一种耐老化的塑料颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料颗粒，具体涉及一种耐老化的塑料颗粒及其制备方法。
背景技术
塑料具有质轻、不锈蚀、绝缘性好等特点而在生活中被广泛应用。塑料制品在日常生活中随处可见，其应用领域已十分广泛，各个领域都与塑料制品无法完全脱离关系；传统塑料颗粒耐老化性能差，耐老化效果的持久性差，传统塑料颗粒在生产过程中，加工步骤复杂，生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐老化的塑料颗粒及其制备方法，本发明通过对聚苯乙烯、聚丙烯分别进行改性，通过将抗老化溶液和硅藻土进行混合得到改性硅藻土，通过在塑料颗粒的制备原料中添加改性硅藻土，大大提高了该塑料颗粒的耐老化性能，解决了传统塑料颗粒耐老化性能差的技术问题；
本发明中研磨后的硅藻土穿过筛板并掉落到第一壳体的底部，并沿第一壳体下侧内壁滑落到导出管，并通过导出管进入到固定筒中，将三亚磷酸酯、苯并三氮唑、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸、2,4,6-三氯酚、安息香甲基醚从第二进料口加入到搅拌筒中，启动第三电机，第三电机带动搅拌杆、搅拌叶片转动，并对搅拌筒内的溶液进行搅拌，得到抗老化溶液，打开搅拌筒底部的阀门，同时启动液泵，抗老化溶液通过导管、进料管进入固定筒中，通过第二电机带动转动轴转动，转动轴带动螺旋叶片转动，螺旋叶片转动的同时对硅藻土、抗老化溶液进行混合，本发明通过具有多孔结构的硅藻土对抗老化溶液进行吸收，可以使抗老化溶液稳定吸附在硅藻土上，解决了传统塑料颗粒耐老化效果的持久性差的技术问题；
本发明通过将硅藻土从硅藻土加工装置的第一进料口加入，硅藻土进入到第一壳体内，启动第一电机，第一电机通过齿轮、链条带动两个研磨辊转动，两个研磨辊对硅藻土进行研磨，通过第一气缸带动活动筒来回移动，并配合螺旋叶片使用对硅藻土进行搓揉挤压，使硅藻土吸收抗老化溶液，通过第二气缸得到活动环移动，使多余的抗老化溶液从活动筒的通孔排出，并得到改性硅藻土，本发明通过对硅藻土研磨细化，使硅藻土可以对抗老化溶液进行充分吸收，解决了传统塑料颗粒在加工时抗老化溶液无法快速融合，生产效率低的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐老化的塑料颗粒，该塑料颗粒通过下述重量份的原料制备得到：聚苯乙烯30-40份、硫酸钡10-15份、改性硅藻土13-16份、玻璃纤维7-8份、2,6-二叔丁基对甲酚5-6份、二羟甲基环己烷6-9份、聚丙烯25-30份、MBS6-10份、丁苯橡胶15-20份、硅酸铝4-6份、异佛尔酮二异氰酸酯3-7份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5-8份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯8-10份、聚碳酸酯多元醇7-11份、纳米碳化硅8-13份、炭黑5-9份。
一种耐老化的塑料颗粒的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将聚苯乙烯和硫酸钡在55-70℃的条件下反应2-3h，加入玻璃纤维、2,6-二叔丁基对甲酚和二羟甲基环己烷，在65-85℃的条件下反应6-7h，得到改性聚苯乙烯；
步骤二、将聚丙烯、MBS在65-80℃的条件下反应4-5h，加入丁苯橡胶，并在100-115℃的条件下反应5-6h，得到反应物一，将反应物一转入高速剪切分散机，以900-1350r/min的转速进行高速剪切并在15-45℃的条件下反应8-15min，再加水分散，静置10min后得到乳液，将乳液在55-75℃以及真空条件下脱溶得到改性聚丙烯；
