該發明涉及一種磁性聚乙烯材料及其制備方法。
背景技術：
：聚乙烯是由乙烯聚合制備的一種熱塑性樹脂。聚乙烯具有無毒，無臭，耐低溫性能，能耐大多數酸堿的侵蝕，常溫下不溶于一般溶劑。聚乙烯被廣泛應用于制造容器、單絲、日用品等。目前，聚乙烯材料在磁性和力學強度需要進一步提升。該發明采用聚乙烯、氧化鎳/四氧化三鐵、鐵酸鈷、離子交換纖維、聚氰基丙烯酸酯、呋喃樹脂制備了磁性聚乙烯材料，通過擠出、注塑、模壓、吹塑等工藝制備成各種塑料制品，該方法制備的磁性聚乙烯材料具有優異的磁性和力學強度。技術實現要素：該發明的目的在于提供一種磁性聚乙烯材料的制備方法，該方法通過改變反應物原料和工藝方式，制備的材料具有優異的磁性和力學強度。為了實現上述目的，該發明的技術方案如下。一種磁性聚乙烯材料及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和安息香雙甲醚按照質量份數比為100：15～20：20～30：10～15：15～20：2～7加入到反應器中，攪拌速度為80～90r/min，維持體系溫度20～30℃條件下反應0.2～0.5h，經400～1000w汞燈光照2～10s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、將醋酸鐵、醋酸鈷、聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000按照質量份數比10：10～13：12～19：9～15加入到反應器中，攪拌速度為20～50r/min，維持體系溫度80～100℃條件下反應0.5～1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、將醋酸鐵、氧化鎳、水、異丙醇和活性炭按照質量份數比10：10～12：80～120：26～38：0.5～3加入到反應器中，攪拌速度為70～90r/min，維持體系溫度60～70℃條件下反應0.5～2h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、將聚乙烯、氧化鎳/四氧化三鐵、鐵酸鈷、離子交換纖維、聚氰基丙烯酸酯、呋喃樹脂、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、硬脂酸鈣按照質量份數比100：35～45：15～20：10～18：15～20：13～20：3～8：3～7加入到開煉機中，用開煉機在溫度161～219℃混合反應0.2～0.5h，用擠出機在溫度165～222℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。該發明所述的磁性聚乙烯材料的制備方法，包括下列步驟：(1)、將氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和安息香雙甲醚按照質量份數比為100：15～20：20～30：10～15：15～20：2～7加入到反應器中，攪拌速度為80～90r/min，維持體系溫度20～30℃條件下反應0.2～0.5h，經400～1000w汞燈光照2～10s，得到聚氰基丙烯酸酯；所述的氰基丙烯酸酯乙酯和氰基丙烯酸酯甲酯的目的為了提高聚乙烯的力學強度。(2)、將醋酸鐵、醋酸鈷、聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000按照質量份數比10：10～13：12～19：9～15加入到反應器中，攪拌速度為20～50r/min，維持體系溫度80～100℃條件下反應0.5～1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；所述的聚乙烯醇1000和聚乙二醇1000的目的為了原料的分散均勻性。(3)、將醋酸鐵、氧化鎳、水、異丙醇和活性炭按照質量份數比10：10～12：80～120：26～38：0.5～3加入到反應器中，攪拌速度為70～90r/min，維持體系溫度60～70℃條件下反應0.5～2h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；所述的活性炭的目的為了部分還原三價鐵離子，提高其磁性。(4)、將聚乙烯、氧化鎳/四氧化三鐵、鐵酸鈷、離子交換纖維、聚氰基丙烯酸酯、呋喃樹脂、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、硬脂酸鈣按照質量份數比100：35～45：15～20：10～18：15～20：13～20：3～8：3～7加入到開煉機中，用開煉機在溫度161～219℃混合反應0.2～0.5h，用擠出機在溫度165～222℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料；所述的離子交換纖維、聚氰基丙烯酸酯和呋喃樹脂的目的為了提高聚乙烯的力學強度。該發明的有益效果在于：1、氰基丙烯酸酯乙酯、氰基丙烯酸酯甲酯、丙烯腈和丙烯酸形成的聚合物具有優異的粘結性及內聚強度，能提高聚乙烯的力學強度；2、四氧化三鐵的磁性優于氧化鐵的磁性，通過高溫活性炭還原部分氧化鐵為氧化亞鐵，提高氧化鎳/四氧化三鐵的磁性；活性炭還能提高氧化鎳在四氧化三鐵表面的分散均勻性；鐵酸鈷具有磁性，能輔助氧化鎳/四氧化三鐵提高聚乙烯的磁性；3、離子交換纖維具有大的比表面的同時，還具有纖維的特性，能提高聚乙烯的力學強度；4、呋喃樹脂具有優異的力學強度，能提高聚乙烯的力學強度。具體實施方式下面結合實施例對該發明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解該發明。實施例1一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、26份丙烯腈、14份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和5份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為85r/min，維持體系溫度26℃條件下反應0.3h，經600w汞燈光照3s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、11.3份醋酸鈷、15份聚乙烯醇1000和12份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為30r/min，維持體系溫度90℃條件下反應0.8h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、10.7份氧化鎳、100份水、31份異丙醇和1.2份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為80r/min，維持體系溫度65℃條件下反應1.2h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、39份氧化鎳/四氧化三鐵、16份鐵酸鈷、14份離子交換纖維、17份聚氰基丙烯酸酯、15份呋喃樹脂、5份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、6份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度171℃混合反應0.2h，用擠出機在溫度175℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例2一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、15份氰基丙烯酸酯甲酯、20份丙烯腈、10份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸和2份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為80r/min，維持體系溫度20℃條件下反應0.2h，經1000w汞燈光照2s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、10份醋酸鈷、12份聚乙烯醇1000和9份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為20r/min，維持體系溫度80℃條件下反應0.5h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、10份氧化鎳、80份水、26份異丙醇和0.5份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為70r/min，維持體系溫度60℃條件下反應0.5h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、35份氧化鎳/四氧化三鐵、15份鐵酸鈷、10份離子交換纖維、15份聚氰基丙烯酸酯、13份呋喃樹脂、3份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