1.本发明属于塑料制造技术领域，具体涉及一种干式一步法制备玻璃纤维改性氨基模塑料。
背景技术：
2.氨基模塑料是由甲醛、尿素和三聚氰胺等共缩聚而成的树脂与各种助剂复合而成的一种热固性塑料，具有易成型，成型收缩率低，尺寸精度高，加工性能好等优点。其制品具有优异的耐热性，阻燃性和良好的机械强度。这种材料可广泛应用于与日常生活密切相关的用品，如：门把手，马桶盖板，浴室架，电脑键盘，鼠标，传真电话机，atm 自动取款机，儿童用品，玩具，棋类等。产品具有优异的电绝缘性，电阻特性和优良的绝缘作用，能强力抵抗电弧光，漏电，燃烧以及其他和电器用途相关的不良影响，可以用来制作电器的外壳，电梯按钮，电器部件，线圈的托架，电器开关等。
3.氨基模塑料使用的纤维主要为α-纤维素，其制品具有较高的硬度和脆性，但制品的强度，耐热性能，尺寸稳定性满足不了高性能电器配件等领域的制造。而传统的氨基模塑料的生产工艺工序多，要经过树脂合成、捏合、烘干、粉碎、球磨、分筛等工序，对于注塑料还要进行造粒等工序，生产效率低下。
4.玻璃纤维作为一种应用最广泛的无机纤维，可以大幅提高塑料制品的强度、耐热性和尺寸稳定性，在热固性塑料领域，多用于增强环氧、聚氨酯、酚醛和不饱和聚酯等热固性塑料，用于增强氨基塑料却鲜有报道。另一方面，传统工艺多使用双螺杆挤出混炼机对玻璃纤维短切丝进行分散制备玻璃纤维改性塑料，但对于玻璃纤维改性氨基模塑料，传统的双螺杆挤出工艺并不适用。在玻璃纤维短切丝被双螺杆挤出机分散的过程中会产生大量的热，物料温度急剧升高，而氨基模塑料对热比较敏感，在120℃以上就能固化成型，使用双螺杆挤出混炼机制备玻纤改性氨基模塑料时往往因为摩擦温度太高而使最终产品尚失加工性能，这种情况玻璃纤维含量越高就越严重。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种干式一步法制备玻璃纤维改性氨基模塑料，该种方法不仅可以制备出性能优异的氨基模塑料，同时可以减少氨基模塑的制备工序，大幅提高了模塑料的生产效率，降低能耗和劳动力。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，该方法包括以下步骤：（1）首先将分散剂、润滑剂、偶联剂i按比例配成水溶液a备用；（2）开动卧式桨叶搅拌器，转速控制在80-120r/min，再依次按比例将氨基树脂粉、无机填料、木浆纤维素、脱模剂、颜料投入卧式桨叶搅拌器中搅拌10-20min，再使用喷涂机将步骤（1）配制好的水溶液a均匀喷洒到卧式桨叶搅拌器中，继续以80-120r/min转速将物料混合混合10-20min；（3）将卧式桨叶搅拌器转速调整至20-30r/min，加入经偶联剂ii处理过的玻璃纤
维短切丝，缓慢搅拌混合20min以上，使玻璃纤维短切丝在物料中分散均匀；（4）开动螺旋输送机，螺旋输送机的转速调整至15-20r/min，卧式桨叶搅拌器转速调整至10-20r/min，再打开卧式桨叶搅拌器下料阀，使用螺旋输送机将混合好的物料输送至计量螺杆的料斗中；（5）当计量螺杆料斗的物料达到2/3时，开动往复式单螺杆混炼挤出机，并依次开动油泵、主机螺杆、侧向喂料器螺杆和计量螺杆；（6）缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整150r/min和15r/min，待物料从往复式单螺杆混炼挤出机被挤出结块后，开动压片机、皮带输送机、冷风机、破碎造粒机、振动筛等输送和造粒设备；（7）开动冷却水循环泵，一区采用常温水进行冷却，冷却水温度应低于35℃，二区和三区采用冷冻水冷却，水温应低于10℃；水压应均不低于0.8mpa，水量通过电磁阀智能控制；（8）观察主机螺杆三区物料温度，一区物料温度应控制在60-70℃，二区物料温度应控制在80-90℃，三区物料温度应控制在105-115℃；当三个区域物料温度稳定后，再缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整300r/min和30r/min，此时产量为500kg/h，并按照此工艺进行生产。
