本發(fā)明涉及工程塑料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種耐熱耐腐蝕工程塑料制備方法。
背景技術(shù)：
：工程塑料在機(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達(dá)到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。隨著科技的不斷發(fā)展，航空航天、電子通訊以及軍事等尖端工業(yè)部門對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料“輕量化”、“耐高溫”和“高性能”的要求愈來愈高。目前我國航空航天和其他高
技術(shù)領(lǐng)域：
應(yīng)用的先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料主要是熱固性復(fù)合材料，但由于熱固性復(fù)合材料普遍存在著抗沖擊性和抗損傷能力相對較低、耐熱性較差、制造成本高等不足之處，為此急需耐熱性更高，并且在高溫下其力學(xué)性能良好的新型復(fù)合材料。高性能熱塑性樹脂基復(fù)合材料具有韌性好、耐疲勞損傷和抗沖擊損傷性能高、成型周期短、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，所以受到越來越多的重視。高分子輻射化學(xué)是研究電離輻射與聚合物和單體相互作用產(chǎn)生的化學(xué)變化及其效應(yīng)，它包括電離輻射引發(fā)的各種聚合、交聯(lián)、接枝和裂解等。隨著核反應(yīng)堆和加速器技術(shù)的迅速發(fā)展，為輻射提供了各種輻射源，高分子輻射化學(xué)逐漸應(yīng)用于高分子產(chǎn)品材料的生產(chǎn)和改性。輻照交聯(lián)，采用合適的配方可獲得較好的交聯(lián)效果，使交聯(lián)工程塑料既具有原來柔性、難燃的優(yōu)點(diǎn)，又有很高耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性的特點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種耐熱耐腐蝕工程塑料制備方法，解決了再生工程塑料的上述不足，制備得到的工程塑料力學(xué)性能好，耐熱耐腐蝕性能優(yōu)越。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐熱耐腐蝕工程塑料制備方法，包括如下步驟：（1）制備耐熱耐腐蝕工程塑料母料以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料；（2）按照如下重量份配料：上述耐熱耐腐蝕工程塑料母料88-105份輻照交聯(lián)促進(jìn)劑1-3份改性抗老化阻燃體系2-4份耐候劑1-3份增塑劑0.5-1.5份；（3）將上述各種原料在高速混合器中干混3-5分鐘，再置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒、包裝成品即可；其中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為150-160℃，二區(qū)為170-180℃，三區(qū)為185-205℃，四區(qū)為180-200℃；五區(qū)為200-210℃，停留時間為6-10分鐘，壓力為15-20Mpa；水冷拉條，將擠出后的塑料條經(jīng)過水冷槽進(jìn)行冷卻定型；風(fēng)冷吹干，水冷后的塑料條經(jīng)過風(fēng)冷裝置，將附著塑料條上的水分吹干；牽引切粒，將吹干后的塑料條送入切料中切成粒狀，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為600-800r/min；輻照交聯(lián)，得到耐熱耐腐蝕工程塑料。優(yōu)選的，所述耐熱耐腐蝕工程塑料母料采用如下工藝制得：以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料以重量份計(jì)分別為60-70份、30-45份和12-15份；將間苯二甲酸、乙二醇和酚酞、催化劑和抗氧劑混合均勻,加入到反應(yīng)釜中攪拌,然后加熱進(jìn)行酯化反應(yīng),酯化反應(yīng)的溫度為240-250℃，當(dāng)酯化達(dá)到95%以上后,酯化反應(yīng)結(jié)束；酯化反應(yīng)結(jié)束后,向得到的產(chǎn)物中加入穩(wěn)定劑，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)在相對真空壓力≥-150kPa下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為280-290℃，反應(yīng)時間為200-300min；縮聚反應(yīng)結(jié)束后出料、冷卻、切粒，得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料。其中所述催化劑為銻系、鈦系、鍺系催化劑中的一種；所述穩(wěn)定劑為磷酸酯類、亞磷酸酯類中的一種或幾種；所述抗氧劑為酚類、胺類、亞磷酸酯類、含硫類抗氧劑中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑采用如下方法制得：將N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐混合均勻后，再加入二甲苯，得到預(yù)混溶液，加入的所述N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐的摩爾比為1：（1.5-3），在所述預(yù)混溶液中，所述N-乙基甲基丙烯胺的濃度為0.5-1mol/L；向預(yù)混溶液中加入SO42-/ZrO2-HMS固體酸催化劑并攪拌分散，所加入固體酸的質(zhì)量與所述預(yù)混溶液的體積比為0.5-1.5g/L；低溫-5℃攪拌3-5h，產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥獲得所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。