步骤三、将硅藻土从硅藻土加工装置的第一进料口加入，硅藻土进入到第一壳体内，启动第一电机，第一电机通过齿轮、链条带动两个研磨辊转动，两个研磨辊对硅藻土进行研磨，研磨后的硅藻土穿过筛板并掉落到第一壳体的底部，并沿第一壳体下侧内壁滑落到导出管，并通过导出管进入到固定筒中，将三亚磷酸酯、苯并三氮唑、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸、2,4,6-三氯酚、安息香甲基醚从第二进料口加入到搅拌筒中，启动第三电机，第三电机带动搅拌杆、搅拌叶片转动，并对搅拌筒内的溶液进行搅拌，得到抗老化溶液，打开搅拌筒底部的阀门，同时启动液泵，抗老化溶液通过导管、进料管进入固定筒中，启动第二电机，第二电机带动转动轴转动，转动轴带动螺旋叶片转动，螺旋叶片转动的同时对硅藻土、抗老化溶液进行混合，并推动硅藻土移动，启动两个第一气缸，第一气缸带动活动筒来回移动，并配合螺旋叶片使用对硅藻土进行搓揉挤压，使硅藻土吸收抗老化溶液，通过第二气缸得到活动环移动，使多余的抗老化溶液从活动筒的通孔排出，并得到改性硅藻土，打开封盖，取出改性硅藻土；
步骤四、将改性聚苯乙烯、改性聚丙烯、硅酸铝和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，并在75-90℃的条件下反应4-5h，得到反应物二，再将反应物二和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、聚碳酸酯多元醇、纳米碳化硅、炭黑和改性硅藻土放入搅拌机，以1000-1200r/min的转速搅拌1-1.5h，并放入密炼机密炼，密炼温度为165-190℃，转速为1200-1600r/min，然后将密炼后的混合物经造粒机造粒，得到耐老化的塑料颗粒。
进一步的，所述抗老化溶液通过下述重量份的原料制备得到：三亚磷酸酯8-9份、苯并三氮唑5-7份、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸6-8份、2,4,6-三氯酚4-9份、安息香甲基醚10-13份。
进一步的，所述硅藻土加工装置包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的内侧设置有两个研磨辊，所述第一壳体的上表面固定安装有第一电机，所述第一电机用于驱动研磨辊转动，所述第一壳体的内侧水平固定有筛板，所述筛板位于研磨辊的下方，所述第二壳体的内侧设置有固定筒和活动筒，所述第一壳体一侧表面的底部设置有导出管，所述导出管的一端延伸至第二壳体的内侧，且所述导出管位于第二壳体内侧的一端与固定筒顶部连接，第一壳体的顶部设置有第一进料口；
所述固定筒的内侧横向设置有转动轴，所述转动轴上固定安装有螺旋叶片，所述转动轴的一端与第二壳体转动连接，所述转动轴的另一端延伸至活动筒的内侧，所述第二壳体的一侧外壁固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴端与转动轴的一端固定连接，所述活动筒上套设有活动环，所述活动筒的外周面上固定安装有两个第二气缸，两个所述第二气缸的输出杆端部均与活动环固定连接，所述活动筒上开设有若干个通孔，若干个通孔呈环形均匀分布在活动筒上，所述活动筒的外周面上固定安装有两个第一气缸，两个所述第一气缸的输出杆端部均与固定筒固定连接；
所述第二壳体的顶部固定安装有搅拌筒，所述第二壳体上固定安装有液泵，所述搅拌筒的底部通过导管与液泵的输入口连接，所述液泵的输出口通过进料管与固定筒连接，所述第二壳体的底部设置有出料口。
进一步的，所述搅拌筒的顶部设置有第二进料口，所述搅拌筒的底部安装有阀门，所述搅拌筒的上表面固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴延伸至搅拌筒内，所述第三电机的输出轴端固定安装有搅拌杆，所述搅拌杆上固定安装有搅拌叶片。
进一步的，所述第一壳体的下侧内壁为倾斜面，所述导出管靠近第一壳体下侧内壁倾斜向下的一侧。
进一步的，所述活动筒远离固定筒的一端安装有封盖。
进一步的，所述固定筒的一端与第二壳体的一侧内壁固定连接，所述固定筒的另一端与活动筒滑动连接，所述活动筒远离固定筒的一端贯穿第二壳体并延伸至第二壳体的外侧，且活动筒远离固定筒的一端与第二壳体滑动连接。
进一步的，所述第一电机的输出轴端固定安装有齿轮，所述研磨辊通过轴承与第一壳体的内壁转动连接，其中一个所述研磨辊的一端贯穿第一壳体侧壁并延伸至第一壳体的外侧，且其中一个所述研磨辊位于第一壳体外侧的一端也固定安装有齿轮，两个齿轮之间通过链条传动连接，两个研磨辊之间通过两个相啮合的齿轮传动连接。
本发明的有益效果：
本发明通过对聚苯乙烯、聚丙烯分别进行改性，通过将抗老化溶液和硅藻土进行混合得到改性硅藻土，通过在塑料颗粒的制备原料中添加改性硅藻土，大大提高了该塑料颗粒的耐老化性能，根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，进行人工加速老化实验，测试该塑料颗粒人工加速老化后的拉伸强度保持率为85.5-85.9％，冲击强度保持率为87.1-87.5％，质量变化率为1.20-1.23％，该塑料颗粒的耐老化性能优异；
