本發(fā)明屬于有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合材料加工與應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)紡布粒子及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提升，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)塑料袋由于埋藏地下100年都難以被降解，引起的“白色污染”已被人們重視，結(jié)合社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高和國(guó)家“限塑令”的實(shí)施，以無(wú)紡布為代表的手提袋、包裝袋和包覆布等新型環(huán)保包裝材料逐漸豐富著人們的生活，無(wú)紡布手提袋、包裝袋等制品具有環(huán)保時(shí)尚、價(jià)廉、容易分解、可重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)。然而，相比于紡織布，由于常規(guī)的無(wú)紡布原料的拉伸強(qiáng)度低和耐久性差，導(dǎo)致無(wú)紡布制品的循環(huán)使用性弱和承重性差。從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，為了增強(qiáng)無(wú)紡布的拉伸強(qiáng)度和循環(huán)使用性能，可用一維管狀或纖維狀填料對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，增強(qiáng)無(wú)紡布的高拉伸性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)紡布粒子及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)紡布抗拉伸強(qiáng)度小，易扯斷、循環(huán)使用性差的不足。所述的無(wú)紡布粒子可加工性好、抗拉伸強(qiáng)度高，可用作工業(yè)或民用包裝材料、過(guò)濾材料。本發(fā)明的上述目的將通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種無(wú)紡布粒子，包括以下重量份的原料：本發(fā)明采用短切碳纖維和埃洛石納米管作為補(bǔ)強(qiáng)填料，通過(guò)硅灰石增加無(wú)紡布粒子的機(jī)械強(qiáng)度，羧甲基纖維素鈉為分散劑，硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑為表面改性劑。作為優(yōu)選，所述的無(wú)紡布粒子，包括以下重量份的原料：作為優(yōu)選，短切碳纖維、埃洛石納米管和硅灰石的粒徑為800～1500目。本發(fā)明所用埃洛石納米管的管長(zhǎng)為500～1000nm；管內(nèi)徑為15～100nm，加入埃洛石納米管能提高無(wú)紡布粒子的機(jī)械性能。本發(fā)明還提供了一種上述無(wú)紡布粒子的制備方法，包括以下步驟：(1)將短切碳纖維、埃洛石納米管、硅灰石和羧甲基纖維素鈉按配比置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、分散，得到分散粉體a；(2)將步驟(1)所得的分散粉體a與硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑按配比置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、改性，得到改性粉體b；(3)將步驟(2)中所得的改性粉體b與聚丙烯(pp)、pe蠟按配比置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，混合均勻后通過(guò)單螺桿擠出造粒，即得到無(wú)紡布粒子。短切碳纖維、埃洛石納米管和硅灰石作為填充材料，經(jīng)分散劑羧甲基纖維素鈉分散后，通過(guò)改性劑(硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑)進(jìn)行表面改性，可均勻分布在無(wú)紡布粒子中，得到無(wú)紡布粒子。所述硅烷偶聯(lián)劑為kh560、kh550或kh570等。步驟(1)中，高速混合的時(shí)間為30～60min，溫度為80～130℃，速度為600～800轉(zhuǎn)/分鐘。步驟(2)中，高速混合的時(shí)間為30～60min，溫度為120～150℃，速度為600～800轉(zhuǎn)/分鐘。步驟(3)中，高速混合的時(shí)間為10～40min，溫度為130～170℃，速度為600～800轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明還提供了一種上述無(wú)紡布粒子在制備無(wú)紡布制品中的應(yīng)用。在應(yīng)用時(shí)，所述無(wú)紡布粒子作為無(wú)紡布制品的填充粒子，填充量占無(wú)紡布制品原料的20～30％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明無(wú)紡布粒子中，增強(qiáng)填料經(jīng)過(guò)分散和改性處理，可均勻分布在無(wú)紡布粒子中，得到具有無(wú)紡布粒子。2、本發(fā)明無(wú)紡布粒子中，增強(qiáng)填料中短切碳纖維、埃洛石納米管和硅灰石無(wú)毒、無(wú)害，有助于無(wú)紡布的降解，而且大部分增強(qiáng)填料是天然非金屬礦物埃洛石納米管和硅灰石，埃洛石納米管和硅灰石具有儲(chǔ)量大、天然易得的優(yōu)勢(shì)，有助于工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用的開(kāi)展。3、本發(fā)明的無(wú)紡布粒子，可以用作無(wú)紡布手提袋、包裝袋、包覆布、過(guò)濾材料等制品的填充粒子，改善無(wú)紡布品的抗拉伸性。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。