優(yōu)選的，所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取1-3份納米高嶺土，2-4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-35％的碳酸氫鉀水溶液，1.2-1.5份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.5-1.8份石墨烯，0.5-0.8份鈦白粉，0.5-0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1-1.2份長徑比為10-13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在170-190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)35-50min，在450-480℃真空微波輻射3-5h，然后浸于90-110份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至75-85℃超聲波分散1-2.5h，再攪拌分散3-5h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的3-5份懸浮物微波等離子刻蝕處理25-30min，用50-80份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3-5％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在65-75℃下超聲波處理15-30min，取上層懸浮物經(jīng)100-150目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。優(yōu)選的，所述耐候劑包括光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，所述光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的質(zhì)量比為1：（1-3）。優(yōu)選的，所述紫外線吸收劑為UVP-327或ASK-215，所述光穩(wěn)定劑為炭黑。優(yōu)選的，所述輻照交聯(lián)采用鈷源輻照，輻照劑量15-20MGy。本發(fā)明提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：（1）母料的制備過程中引入酚酞第三單體，將聚酯大分子鏈中的柔性二乙醇部分用剛性酚酞基團(tuán)代替，從而形成剛性二酸單體與剛性酚酞單體相連的片段，增強(qiáng)整個分子的剛性和結(jié)晶性能，提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點(diǎn)；（2）采用輻照交聯(lián)工藝，提升工程塑料的耐熱性能和耐腐蝕性能，采用的輻照交聯(lián)劑其以含苯酸酐為合成原料，引入了苯環(huán)結(jié)構(gòu)，不僅提高了交聯(lián)促進(jìn)劑的熔點(diǎn)，還進(jìn)一步提高了交聯(lián)促進(jìn)劑的抗輻射穩(wěn)定性，制備出的工程塑料用輻照交聯(lián)促進(jìn)劑由于分子量增大且具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，高溫?fù)]發(fā)性低，與工程塑料有著良好的相容性；（3）改性抗老化阻燃體系中石墨烯、鈦白粉、埃洛石納米管等阻燃材料與硅灰石針狀纖維等抗老化材料，形成復(fù)合協(xié)同效應(yīng)，極大提升工程塑料的阻燃性能和抗老化性能。具體實(shí)施方式實(shí)施例一以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料；所述耐熱耐腐蝕工程塑料母料采用如下工藝制得：以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料以重量份計(jì)分別為60份、30份和12份；將間苯二甲酸、乙二醇和酚酞、催化劑和抗氧劑混合均勻,加入到反應(yīng)釜中攪拌,然后加熱進(jìn)行酯化反應(yīng),酯化反應(yīng)的溫度為240℃，當(dāng)酯化達(dá)到95%以上后,酯化反應(yīng)結(jié)束；酯化反應(yīng)結(jié)束后,向得到的產(chǎn)物中加入穩(wěn)定劑，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)在相對真空壓力≥-150kPa下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為280℃，反應(yīng)時間為200min；縮聚反應(yīng)結(jié)束后出料、冷卻、切粒，得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料。其中所述催化劑為銻系催化劑；所述穩(wěn)定劑為磷酸酯類；所述抗氧劑為酚類抗氧劑。按照如下重量份配料：上述耐熱耐腐蝕工程塑料母料88份輻照交聯(lián)促進(jìn)劑1份改性抗老化阻燃體系2份耐候劑1份增塑劑0.5份；所述耐候劑包括光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，所述光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的質(zhì)量比為1：1。所述紫外線吸收劑為UVP-327，所述光穩(wěn)定劑為炭黑。將上述各種原料在高速混合器中干混3分鐘，再置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒、包裝成品即可；其中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為150℃，二區(qū)為170℃，三區(qū)為185℃，四區(qū)為180℃；五區(qū)為200℃，停留時間為6分鐘，壓力為15Mpa。水冷拉條，將擠出后的塑料條經(jīng)過水冷槽進(jìn)行冷卻定型；風(fēng)冷吹干，水冷后的塑料條經(jīng)過風(fēng)冷裝置，將附著塑料條上的水分吹干；牽引切粒，將吹干后的塑料條送入切料中切成粒狀，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為600r/min；輻照交聯(lián)，所述輻照交聯(lián)采用鈷源輻照，輻照劑量15MGy，得到耐熱耐腐蝕工程塑料。