[发明专利]一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料，具体涉及热塑性塑料技术领域，包括以下原料：热塑性塑料、改性碳纤维、纳米颗粒、增塑剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂。本发明通过将碳纤维通过硝酸和过氧化氢改性后，在复合过程中处于熔融状态的热塑性塑料在高压下进入改性碳纤维的纹孔内，从而产生胶钉效应，形成镶嵌结构和网状结构形态，可以有效提高改性碳纤维与热塑性塑料之间的结合，从而有效提高热塑性塑料的物理力学性质；通过加入有纳米颗粒，纳米颗粒能够与改性碳纤维相互作用提高热塑性塑料的强度，而且纳米颗粒能够将改性碳纤维与热塑性塑料复合后表面的空洞修复，使得热塑性塑料的强度和耐冲击性更好。

技术领域

本发明涉及热塑性塑料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料及其制备方法。

背景技术

热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化，热塑性塑料的种类主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。但这类产品都是以不可再生资源石油为原料，生产过程能耗大，对环境影响较为严重。热塑性塑料根据性能特点、用途广泛性和成型技术通用性等，可分为通用塑料、工程塑料、特殊塑料等。通用塑料的主要特点：用途广泛、加工方便、综合性能好。如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯(ABS)又通称为“五大通用塑料”。工程塑料和特殊塑料的特点是：高聚物的某些结构和性能特别突出，或者成型加工技术难度较大等，往往应用于专业工程或特别领域、场合。主要的工程塑料有：尼龙(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龙PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等，特殊塑料如“医用高分子”类的“合成心脏瓣膜”、“人工关节”等。根据共高聚物的聚集态结构和性能特点又可分为：结晶性塑料和非结晶性塑料两大类。非结晶性塑料又称为无定型塑料。

热塑性塑料加工的一个重要发展方向是提高热塑性塑料的强度和耐冲击性能，从而提高热塑性塑料产品的使用寿命，减少热塑性塑料的重塑，从而减少热塑性塑料在重塑过程中对环境的污染。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高热塑性塑料的强度和耐冲击性能，从而减少热塑性塑料产品重塑时对环境造成的污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料，包括以下重量份的原料：热塑性塑料40-60份、改性碳纤维20-40份、纳米颗粒4-6份、增塑剂1-2份、偶联剂0.2-0.6份、抗氧剂1-2份、润滑剂0.5-1.5份。

在一个优选的实施方式中，包括以下重量份的原料：热塑性塑料45-55份、改性碳纤维25-35份、纳米颗粒4.5-5.5份、增塑剂1.3-1.7份、偶联剂0.3-0.5份、抗氧剂1.3-1.7份、润滑剂0.8-1.2份。

在一个优选的实施方式中，包括以下重量份的原料：热塑性塑料50份、改性碳纤维30份、纳米颗粒5份、增塑剂1.5份、偶联剂0.4份、抗氧剂1.5份、润滑剂1份。

在一个优选的实施方式中，所述纳米颗粒为氧化锌、二氧化钛、二氧化硅和纳米银中的一种或多种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二仲辛酯。

在一个优选的实施方式中，所述热塑性塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的一种，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗氧剂为4-甲基-6-叔丁基苯酚，所述润滑剂为有机硅分散润滑剂。

本发明还提供一种高强度耐冲击的热塑性环保塑料的制备方法，具体制备步骤如下：