實(shí)施例1(1)分別稱取10份短切碳纖維、5份埃洛石納米管和4份硅灰石與0.1份羧甲基纖維素鈉置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，分散，混合時(shí)間為40分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘、混合溫度為110～120℃，得到分散粉體a；(2)將步驟(1)所得的分散粉體a與0.2份硬脂酸、0.3份硅烷偶聯(lián)劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、改性，混合時(shí)間為50分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘、混合溫度為120～130℃，得到改性粉體b；(3)將步驟(2)中所得的改性粉體b與65份pp和0.05份pe蠟置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，混合時(shí)間為20分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為140～150℃，混合均勻后通過(guò)單螺桿擠出造粒，即得到無(wú)紡布粒子。實(shí)施例2(1)分別稱取2份短切碳纖維、15份埃洛石納米管和10份硅灰石與0.01份羧甲基纖維素鈉置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、分散，混合時(shí)間為30分鐘，混合速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為90～100℃，得到分散粉體a；(2)將步驟(1)所得的分散粉體a與0.3份硬脂酸、0.5份硅烷偶聯(lián)劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、改性，混合時(shí)間為50分鐘，混合速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為130～140℃，得到改性粉體b；(3)將步驟(2)中所得的改性粉體b與90份pp和0.2份pe蠟置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，混合時(shí)間為15分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為150～160℃，混合均勻后通過(guò)單螺桿擠出造粒，即得到無(wú)紡布粒子。實(shí)施例3(1)分別稱取5份短切碳纖維、8份埃洛石納米管和6份硅灰石與0.05份羧甲基纖維素鈉置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、分散，混合時(shí)間為60分鐘，混合速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為100～110℃，得到分散粉體a；(2)將步驟(1)所得的分散粉體a與0.1份硬脂酸、0.2份硅烷偶聯(lián)劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、改性，混合時(shí)間為30分鐘，混合速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為140～150℃，得到改性粉體b；(3)將步驟(2)中所得的改性粉體b與80份pp和0.1份pe蠟置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，混合時(shí)間為20分鐘，混合速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為150～170℃，混合均勻后通過(guò)單螺桿擠出造粒，即得到無(wú)紡布粒子。對(duì)比例(1)分別稱取與實(shí)施例1中增強(qiáng)填料(10份短切碳纖維、5份埃洛石納米管和4份硅灰石)質(zhì)量相同的碳酸鈣19份與0.1份羧甲基纖維素鈉置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、分散，混合時(shí)間為20分鐘，速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為100～120℃，得到分散粉體a；(2)將步驟(1)所得的分散粉體a與0.2份硬脂酸、0.3份硅烷偶聯(lián)劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合、改性，混合時(shí)間為30分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為120～130℃，得到改性粉體b；(3)將步驟(2)中所得的改性粉體b與65份pp和0.05份pe蠟置于高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，混合時(shí)間為20分鐘，混合速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，混合溫度為130～150℃，混合均勻后通過(guò)單螺桿擠出造粒，即得到無(wú)紡布粒子。拉伸性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)將制備好的無(wú)紡布粒子進(jìn)行注塑成型，制成待檢測(cè)的樣條，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/ti040塑料拉伸試驗(yàn)方法測(cè)試樣條的拉伸性能。測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1實(shí)施例1～3和對(duì)比例樣品的檢測(cè)分析結(jié)果樣品名稱拉伸強(qiáng)度(mpa)實(shí)施例135.2實(shí)施例229.9實(shí)施例332.4對(duì)比例24.5通過(guò)表1中實(shí)施例1～3及對(duì)比例樣品的拉伸性能檢測(cè)結(jié)果可知，實(shí)施例1～3的拉伸性能明顯優(yōu)于對(duì)比例，說(shuō)明實(shí)施例1～3樣品具有較優(yōu)的拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明以具有纖維狀的填料作為復(fù)合型補(bǔ)強(qiáng)成分，上述與同作為補(bǔ)強(qiáng)作用的碳酸鈣相比，具有明顯的增強(qiáng)終端產(chǎn)品無(wú)紡布粒子機(jī)械力學(xué)的特性。當(dāng)前第1頁(yè)12