本發明專利技術涉及高分子領域，尤其涉及一種植物炭塑料的生產方法，該方法依次包括以下步驟：將植物原料送入微波真空罐中進行微波處理；將經過前處理所得的植物原料依次經歷干燥、預炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃或900-1000℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃或1600-1800℃并保溫2-8h得到植物炭；采用分子量為400-700萬的超高分子量聚乙烯和分子量為100-140萬的高密度聚丙烯為基料共混改性，在加工過程中，添加阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和所得植物炭。本發明專利技術制備的植物炭塑料具有優異韌性、又具備較高的剛性和硬度以及良好的抗靜電性和阻燃性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子領域，尤其涉及。
技術介紹
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指相對分子量在150萬以上的聚乙烯，是一種在目前的工程塑料中綜合性能最佳的新型工程塑料。超高分子量聚乙烯分子結構排列與普通聚乙烯完全相同，但是，由于它具有非常高的相對分子量，因此，它具有了許多普通聚乙烯材料所不具備的優異性能。例如它具有①不易粘附異物；②耐化學腐蝕；③無毒，可循環回收等。盡管超高分子量聚乙烯具有上述優點，可它也有不足之處，如耐溫性差(熱變形溫度為80°C )、尺寸穩定性差、硬度低(洛氏硬度40-50HRM)、剛度低、拉伸強度低(34MPa)、不抗靜電(表面電阻為1015Ω)以及無流動性(熔體流動速率為O)等，給加工成型帶來極大的困難，一般只能依賴于模壓成型或柱塞擠出成型的方法進行加工，限制了超高分子量聚乙烯樹脂的應用。聚丙烯(PP)自1957年工業化以來發展極為迅速，是一種應用很廣泛的塑料。聚丙烯的耐熱性優于聚乙烯，其熔點達164°C，可在100-120°C下長期使用。聚丙烯還具有優良的耐腐蝕性、電絕緣性，它的力學性能，包括拉伸強度、壓縮強度、硬度等也很好，其剛性和耐折疊性十分突出。但是，聚丙烯也有其亟待克服的缺點，象耐磨性、韌性不足等。中國專利CN02110452公開了一種聚丙烯/超高分子量聚乙烯原位成纖共結晶復合材料，然而該材料的力學性能及阻燃性和抗靜電性均有待改進。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有優異韌性、又具備較高的剛性和硬度以及良好的抗靜電性和阻燃性的植物炭塑料的生產方法。本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的 ，其依次包括以下步驟 (1)原料前處理將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 02MPa -O. OOlMPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz 950MHz，微波處理時間為I 3min ； (2)植物炭制備將經過前處理所得的植物原料依次經歷干燥、預炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C或900-1000°C并保溫40_80min，然后再以5-15°C /min的速率升溫至1000-1500°C或1600-1800°C并保溫2_8h得到植物炭； (3)塑料改性米用分子量為400-700萬的超聞分子量聚乙烯和分子量為100-140萬的高密度聚丙烯為基料共混改性，在加工過程中，添加阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和步驟(I)所得植物炭； 其中各組分的重量比為超聞分子量聚乙烯100份； 高密度聚丙烯30-35份； 阻燃劑3-12份； 增韌劑5-10份； 偶聯劑2-5份； 抗氧劑O. 5-1份； 植物炭15-20份。本專利技術通過前處理可以控制植物原料的水分和開孔，有助于后續的植物炭制備，制備的植物炭并且具有良好的導電和去味功能，可以去除塑料的氣味；對塑料性能的抗靜電性具有促進作用；同時超高分子量聚乙烯和高密度聚丙烯的分子鏈之間相互纏繞，通過增韌劑、偶聯劑和抗氧劑調節其相容性和抗氧性，改善了超高分子量的加工性能，使制備所得的植物炭塑料具有優異韌性、又具備較高的剛性和硬度以及阻燃性。作為優選，所述步驟(3)先將所述阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和步驟(I)所得植物炭在密煉機中于90-100°C下捏合40-50min，然后再添加到所述基料中。本專利技術先將先將阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和步驟(I)所得植物炭在密煉機中加壓捏合有助于植物炭與阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑的充分混合，防止阻燃劑、抗氧劑的遷移。作為優選，所述植物原料為玉米芯、竹子或松樹。更優選地，對于玉米芯或竹子，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C并保溫40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升溫至1000-1500°C并保溫2_8h，得到植物炭。