本发明涉及一种抗氧化沸石增强聚丙烯材料的制备方法，属于聚合物制备
技术领域：
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背景技术：
：聚丙烯材料无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。该材料的制品耐寒性差，低温冲击强度低。制品在使用中易受光、热和氧的作用而老化、耐候性差易燃烧、韧性不好，静电度高，染色性、印刷性和黏合性差等缺点。现如今，最典型的聚合物复合材料的增强材料为玻璃纤维。这种纤维拥有较低的价格，较好的强度特性和与基体之间相对良好的界面粘附性，但玻璃纤维的生产工艺对于人体有一定的伤害，其生产过程中所产生的悬浮物质对于人体的呼吸道有强烈的刺激作用，对于皮肤敏感的人也有不良反应。碳纤维多应用于更具特殊性和要求相对较高的场合，比如航空航天
技术领域：
、军事领域和体育运动领域等。然而，碳纤维所生产的产品成本比玻璃纤维要高出一个数量级，并且碳纤维与基体之间的粘合性不是很好。但是目前常见增强聚丙烯的方法中多是直接加入了无机增强填料，由于填料与基体材料之间的相容性差，使增强后的聚丙烯材料力学强度变低，抗氧化性、耐候性变差。因此，发明一种抗氧化性好，并且力学强度高，填料与聚丙烯基体之间相容性好的新型抗氧化沸石增强聚丙烯材料对聚合物制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前常见增强聚丙烯的方法中多是直接加入了无机增强填料，由于填料与基体材料之间的相容性差，使增强后的聚丙烯材料力学强度变低，抗氧化性、耐候性变差的缺陷，提供了一种抗氧化沸石增强聚丙烯材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种抗氧化沸石增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将偏铝酸钠、尿素以及去离子水混合后装入烧杯得到混合液，将混合液加热升温至70～80℃，再向烧杯中滴加原硅酸，保温搅拌反应2～3h，得到预反应液；（2）将上述预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠混合后移入高压水热釜中，密闭高压水热釜，水热反应20～24h，待水热反应结束后过滤分离得到反应滤渣，自然晾干后即得沸石增强基料，备用；（3）将生鸡蛋和生鸡肝混合后放入组织粉碎机中，粉碎30～40min得到混合粉碎物，将混合粉碎物和猪粪混合并装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液；（4）将上述发酵滤液和备用的沸石增强基料混合后装入发酵罐中，密封罐口，密封发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；（5）将上述发酵滤渣和大豆油按等质量比混合后装入玻璃罐中，先将玻璃罐敞口放置在温室中，静置发霉15～18天，发霉结束后密封发酵罐口，密封发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵滤饼，即为改性沸石增强基料；（6）按重量份数计称取50～60份聚丙烯、10～13份上述改性沸石增强基料、5～8份桃胶和1～3份纳米氧化锌混合后装入混炼机中，混炼，再将混炼后的物料转入双螺杆挤出机中挤压造粒，出料后自然冷却干燥后即得抗氧化沸石增强聚丙烯材料。步骤（1）中所述的偏铝酸钠、尿素以及去离子水的质量比为1:3:13，原硅酸的滴加量为混合液质量的30%。步骤（2）中所述的预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠按质量比为20:1，水热反应的压力为1.8～2.0mpa，水热反应的温度为120～150℃。步骤（3）中所述的生鸡蛋和生鸡肝的质量比为3:1，混合粉碎物和猪粪的质量比为5:1，密封发酵的温度为35～45℃，密封发酵的时间为15～20天。步骤（4）中所述的发酵滤液和沸石增强基料的质量比为5:1，密封发酵的温度为25～35℃，密封发酵的时间为10～15天。步骤（5）中所述的温室的温度为30～40℃，空气相对湿度为80～85%，密封发酵的温度为25～30℃，密封发酵的时间为2～3天。步骤（6）中所述的混炼的温度为180～200℃，混炼的时间为15～20min。