所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑采用如下方法制得：將N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐混合均勻后，再加入二甲苯，得到預(yù)混溶液，加入的所述N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐的摩爾比為1：1.5，在所述預(yù)混溶液中，所述N-乙基甲基丙烯胺的濃度為0.5mol/L；向預(yù)混溶液中加入SO42-/ZrO2-HMS固體酸催化劑并攪拌分散，所加入固體酸的質(zhì)量與所述預(yù)混溶液的體積比為0.5g/L；低溫-5℃攪拌3h，產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥獲得所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取1份納米高嶺土，2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的碳酸氫鉀水溶液，1.2份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.5份石墨烯，0.5份鈦白粉，0.5份月桂胺聚氧乙烯醚，1份長徑比為10-13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在170℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)35min，在450℃真空微波輻射3h，然后浸于90份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至75℃超聲波分散1h，再攪拌分散3h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的3份懸浮物微波等離子刻蝕處理25min，用50份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在65℃下超聲波處理15min，取上層懸浮物經(jīng)100目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。實(shí)施例二以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料；所述耐熱耐腐蝕工程塑料母料采用如下工藝制得：以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料以重量份計(jì)分別為65份、35份和14份；將間苯二甲酸、乙二醇和酚酞、催化劑和抗氧劑混合均勻,加入到反應(yīng)釜中攪拌,然后加熱進(jìn)行酯化反應(yīng),酯化反應(yīng)的溫度為245℃，當(dāng)酯化達(dá)到95%以上后,酯化反應(yīng)結(jié)束；酯化反應(yīng)結(jié)束后,向得到的產(chǎn)物中加入穩(wěn)定劑，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)在相對真空壓力≥-150kPa下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為285℃，反應(yīng)時間為250min；縮聚反應(yīng)結(jié)束后出料、冷卻、切粒，得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料。其中所述催化劑為鈦系催化劑中的一種；所述穩(wěn)定劑為磷酸酯類；所述抗氧劑為胺類抗氧劑。按照如下重量份配料：上述耐熱耐腐蝕工程塑料母料83份輻照交聯(lián)促進(jìn)劑2份改性抗老化阻燃體系3份耐候劑2份增塑劑1份；所述耐候劑包括光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，所述光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的質(zhì)量比為1：2。所述紫外線吸收劑為UVP-327，所述光穩(wěn)定劑為炭黑。將上述各種原料在高速混合器中干混4分鐘，再置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒、包裝成品即可；其中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為155℃，二區(qū)為175℃，三區(qū)為195℃，四區(qū)為190℃；五區(qū)為205℃，停留時間為8分鐘，壓力為18Mpa。水冷拉條，將擠出后的塑料條經(jīng)過水冷槽進(jìn)行冷卻定型；風(fēng)冷吹干，水冷后的塑料條經(jīng)過風(fēng)冷裝置，將附著塑料條上的水分吹干；牽引切粒，將吹干后的塑料條送入切料中切成粒狀，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為700r/min；輻照交聯(lián)，所述輻照交聯(lián)采用鈷源輻照，輻照劑量18MGy，得到耐熱耐腐蝕工程塑料。所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑采用如下方法制得：將N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐混合均勻后，再加入二甲苯，得到預(yù)混溶液，加入的所述N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐的摩爾比為1：2，在所述預(yù)混溶液中，所述N-乙基甲基丙烯胺的濃度為0.8mol/L；向預(yù)混溶液中加入SO42-/ZrO2-HMS固體酸催化劑并攪拌分散，所加入固體酸的質(zhì)量與所述預(yù)混溶液的體積比為1g/L；低溫-5℃攪拌4h，產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥獲得所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取2份納米高嶺土，3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29％的碳酸氫鉀水溶液，1.3份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為5-10μm的埃洛石納米管，1.6份石墨烯，0.6份鈦白粉，0.6份月桂胺聚氧乙烯醚，1-1.2份長徑比為12:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在170-190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)40min，在460℃真空微波輻射4h，然后浸于98份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至79℃超聲波分散1.5h，再攪拌分散4h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的4份懸浮物微波等離子刻蝕處理27min，用70份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在70℃下超聲波處理18min，取上層懸浮物經(jīng)100目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。