更優選地，對于松樹，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至900-1000°C并保溫40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升溫至1600-1800°C并保溫2_8h，得到植物炭。作為優選，所述阻燃劑按重量份數計由以下組分組成低聚磷酸銨20 50份、磷酸銨10 25份、焦磷酸銨6 12份、硫酸銨5 20份、硼酸5 10份、水10 25份。本專利技術所用阻燃劑，對環境無污染，也保證了生產過程中工人的身體安全，并且可以循環使用。作為優選，所述增韌劑為三元乙丙橡膠EPDM或乙丙膠。作為優選，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或鋁鈦復合偶聯劑。作為優選，所述抗氧劑為亞磷酸酯或抗氧劑168。附圖說明圖I是本專利技術植物炭炭化立式移動床的溫度控制系統示意 圖中，A-干燥區；B-預炭化區；C-炭化區；D-煅燒區；E-冷卻區；F-帶CPU的溫度感應裝置；dl/d2/d3-助燃物導入孔；tl/t2/t3-測溫點。具體實施方式如圖I所示，植物炭制備使用的立式移動床分為干燥區A、預炭化區B、炭化區C、煅燒區D和冷卻區E。煅燒區D —側分布有許多可以調節開啟或閉合的助燃物導入孔，如dl、d2、d3等，另一側對應有各個小孔處的測溫點如tl、t2、t3等，各小孔處溫度通過與該測溫點連接的溫度感應裝置F顯示。實施例一 本實施例采用的植物原料為玉米芯。將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 02MPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz，微波處理時間為Imin ； 將經過前處理所得的植物原料依次經歷干燥、預炭化、炭化、煅燒和冷卻，各測溫點的溫度，干燥區A為150°C，預炭化區B為275°C，炭化區C為450°C，升溫時觀測圖I 所示D區即燃燒區不同位置的溫度，當燃燒區某處如d2的溫度過低時，打開該處的小孔，導入空氣就地就近燃燒，使該處溫度升高，控制竹子下移過程中經歷的燃燒區溫度，控制燃燒以50C /min的速率升溫至700°C并保溫40min，然后再以5°C /min的速率升溫至1600°C并保溫2h得到植物炭； 塑料改性先將3份阻燃劑、5份三元乙丙橡膠EPDM增韌劑、2份硅烷偶聯劑、O. 5份亞磷酸酯和15份植物炭在密煉機中于90°C下捏合40min，然后再添加到100份分子量為400-500萬的超高分子量聚乙烯和30份分子量為100-110萬的高密度聚丙烯組成的基料中，高速混合后經雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出溫度為210°C。使用的阻燃劑按重量份數計由以下組分組成低聚磷酸銨20份、磷酸銨10份、焦磷酸銨6份、硫酸銨5份、硼酸5份、水10份。廣品性能指標見表I。實施例二 本實施例采用的植物原料為竹片(長約40cm)。將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. OOlMPa，再進行微波處理，微波頻率為950MHz，微波處理時間為3min ； 將經過前處理所得的植物原料依次經歷干燥、預炭化、炭化、煅燒和冷卻，各測溫點的溫度，干燥區A為150°C，預炭化區B為275°C，炭化區C為450°C，升溫時觀測圖I所示D區即燃燒區不同位置的溫度，當燃燒區某處如d2的溫度過低時，打開該處的小孔，導入空氣就地就近燃燒，使該處溫度升高，控制竹子下移過程中經歷的燃燒區溫度，控制燃燒以150C /min的速率升溫至750°C并保溫80min，然后再以15本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種植物炭塑料的生產方法，其特征在于：依次包括以下步驟：（1）原料前處理：將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為？0.02MPa～？0.001MPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz～950MHz,微波處理時間為1～3min；（2）植物炭制備：將經過前處理所得的植物原料依次經歷干燥、預炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5？15℃/min的速率升溫至700？750℃或900？1000℃并保溫40？80min，然后再以5？15℃/min的速率升溫至1000？1500℃或1600？1800℃并保溫2？8h得到植物炭；（3）塑料改性：采用分子量為400？700萬的超高分子量聚乙烯和分子量為100？140萬的高密度聚丙烯為基料共混改性，在加工過程中，添加阻燃劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和步驟（1）所得植物炭；其中各組分的重量比為：超高分子量聚乙烯？100份；高密度聚丙烯？30？35份；阻燃劑？3？12份；增韌劑？5？10份；偶聯劑？2？5份；抗氧劑？0.5？1份；植物炭？15？20份。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁建中，
申請(專利權)人：浙江建中竹業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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