本发明的有益效果是：（1）本发明利用原硅酸作为硅源，并将硅源加入尿素和铝源偏铝酸钠的混合液中，利用水热法合成硅铝沸石增强基料，接着将生鸡蛋和生鸡肝和猪粪混合发酵，将发酵滤液和沸石增强基料进行二次发酵，再将二次发酵的滤渣和大豆油在高温高湿条件下发霉，对发霉产物进行发酵，最终得到改性沸石增强基料，利用改性沸石增强基料增强聚丙烯材料即可，本发明在利用水热法制备沸石的过程中，还加入了亚氨基二琥珀酸四钠，在水热反应时，利用了亚氨基二琥珀酸四钠的螯合性能使得硅铝沸石中的金属离子离开原有的晶格，从而在硅铝沸石晶格表面初步产生离子空穴，接着本发明将富含氮磷硫的生鸡蛋和生鸡肝与猪粪混合发酵，在发酵的过程中，猪粪中的微生物会通过代谢作用，形成大量的脂肪酸、各种羧酸、氨基酸等中间产物，利用富含这些中间产物的发酵滤液和沸石增强基料进行二次发酵，中间产物可以与沸石中的无机成分发生化学反应，从而达到微腐效果，使得沸石表面粗糙，比表面积增大，同时中间产物中的氨基酸以及羧酸可以向沸石表面引入大量亲水基团，最终得到表面粗糙，带有大量亲水基团的发酵滤渣，接着将大豆油和发酵滤渣共混，在高温高湿下发霉，使得大豆油酸败产生油酸，之后将发霉物密封发酵，在发酵的过程中，霉菌微生物可以将大豆油降解，并产生大量游离性的酯基基团，这些酯基基团又会在微生物的作用下被引入到沸石表面，从而增加沸石表面疏水性酯基基团数量，同时，大豆油中的大豆磷脂和酸败产生的油酸都是两亲性物质，它的亲水端会和发酵改性后沸石表面的亲水基团吸引，从而使得疏水端外露，因此在沸石表面形成了一层胶束层，这层胶束层增大了沸石颗粒表面的空间位阻，使得相互之间的范德华力减小，因此沸石颗粒的分散性得到提高，而酯基的引入又降低了沸石颗粒的表面能，同样增加了沸石增强基料的分散性，而且酯基还是非极性基团，聚丙烯基体本身也是非极性树脂，根据极性相似原理，两者的相容性也因此得到提高；（2）本发明在水热制备沸石的过程中加入了金属螯合剂，使得沸石晶格表面初步产生金属离子空穴，接着在发酵的过程中，微生物新陈代谢产生的中间产物再次和沸石表面的部分金属离子产生络合反应，使得部分金属离子脱除，从而在沸石的原有晶格上产生金属离子空穴，由于逸出的是金属离子，其带正电荷，因此所产生的金属离子空穴中富含可游离电子，这些可游离电子容易逸出，因此沸石增强基料的失电子能力很强，本身还原性极佳，它的加入，在增加聚丙烯材料力学强度的同时还起到了抗氧化的作用，具有广阔的应用前景。具体实施方式按质量比为1:3:13将偏铝酸钠、尿素以及去离子水混合后装入烧杯得到混合液，将混合液加热升温至70～80℃，再向烧杯中滴加混合液质量30%的原硅酸，保温搅拌反应2～3h，得到预反应液；将预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠按质量比为20:1混合后移入高压水热釜中，密闭高压水热釜，在压力为1.8～2.0mpa下加热升温至120～150℃，水热反应20～24h，待水热反应结束后过滤分离得到反应滤渣，自然晾干后即得沸石增强基料，备用；按质量比为3:1将生鸡蛋和生鸡肝混合后放入组织粉碎机中，粉碎30～40min得到混合粉碎物，将混合粉碎物和猪粪按质量比为5:1混合并装入发酵罐中，在35～45℃下密封发酵15～20天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液；将发酵滤液和备用的沸石增强基料按质量比为5:1混合后装入发酵罐中，密封罐口，在25～35℃下密封发酵10～15天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；将发酵滤渣和大豆油按等质量比混合后装入玻璃罐中，先将玻璃罐敞口放置在温度为30～40℃，空气相对湿度为80～85%的温室中，静置发霉15～18天，发霉结束后密封发酵罐口，在25～30℃下密封发酵2～3天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤饼，即为改性沸石增强基料；按重量份数计称取50～60份聚丙烯、10～13份上述改性沸石增强基料、5～8份桃胶和1～3份纳米氧化锌混合后装入混炼机中，加热升温至180～200℃混炼15～20min，再将混炼后的物料转入双螺杆挤出机中挤压造粒，出料后自然冷却干燥后即得抗氧化沸石增强聚丙烯材料。按质量比为1:3:13将偏铝酸钠、尿素以及去离子水混合后装入烧杯得到混合液，将混合液加热升温至70℃，再向烧杯中滴加混合液质量30%的原硅酸，保温搅拌反应2h，得到预反应液；将预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠按质量比为20:1混合后移入高压水热釜中，密闭高压水热釜，在压力为1.8mpa下加热升温至120℃，水热反应20h，待水热反应结束后过滤分离得到反应滤渣，自然晾干后即得沸石增强基料，备用；按质量比为3:1将生鸡蛋和生鸡肝混合后放入组织粉碎机中，粉碎30min得到混合粉碎物，将混合粉碎物和猪粪按质量比为5:1混合并装入发酵罐中，在35℃下密封发酵15天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