7.在本发明中，进一步的，在开动主机螺杆之前，主机螺杆需要提前至少1h预热，三区温度设置：一区50-60℃，二区70-80℃，三区90-100℃。
8.在本发明中，进一步的，氨基树脂粉为脲醛树脂粉、三聚氰胺甲醛树脂粉或三聚氰胺改性的脲醛树脂等。
9.在本发明中，进一步的，无机填料为煅烧高岭土、膨润土、碳酸钙、云母粉、硅微粉、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、蒙脱石粉、硫酸钙中的一种或多种。
10.在本发明中，进一步的，木质纤维素为α-木质纤维素，选用阔叶材α-木质纤维素、针叶材α-木质纤维素中的一种或两种；木质纤维素优选针叶材α-木质纤维素一种。
11.在本发明中，进一步的，分散剂为六偏硫酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇-200、聚丙二醇-600、烷基酚聚乙烯醚、硬脂酸丁酯、硬脂酸酰胺中的一种或多种。
12.在本发明中，进一步的，润滑剂为为聚乙二醇-1000、聚乙二醇4000、聚丙二醇-1000、聚丙二醇-4000、聚丙二醇-330n、硬脂酸复合酯、油酸酰胺和芥酸酰胺、pe蜡、二甘醇二苯甲酸酯中的一种或多种。
13.在本发明中，进一步的，脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸、乙撑双硬脂酸酰胺硬、脂酸钙、二甲基硅油、甲基苯基硅油、乳化硅油中的一种或多种。
14.在本发明中，进一步的，偶联剂i为硅烷偶联剂、锆类偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种，优选为硅烷偶联剂，再为优选为环氧基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂的一种或几种。
15.在本发明中，进一步的，颜料为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、铬绿中的一种或多种。
16.由于氨基模塑料为热固性塑料，加热会使氨基树脂分之间交联反应，固化成型。螺杆制件如物料输送块，分散捏合块，销钉在螺杆旋转中与氨基树脂，玻璃纤维等原料挤压摩擦，产生大量的热量，而这些热量使氨基树脂塑化，与玻璃纤维等分散均匀，同时树脂分之
间交联反应，分子量增大。而分子量过大，模塑料失去流动性，模塑料就会成为废料。而捏合块、销钉和原料的摩擦热为最大，因此，螺杆机捏合块的数量、组合排列方式尤为重要。
17.本发明采用熔融预分散、捏合混炼分散的捏合块组合方式，即捏合块采用两段分列式。第一段为熔融预分散区，位于主机螺杆的第二区，采用两块捏合块间隔布局，即两块捏合块之间间隔一块输送块；第二段捏合混炼分散区，位于螺杆的第三区，采用三块捏合块连续布局。第一段熔融预分散区与第二段捏合混炼分散区间隔五块输送块。
18.往复式单螺杆混炼挤出机具有剪切均匀、高分散、高填充、拉伸熔体等特点，且综合了单、双螺杆挤出机的优点，独一无二的工作原理，加上一整套的螺纹组合元件及配套设备，可以在一部机器上，做到混料、混炼、塑化、分散、剪切、拉伸、脱气、造粒，使得熔体在机器中流动的界面面积远远大于一般的剪切流动。而且由于捏合元件的螺纹是中断的，所以作用在聚合物上的压力很小，不产生明显的温升（双螺杆挤出机是在高剪切和高径向压力下对簿层聚合物进行剪切，必然使熔体产生大的温升，影响物料低温挤出的原则）。同时，往复式单螺杆混炼挤出机的剪切较为柔和，对玻璃纤维的破坏小，很合适高填充特别是热固性塑料制品的制造。本发明创新性的采用往复式单螺杆挤出机，采用一步法干法工艺，对氨基树脂、玻璃纤维等进行混炼、分散和造粒，制备高性能玻纤氨基模塑料。使用该方案，不仅可以制备出性能优异的氨基模塑料，同时可以减少氨基模塑的制备工序，大幅提高了模塑料的生产效率，降低能耗和劳动力。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，根据实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.实施例1玻璃纤维改性氨基模塑料的原料：氨基树脂粉、经偶联剂ii处理过的玻璃纤维短切丝，无机填料、木质纤维素、分散剂、润滑剂、脱模剂、偶联剂i、颜料。