本发明中研磨后的硅藻土穿过筛板并掉落到第一壳体的底部，并沿第一壳体下侧内壁滑落到导出管，并通过导出管进入到固定筒中，将三亚磷酸酯、苯并三氮唑、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸、2,4,6-三氯酚、安息香甲基醚从第二进料口加入到搅拌筒中，启动第三电机，第三电机带动搅拌杆、搅拌叶片转动，并对搅拌筒内的溶液进行搅拌，得到抗老化溶液，打开搅拌筒底部的阀门，同时启动液泵，抗老化溶液通过导管、进料管进入固定筒中，通过第二电机带动转动轴转动，转动轴带动螺旋叶片转动，螺旋叶片转动的同时对硅藻土、抗老化溶液进行混合，本发明通过具有多孔结构的硅藻土对抗老化溶液进行吸收，可以使抗老化溶液稳定吸附在硅藻土上，保证了该塑料颗粒耐老化效果的持久性；
本发明通过将硅藻土从硅藻土加工装置的第一进料口加入，硅藻土进入到第一壳体内，启动第一电机，第一电机通过齿轮、链条带动两个研磨辊转动，两个研磨辊对硅藻土进行研磨，通过第一气缸带动活动筒来回移动，并配合螺旋叶片使用对硅藻土进行搓揉挤压，使硅藻土吸收抗老化溶液，通过第二气缸得到活动环移动，使多余的抗老化溶液从活动筒的通孔排出，并得到改性硅藻土，本发明通过对硅藻土研磨细化，使硅藻土可以对抗老化溶液进行充分吸收。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明硅藻土加工装置的立体结构图；
图2为本发明硅藻土加工装置的正视剖面图；
图3为本发明第一壳体及其内部结构的侧视剖面图；
图4为本发明硅藻土加工装置的局部结构正视剖面图；
图5为本发明搅拌筒及其内部结构的正视剖面图。
图中：1、第一壳体；2、第二壳体；3、第一电机；4、研磨辊；5、第一进料口；6、筛板；7、搅拌筒；8、导管；9、液泵；10、导出管；11、固定筒；12、活动筒；13、第二电机；14、转动轴；15、螺旋叶片；16、第一气缸；17、第二气缸；18、活动环；19、封盖；20、出料口；21、第三电机；22、搅拌杆；23、搅拌叶片；24、第二进料口；25、进料管。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-5所示，一种耐老化的塑料颗粒，该塑料颗粒通过下述重量份的原料制备得到：聚苯乙烯30份、硫酸钡10份、改性硅藻土13份、玻璃纤维7份、2,6-二叔丁基对甲酚5份、二羟甲基环己烷6份、聚丙烯25份、MBS6份、丁苯橡胶15份、硅酸铝4份、异佛尔酮二异氰酸酯3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯8份、聚碳酸酯多元醇7份、纳米碳化硅8份、炭黑5份。
一种耐老化的塑料颗粒的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将聚苯乙烯和硫酸钡在55℃的条件下反应2h，加入玻璃纤维、2,6-二叔丁基对甲酚和二羟甲基环己烷，在65℃的条件下反应6h，得到改性聚苯乙烯；
步骤二、将聚丙烯、MBS在65℃的条件下反应4h，加入丁苯橡胶，并在100℃的条件下反应5h，得到反应物一，将反应物一转入高速剪切分散机，以900r/min的转速进行高速剪切并在15℃的条件下反应8min，再加水分散，静置10min后得到乳液，将乳液在55℃以及真空条件下脱溶得到改性聚丙烯；
步骤三、将硅藻土从硅藻土加工装置的第一进料口5加入，硅藻土进入到第一壳体1内，启动第一电机3，第一电机3通过齿轮、链条带动两个研磨辊4转动，两个研磨辊4对硅藻土进行研磨，研磨后的硅藻土穿过筛板6并掉落到第一壳体1的底部，并沿第一壳体1下侧内壁滑落到导出管10，并通过导出管10进入到固定筒11中，将三亚磷酸酯、苯并三氮唑、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸、2,4,6-三氯酚、安息香甲基醚从第二进料口24加入到搅拌筒7中，启动第三电机21，第三电机21带动搅拌杆22、搅拌叶片23转动，并对搅拌筒7内的溶液进行搅拌，得到抗老化溶液，打开搅拌筒7底部的阀门，同时启动液泵9，抗老化溶液通过导管8、进料管25进入固定筒11中，启动第二电机13，第二电机13带动转动轴14转动，转动轴14带动螺旋叶片15转动，螺旋叶片15转动的同时对硅藻土、抗老化溶液进行混合，并推动硅藻土移动，启动两个第一气缸16，第一气缸16带动活动筒12来回移动，并配合螺旋叶片15使用对硅藻土进行搓揉挤压，使硅藻土吸收抗老化溶液，通过第二气缸17得到活动环18移动，使多余的抗老化溶液从活动筒12的通孔排出，并得到改性硅藻土，打开封盖19，取出改性硅藻土；