實(shí)施例三以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料；所述耐熱耐腐蝕工程塑料母料采用如下工藝制得：以間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料，間苯二甲酸、乙二醇和酚酞為基本原料以重量份計(jì)分別為70份、45份和15份；將間苯二甲酸、乙二醇和酚酞、催化劑和抗氧劑混合均勻,加入到反應(yīng)釜中攪拌,然后加熱進(jìn)行酯化反應(yīng),酯化反應(yīng)的溫度為250℃，當(dāng)酯化達(dá)到95%以上后,酯化反應(yīng)結(jié)束；酯化反應(yīng)結(jié)束后,向得到的產(chǎn)物中加入穩(wěn)定劑，真空下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)在相對真空壓力≥-150kPa下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為290℃，反應(yīng)時間為300min；縮聚反應(yīng)結(jié)束后出料、冷卻、切粒，得到耐熱耐腐蝕工程塑料母料。其中所述催化劑為銻系、鈦系、鍺系催化劑中的一種；所述穩(wěn)定劑為磷酸酯類、亞磷酸酯類中的一種或幾種；所述抗氧劑為酚類、胺類、亞磷酸酯類、含硫類抗氧劑中的一種或幾種。上述耐熱耐腐蝕工程塑料母料105份輻照交聯(lián)促進(jìn)劑3份改性抗老化阻燃體系4份耐候劑3份增塑劑1.5份；所述耐候劑包括光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，所述光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的質(zhì)量比為1：3。所述紫外線吸收劑為ASK-215，所述光穩(wěn)定劑為炭黑。將上述各種原料在高速混合器中干混5分鐘，再置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒、包裝成品即可；其中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)為180℃，三區(qū)為205℃，四區(qū)為200℃；五區(qū)為210℃，停留時間為10分鐘，壓力為20Mpa。水冷拉條，將擠出后的塑料條經(jīng)過水冷槽進(jìn)行冷卻定型；風(fēng)冷吹干，水冷后的塑料條經(jīng)過風(fēng)冷裝置，將附著塑料條上的水分吹干；牽引切粒，將吹干后的塑料條送入切料中切成粒狀，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800r/min；輻照交聯(lián)，所述輻照交聯(lián)采用鈷源輻照，輻照劑量20MGy，得到耐熱耐腐蝕工程塑料。所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑采用如下方法制得：將N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐混合均勻后，再加入二甲苯，得到預(yù)混溶液，加入的所述N-乙基甲基丙烯胺與苯二甲酸酐的摩爾比為1：3，在所述預(yù)混溶液中，所述N-乙基甲基丙烯胺的濃度為1mol/L；向預(yù)混溶液中加入SO42-/ZrO2-HMS固體酸催化劑并攪拌分散，所加入固體酸的質(zhì)量與所述預(yù)混溶液的體積比為1.5g/L；低溫-5℃攪拌5h，產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥獲得所述輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。所述改性抗老化阻燃體系由如下方法制備而成：按質(zhì)量份數(shù)取3份納米高嶺土，4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的碳酸氫鉀水溶液，1.5份表征參數(shù)直徑為50-100nm、長度為10μm的埃洛石納米管，1.8份石墨烯，0.8份鈦白粉，0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1.2份長徑比為13:1的硅灰石針狀纖維，混合均勻，在190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，汽蒸反應(yīng)50min，在480℃真空微波輻射5h，然后浸于110份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的氨基磺酸溶液真空吸濕處理，吸透后加熱至85℃超聲波分散2.5h，再攪拌分散5h，取懸浮物；按質(zhì)量份數(shù)將上述獲得的5份懸浮物微波等離子刻蝕處理30min，用80份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％三聚磷酸鉀分散液的去離子水在75℃下超聲波處理30min，取上層懸浮物經(jīng)150目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性抗老化阻燃體系。經(jīng)測試，本發(fā)明各實(shí)例中耐熱耐腐蝕工程塑料經(jīng)壓片機(jī)壓片成型，性能指標(biāo)如下：技術(shù)指標(biāo)測試標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施例一測試結(jié)果實(shí)施例二測試結(jié)果實(shí)施例三測試結(jié)果彎曲模量（MPa）ISO17891.689.293.5拉伸強(qiáng)度（MPa）ISO527122.5125.1123.2缺口沖擊強(qiáng)度（kJ/m2）ISO17957.453.252.7熔融指數(shù)（g/10min）ISO1133757976最大分解溫度（℃）GB1035-70294291289由上表可知，本發(fā)明得到的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度極高，阻燃性好，耐熱性能極強(qiáng)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本申請保護(hù)范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3