21.无机填料为云母粉，木质纤维素为针叶材α-木质纤维素，分散剂为聚乙二醇-200，润滑剂为为聚乙二醇-1000，脱模剂为硬脂酸锌，偶联剂i为环氧基硅烷偶联剂，颜料为钛白粉。
22.玻璃纤维短切丝，其单丝直径为5-15um，长度为3-6mm；选用的玻璃纤维短切丝经偶联剂ii处理，偶联剂ii为氨基硅烷偶联剂。
23.（1）首先将分散剂、润滑剂、偶联剂i按比例配成水溶液a备用。
24.（2）开动卧式桨叶搅拌器，转速控制在80-120r/min，再依次按比例将氨基树脂粉、无机填料、木浆纤维素、脱模剂、颜料投入卧式桨叶搅拌器中搅拌10-20min，再使用喷涂机将步骤（1）配制好的水溶液a均匀喷洒到卧式桨叶搅拌器中，继续以80-120r/min转速将物料混合混合10-20min。
25.（3）将卧式桨叶搅拌器转速调整至20-30r/min，加入玻璃纤维短切丝，缓慢搅拌混合20min以上，使玻璃纤维短切丝在物料中分散均匀。
26.（4）开动螺旋输送机，螺旋输送机的转速调整至15-20r/min，卧式桨叶搅拌器转速调整至10-20r/min，再打开卧式桨叶搅拌器下料阀，使用螺旋输送机将混合好的物料输送
至计量螺杆的料斗中。
27.（5）当计量螺杆料斗的物料达到2/3时，开动往复式单螺杆混炼挤出机，并依次开动油泵、主机螺杆、侧向喂料器螺杆和计量螺杆。在开动主机螺杆之前，主机螺杆需要提前至少1h预热，三区温度设置：一区50-60℃，二区70-80℃，三区90-100℃。
28.（6）缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整150r/min和15r/min，待物料从往复式单螺杆混炼挤出机被挤出结块后，开动压片机、皮带输送机、冷风机、破碎造粒机、振动筛等输送和造粒设备。
29.（7）开动冷却水循环泵，一区采用常温水进行冷却，冷却水温度应低于35℃，二区和三区采用冷冻水冷却，水温应低于10℃；水压应均不低于0.8mpa，水量通过电磁阀智能控制。
30.（8）观察主机螺杆三区物料温度，一区物料温度应控制在60-70℃，二区物料温度应控制在80-90℃，三区物料温度应控制在105-115℃；当三个区域物料温度稳定后，再缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整300r/min和30r/min，此时产量为500kg/h，并按照此工艺进行生产。
31.制备原理：氨基模塑料为热固性塑料，加热会使氨基树脂分之间交联反应，固化成型。因此，氨基模塑料对温度较为敏感。而往复式单螺杆混炼挤出机具有剪切均匀、高分散、高填充、拉伸熔体等特点。且综合了单、双螺杆挤出机的优点，独一无二的工作原理，加上一整套的螺纹组合元件及配套设备，可以在一部机器上，做到混料、混炼、塑化、分散、剪切、拉伸、脱气、造粒，使得熔体在机器中流动的界面面积远远大于一般的剪切流动。而且由于捏合元件的螺纹是中断的，所以作用在聚合物上的压力很小，不产生明显的温升（而单、双螺杆挤出机是在高剪切和高径向压力下对簿层聚合物进行剪切，必然使熔体产生大的温升，影响物料低温挤出的原则）。同时，复式单螺杆混炼挤出机的剪切较为柔和，对玻璃纤维的破坏小，很适合制备高性能玻纤氨基模塑料。
32.应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。