液；将发酵滤液和备用的沸石增强基料按质量比为5:1混合后装入发酵罐中，密封罐口，在25℃下密封发酵10天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；将发酵滤渣和大豆油按等质量比混合后装入玻璃罐中，先将玻璃罐敞口放置在温度为30℃，空气相对湿度为80%的温室中，静置发霉15天，发霉结束后密封发酵罐口，在25℃下密封发酵2天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤饼，即为改性沸石增强基料；按重量份数计称取50份聚丙烯、10份上述改性沸石增强基料、5份桃胶和1份纳米氧化锌混合后装入混炼机中，加热升温至180℃混炼15min，再将混炼后的物料转入双螺杆挤出机中挤压造粒，出料后自然冷却干燥后即得抗氧化沸石增强聚丙烯材料。按质量比为1:3:13将偏铝酸钠、尿素以及去离子水混合后装入烧杯得到混合液，将混合液加热升温至75℃，再向烧杯中滴加混合液质量30%的原硅酸，保温搅拌反应3h，得到预反应液；将预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠按质量比为20:1混合后移入高压水热釜中，密闭高压水热釜，在压力为1.9mpa下加热升温至135℃，水热反应22h，待水热反应结束后过滤分离得到反应滤渣，自然晾干后即得沸石增强基料，备用；按质量比为3:1将生鸡蛋和生鸡肝混合后放入组织粉碎机中，粉碎35min得到混合粉碎物，将混合粉碎物和猪粪按质量比为5:1混合并装入发酵罐中，在40℃下密封发酵18天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液；将发酵滤液和备用的沸石增强基料按质量比为5:1混合后装入发酵罐中，密封罐口，在30℃下密封发酵13天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；将发酵滤渣和大豆油按等质量比混合后装入玻璃罐中，先将玻璃罐敞口放置在温度为35℃，空气相对湿度为83%的温室中，静置发霉17天，发霉结束后密封发酵罐口，在28℃下密封发酵2天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤饼，即为改性沸石增强基料；按重量份数计称取55份聚丙烯、11份上述改性沸石增强基料、7份桃胶和2份纳米氧化锌混合后装入混炼机中，加热升温至190℃混炼18min，再将混炼后的物料转入双螺杆挤出机中挤压造粒，出料后自然冷却干燥后即得抗氧化沸石增强聚丙烯材料。按质量比为1:3:13将偏铝酸钠、尿素以及去离子水混合后装入烧杯得到混合液，将混合液加热升温至80℃，再向烧杯中滴加混合液质量30%的原硅酸，保温搅拌反应3h，得到预反应液；将预反应液和亚氨基二琥珀酸四钠按质量比为20:1混合后移入高压水热釜中，密闭高压水热釜，在压力为2.0mpa下加热升温至150℃，水热反应24h，待水热反应结束后过滤分离得到反应滤渣，自然晾干后即得沸石增强基料，备用；按质量比为3:1将生鸡蛋和生鸡肝混合后放入组织粉碎机中，粉碎40min得到混合粉碎物，将混合粉碎物和猪粪按质量比为5:1混合并装入发酵罐中，在45℃下密封发酵20天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤液；将发酵滤液和备用的沸石增强基料按质量比为5:1混合后装入发酵罐中，密封罐口，在35℃下密封发酵15天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；将发酵滤渣和大豆油按等质量比混合后装入玻璃罐中，先将玻璃罐敞口放置在温度为40℃，空气相对湿度为85%的温室中，静置发霉18天，发霉结束后密封发酵罐口，在30℃下密封发酵3天，发酵结束后过滤分离得到发酵滤饼，即为改性沸石增强基料；按重量份数计称取60份聚丙烯、13份上述改性沸石增强基料、8份桃胶和3份纳米氧化锌混合后装入混炼机中，加热升温至200℃混炼20min，再将混炼后的物料转入双螺杆挤出机中挤压造粒，出料后自然冷却干燥后即得抗氧化沸石增强聚丙烯材料。对照例以普通硅铝沸石作增强料改性聚丙烯材料作为对照例对本发明制得的抗氧化沸石增强聚丙烯材料和对照例中的普通硅铝沸石增强聚丙烯材料进行性能检测，检测结果如表1所示：表1性能检测结果检测项目实例1实例2实例3对照例拉伸强度（mpa）42.242.843.035.5弯曲强度（mpa）45.946.346.839.9弯曲模量（mpa）2268226922732175使用寿命（年）6783由上表中检测数据可以看出，本发明制得的抗氧化沸石增强聚丙烯材料，抗氧化性好，并且力学强度高，填料与聚丙烯基体之间相容性好，具有广阔的应用前景。当前第1页12