本發(fā)明涉及塑料制備方法，具體涉及一種改性塑料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在塑料工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)塑料因其成本低廉、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，在包裝、電子電器及汽車工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著科技的進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)塑料在性能上的局限性逐漸顯現(xiàn)，如強(qiáng)度不足、耐熱性差、阻燃性能差和易發(fā)生霉變等問(wèn)題，難以滿足高端領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿母咭?。因此，改性塑料作為一種通過(guò)物理或化學(xué)手段在傳統(tǒng)塑料基礎(chǔ)上進(jìn)行改性的新型材料，逐漸成為塑料工業(yè)的研究熱點(diǎn)。

2、改性塑料通過(guò)在塑料基體中添加各種功能性添加劑或改性劑，如增強(qiáng)材料包括玻璃纖維和碳纖維、增韌劑、阻燃劑、抗菌劑等，能夠顯著改善塑料的機(jī)械性能、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性以及特殊的光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能等。這些優(yōu)異的性能使得改性塑料在包裝原料、電子電器材料和汽車工業(yè)材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種改性塑料及其制備方法與應(yīng)用，能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)的塑料阻燃性能、抗菌性能和力學(xué)性能較差的問(wèn)題。

3、技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、一種改性塑料，所述改性塑料的原料按重量份計(jì)包括以下組分：500份聚碳酸酯、12-15份增性聚丙烯酸酯乳液、5-8份復(fù)合抗菌組分、6-10份包覆型阻燃劑組分和3-4份硅烷偶聯(lián)劑kh-560；

6、所述增性聚丙烯酸酯乳液以改性碳纖維和改性二氧化硅對(duì)聚丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性后制得；

7、所述復(fù)合抗菌組分為季氟己基膦鹽組分和季氟癸基膦鹽組分按照等重量比混合制得；

8、所述包覆型阻燃劑組分為以殼聚糖和植酸鈉對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行包覆后制得。

9、更進(jìn)一步地，所述改性碳纖維的制備方法為：

10、s2.1、將乙醇和丙酮按照等體積比混合制備浸漬液，將碳纖維置于浸漬液中浸泡24h，過(guò)濾去除濾液后置于55℃的烘箱內(nèi)干燥2-3h，所得記作預(yù)處理碳纖維；

11、s2.2、稱取2g鹽酸多巴胺溶解于1l濃度為0.01mo?l/l的tr?i?s溶液中制備改性溶液，接著將預(yù)處理碳纖維置于改性溶液中浸漬15-18h，過(guò)濾去除濾液后置于48℃的烘箱內(nèi)干燥2-3h，所得即為改性碳纖維。

12、更進(jìn)一步地，所述改性二氧化硅的制備方法為：稱取20g納米二氧化硅粉末倒入200ml異丙醇中，接著加入3-5g十二烷基三甲基氯化銨、1-2g十六烷基二甲基芐基氯化銨、3-4g二癸基二甲基氯化銨和2-3g十四烷基三甲基溴化銨，以28khz的頻率超聲分散10min后加入2-3g硅烷偶聯(lián)劑kh-570，以800r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20min后置于80℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重，所得即為改性二氧化硅。

13、更進(jìn)一步地，所述增性聚丙烯酸酯乳液的制備方法為：稱取1-2g改性碳纖維、2-3g改性二氧化硅和1g硅烷偶聯(lián)劑kh-570倒入20ml聚丙烯酸酯乳液中，以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min，所得即為增性聚丙烯酸酯乳液。

14、更進(jìn)一步地，所述季氟己基膦鹽組分的制備方法為：稱取5g三苯基膦和9g全氟己基碘烷溶解于乙腈溶劑中，在75℃的水浴條件下以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌48h，接著以40℃的旋蒸溫度旋蒸除去乙腈溶劑，所得產(chǎn)物用乙醚洗滌3次，最后置于35℃的真空干燥箱內(nèi)干燥8h，所得即為季氟己基膦鹽組分。

15、更進(jìn)一步地，所述季氟癸基膦鹽組分的制備方法為：稱取5g三苯基膦和9g全氟癸基碘烷溶解于乙腈溶劑中，在75℃的水浴條件下以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌48h，接著以40℃的旋蒸溫度旋蒸除去乙腈溶劑，所得產(chǎn)物用乙醚洗滌3次，最后置于35℃的真空干燥箱內(nèi)干燥8h，所得即為季氟癸基膦鹽組分。