步骤四、将改性聚苯乙烯、改性聚丙烯、硅酸铝和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，并在75℃的条件下反应4h，得到反应物二，再将反应物二和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、聚碳酸酯多元醇、纳米碳化硅、炭黑和改性硅藻土放入搅拌机，以1000r/min的转速搅拌1h，并放入密炼机密炼，密炼温度为165℃，转速为1200r/min，然后将密炼后的混合物经造粒机造粒，得到耐老化的塑料颗粒，根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，进行人工加速老化实验(90℃，500h)，测试该塑料颗粒人工加速老化后的拉伸强度保持率为85.5％，冲击强度保持率为87.1％，质量变化率为1.23％。
进一步的，所述抗老化溶液通过下述重量份的原料制备得到：三亚磷酸酯8份、苯并三氮唑5份、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸6份、2,4,6-三氯酚4份、安息香甲基醚10份。
实施例2
如图1-5所示，一种耐老化的塑料颗粒，该塑料颗粒通过下述重量份的原料制备得到：聚苯乙烯40份、硫酸钡15份、改性硅藻土16份、玻璃纤维8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份、二羟甲基环己烷9份、聚丙烯30份、MBS10份、丁苯橡胶20份、硅酸铝6份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯10份、聚碳酸酯多元醇11份、纳米碳化硅13份、炭黑9份。
一种耐老化的塑料颗粒的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将聚苯乙烯和硫酸钡在70℃的条件下反应3h，加入玻璃纤维、2,6-二叔丁基对甲酚和二羟甲基环己烷，在85℃的条件下反应7h，得到改性聚苯乙烯；
步骤二、将聚丙烯、MBS在80℃的条件下反应5h，加入丁苯橡胶，并在115℃的条件下反应6h，得到反应物一，将反应物一转入高速剪切分散机，以1350r/min的转速进行高速剪切并在45℃的条件下反应15min，再加水分散，静置10min后得到乳液，将乳液在75℃以及真空条件下脱溶得到改性聚丙烯；
步骤三、同实施例1；
步骤四、将改性聚苯乙烯、改性聚丙烯、硅酸铝和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，并在90℃的条件下反应5h，得到反应物二，再将反应物二和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、聚碳酸酯多元醇、纳米碳化硅、炭黑和改性硅藻土放入搅拌机，以1200r/min的转速搅拌1.5h，并放入密炼机密炼，密炼温度为190℃，转速为1600r/min，然后将密炼后的混合物经造粒机造粒，得到耐老化的塑料颗粒，根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，进行人工加速老化实验(90℃，500h)，测试该塑料颗粒人工加速老化后的拉伸强度保持率为85.9％，冲击强度保持率为87.5％，质量变化率为1.20％。
进一步的，所述抗老化溶液通过下述重量份的原料制备得到：三亚磷酸酯9份、苯并三氮唑7份、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸8份、2,4,6-三氯酚9份、安息香甲基醚13份。
