骤S2中制备的包覆液中,在60-100KHz的频率下超声处理5-10min后,静置15-30min后,取出玻璃纤维,沥水后在65-70℃的温度下烘干,得到玻璃纤维中间体;
S5、将步骤S4中处理得到的玻璃纤维中间体加入pH值为10-11.5的氢氧化钠溶液中,浸泡处理4-7min后取出玻璃纤维中间体,用去离子水冲洗至中性后,在60-90℃温度下烘干,得到改性玻璃纤维。
7.根据权利要求6所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料,其特征在于,步骤S3中所述去离子水与乙醇的混合溶液是指去离子水与乙醇按照体积比1:0.3-3的均匀混合物。
8.根据权利要求1所述的一种环保型高耐热阻燃改性塑料的加工工艺,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,制备改性玻璃纤维;
第二步,将淀粉加入去离子水中,搅拌分散得到淀粉分散液,然后加热至80-90℃,使淀粉糊化,将得到的糊化淀粉降温至30-45℃,向糊化淀粉中加入引发剂,搅拌混合均匀后向其中加入接枝单体,调节反应温度至40-50℃,恒温搅拌反应2-3h,脱水破碎后得到改性淀粉;
第三步,将改性聚乳酸、改性淀粉、环氧树脂与改性玻璃纤维按照重量比均匀混合后,通过双螺杆挤出机挤出,得到环保型高耐热阻燃改性塑料。
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