16、更進(jìn)一步地，所述包覆型阻燃劑組分的制備方法為：稱取5-6g殼聚糖溶解于250ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的醋酸溶液中，在25℃的水浴條件下以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌至溶解后升溫至60℃并加入8-10g聚磷酸銨，接著以原轉(zhuǎn)速攪拌1h后加入10g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的植酸鈉溶液，繼續(xù)反應(yīng)1h后經(jīng)抽濾獲得產(chǎn)物組分，以去離子水對(duì)產(chǎn)物組分洗滌3次并置于55℃的烘箱內(nèi)干燥至恒重后，所得即為包覆型阻燃劑組分。

17、一種改性塑料的制備方法，所述制備方法為：

18、s1、稱取上述重量份的復(fù)合抗菌組分和包覆型阻燃劑組分倒入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨10min后加入上述重量份的硅烷偶聯(lián)劑kh-560并繼續(xù)球磨10min，所得記作第一組分；

19、s2、將s1中的第一組分和上述重量份的聚碳酸酯、增性聚丙烯酸酯乳液一同倒入轉(zhuǎn)矩流變儀中，在230-250℃的溫度下共混8-10min后倒入平板硫化機(jī)中，接著在壓力為10-12mpa、溫度為180-200℃的條件下2-5min，所得即為改性塑料。

20、更進(jìn)一步地，在s1中，球磨的料球比為1：2，球磨的轉(zhuǎn)速為300r/min。

21、一種改性塑料的應(yīng)用，所述應(yīng)用包裝原料、電子電器材料和汽車工業(yè)材料。

22、有益效果

23、本發(fā)明提供了一種改性塑料及其制備方法與應(yīng)用，與現(xiàn)有公知技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

24、1、本發(fā)明將以聚多巴胺包覆改性的碳纖維和硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米二氧化硅加入聚丙烯酸酯乳液中，再將其與聚碳酸酯共混制備改性塑料，能夠提高改性塑料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐候性和耐腐蝕性；由于碳纖維本身具有高強(qiáng)度、高模量的性能，經(jīng)過(guò)聚多巴胺包覆改性后，碳纖維與聚合物基體的界面結(jié)合力得到增強(qiáng)，能夠?qū)⑻祭w維的優(yōu)異力學(xué)性能有效傳遞到聚合物基體中，從而提高改性塑料的整體力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和模量；其次，納米二氧化硅粒子經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑改性后，能夠均勻分散在聚丙烯酸酯乳液中，減少團(tuán)聚現(xiàn)象，從而更有效地發(fā)揮納米粒子的增強(qiáng)作用，納米二氧化硅的加入能夠進(jìn)一步提高改性塑料的硬度和剛性，在改善改性塑料抗沖擊性能的同時(shí)，還能夠提高改性塑料的耐腐蝕性，抵抗酸、堿等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕；最后，先將改性碳纖維和改性二氧化硅分散在聚丙烯酸酯乳液中，再將其與聚碳酸酯共混，借助聚丙烯酸酯乳液本身良好流動(dòng)性的性能，使改性碳纖維和改性二氧化硅更加均勻地分散在聚碳酸酯內(nèi)與其共混，還能夠使制備的改性塑料具有極好的整體熱穩(wěn)定性。

25、2、本發(fā)明將季氟己基膦鹽組分、季氟癸基膦鹽組分和以殼聚糖和植酸鈉包覆后的聚磷酸銨加入聚碳酸酯內(nèi)進(jìn)行共混，能夠提高改性塑料的阻燃性能、加工性能、物理機(jī)械性能和抗菌性能；聚磷酸銨本身具有較好的阻燃性能，通過(guò)殼聚糖和植酸鈉的包覆，能夠進(jìn)一步提高其阻燃效率，而且殼聚糖和植酸鈉的加入能夠改善聚磷酸銨在聚碳酸酯中的分散性，同時(shí)殼聚糖具有成炭作用，能在燃燒過(guò)程中形成保護(hù)層，隔絕氧氣和熱量，從而增強(qiáng)阻燃效果；其次，季氟己基膦鹽和季氟癸基膦鹽與聚碳酸酯共混，能夠與聚碳酸酯分子鏈發(fā)生相互作用，形成更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高材料的熱穩(wěn)定性、耐候性和機(jī)械性能，由于季氟己基膦鹽和季氟癸基膦鹽具有穩(wěn)定的抗菌性能，將其與聚碳酸酯共混，能夠提高改性塑料的抗菌性能。

26、3、本發(fā)明制備的改性塑料具有優(yōu)異的性能，能夠具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，在包裝原料、電子電器材料和汽車工業(yè)材料等領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用價(jià)值。