所述硅藻土加工装置包括第一壳体1和第二壳体2，所述第一壳体1的内侧设置有两个研磨辊4，所述第一壳体1的上表面固定安装有第一电机3，所述第一电机3用于驱动研磨辊4转动，所述第一壳体1的内侧水平固定有筛板6，所述筛板6位于研磨辊4的下方，所述第二壳体2的内侧设置有固定筒11和活动筒12，所述第一壳体1一侧表面的底部设置有导出管10，所述导出管10的一端延伸至第二壳体2的内侧，且所述导出管10位于第二壳体2内侧的一端与固定筒11顶部连接，第一壳体1的顶部设置有第一进料口5；
所述固定筒11的内侧横向设置有转动轴14，所述转动轴14上固定安装有螺旋叶片15，所述转动轴14的一端与第二壳体2转动连接，所述转动轴14的另一端延伸至活动筒12的内侧，所述第二壳体2的一侧外壁固定安装有第二电机13，所述第二电机13的输出轴端与转动轴14的一端固定连接，所述活动筒12上套设有活动环18，所述活动筒12的外周面上固定安装有两个第二气缸17，两个所述第二气缸17的输出杆端部均与活动环18固定连接，所述活动筒12上开设有若干个通孔，若干个通孔呈环形均匀分布在活动筒12上，所述活动筒12的外周面上固定安装有两个第一气缸16，两个所述第一气缸16的输出杆端部均与固定筒11固定连接；
所述第二壳体2的顶部固定安装有搅拌筒7，所述第二壳体2上固定安装有液泵9，所述搅拌筒7的底部通过导管8与液泵9的输入口连接，所述液泵9的输出口通过进料管25与固定筒11连接，所述第二壳体2的底部设置有出料口20。
进一步的，所述搅拌筒7的顶部设置有第二进料口24，所述搅拌筒7的底部安装有阀门，所述搅拌筒7的上表面固定安装有第三电机21，所述第三电机21的输出轴延伸至搅拌筒7内，所述第三电机21的输出轴端固定安装有搅拌杆22，所述搅拌杆22上固定安装有搅拌叶片23。
进一步的，所述第一壳体1的下侧内壁为倾斜面，所述导出管10靠近第一壳体1下侧内壁倾斜向下的一侧。
进一步的，所述活动筒12远离固定筒11的一端安装有封盖19。
进一步的，所述固定筒11的一端与第二壳体2的一侧内壁固定连接，所述固定筒11的另一端与活动筒12滑动连接，所述活动筒12远离固定筒11的一端贯穿第二壳体2并延伸至第二壳体2的外侧，且活动筒12远离固定筒11的一端与第二壳体2滑动连接。
进一步的，所述第一电机3的输出轴端固定安装有齿轮，所述研磨辊4通过轴承与第一壳体1的内壁转动连接，其中一个所述研磨辊4的一端贯穿第一壳体1侧壁并延伸至第一壳体1的外侧，且其中一个所述研磨辊4位于第一壳体1外侧的一端也固定安装有齿轮，两个齿轮之间通过链条传动连接，两个研磨辊4之间通过两个相啮合的齿轮传动连接。
本发明通过对聚苯乙烯、聚丙烯分别进行改性，通过将抗老化溶液和硅藻土进行混合得到改性硅藻土，通过在塑料颗粒的制备原料中添加改性硅藻土，大大提高了该塑料颗粒的耐老化性能，根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，进行人工加速老化实验，测试该塑料颗粒人工加速老化后的拉伸强度保持率为85.5-85.9％，冲击强度保持率为87.1-87.5％，质量变化率为1.20-1.23％，该塑料颗粒的耐老化性能优异；
本发明中研磨后的硅藻土穿过筛板6并掉落到第一壳体1的底部，并沿第一壳体1下侧内壁滑落到导出管10，并通过导出管10进入到固定筒11中，将三亚磷酸酯、苯并三氮唑、3-氨基甲酰甲基-5-甲基-己酸、2,4,6-三氯酚、安息香甲基醚从第二进料口24加入到搅拌筒7中，启动第三电机21，第三电机21带动搅拌杆22、搅拌叶片23转动，并对搅拌筒7内的溶液进行搅拌，得到抗老化溶液，打开搅拌筒7底部的阀门，同时启动液泵9，抗老化溶液通过导管8、进料管25进入固定筒11中，通过第二电机13带动转动轴14转动，转动轴14带动螺旋叶片15转动，螺旋叶片15转动的同时对硅藻土、抗老化溶液进行混合，本发明通过具有多孔结构的硅藻土对抗老化溶液进行吸收，可以使抗老化溶液稳定吸附在硅藻土上，保证了该塑料颗粒耐老化效果的持久性；
本发明通过将硅藻土从硅藻土加工装置的第一进料口5加入，硅藻土进入到第一壳体1内，启动第一电机3，第一电机3通过齿轮、链条带动两个研磨辊4转动，两个研磨辊4对硅藻土进行研磨，通过第一气缸16带动活动筒12来回移动，并配合螺旋叶片15使用对硅藻土进行搓揉挤压，使硅藻土吸收抗老化溶液，通过第二气缸17得到活动环18移动，使多余的抗老化溶液从活动筒12的通孔排出，并得到改性硅藻土，本发明通过对硅藻土研磨细化，使硅藻土可以对抗老化溶液进行充分吸收。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