、3份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度161℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度165℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例3一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、20份氰基丙烯酸酯甲酯、30份丙烯腈、15份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸和7份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度30℃條件下反應0.5h，經400w汞燈光照10s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、13份醋酸鈷、19份聚乙烯醇1000和15份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為50r/min，維持體系溫度100℃條件下反應1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、12份氧化鎳、120份水、38份異丙醇和3份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度70℃條件下反應2h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、45份氧化鎳/四氧化三鐵、20份鐵酸鈷、18份離子交換纖維、20份聚氰基丙烯酸酯、20份呋喃樹脂、8份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、7份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度219℃混合反應0.2h，用擠出機在溫度222℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例4一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、25份丙烯腈、12份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和4份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為85r/min，維持體系溫度26℃條件下反應0.4h，經600w汞燈光照5s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、11份醋酸鈷、16份聚乙烯醇1000和10份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為30r/min，維持體系溫度90℃條件下反應0.7h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、11份氧化鎳、90份水、30份異丙醇和0.7份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為80r/min，維持體系溫度65℃條件下反應0.9h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、40份氧化鎳/四氧化三鐵、17份鐵酸鈷、16份離子交換纖維、18份聚氰基丙烯酸酯、15份呋喃樹脂、6份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、5份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度168℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度172℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例5一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、18份氰基丙烯酸酯甲酯、23份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為82r/min，維持體系溫度24℃條件下反應0.3h，經500w汞燈光照6s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、11.2份醋酸鈷、17份聚乙烯醇1000和14份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為40r/min，維持體系溫度86℃條件下反應0.7h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、11.7份氧化鎳、92份水、28份異丙醇和1份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為75r/min，維持體系溫度67℃條件下反應1.5h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、39份氧化鎳/四氧化三鐵、16份鐵酸鈷、15份離子交換纖維、18份聚氰基丙烯酸酯、17份呋喃樹脂、7份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、6份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度169℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度178℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例6一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、19份氰基丙烯酸酯甲酯、27份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為83r/min，維持體系溫度27℃條件下反應0.3h，經700w汞燈光照5s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、10.7份醋酸鈷、15份聚乙烯醇1000和12份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為35r/min，維持體系溫度88℃條件下反應0.7h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、10.9份氧化鎳、100份水、35份異丙醇和2份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為79r/min，維持體系溫度66℃條件下反應1.6h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、41份氧化鎳/四氧化三鐵、19份鐵酸鈷、16份離子交換纖維、18份聚氰基丙烯酸酯、16份呋喃樹脂、7份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、5份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度175℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度185℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例7一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、16份氰基丙烯酸酯甲酯、27份丙烯腈、13份甲基丙烯酸甲酯、19份丙烯酸和5份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為84r/min，維持體系溫度26℃條件下反應0.4h，經800w汞燈光照4s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、12.1份醋酸鈷、14份聚乙烯醇1000和11份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為45r/min，維持體系溫度95℃條件下反應0.8h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、11.6份氧化鎳、115份水、35份異丙醇和2.3份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為85r/min，維持體系溫度63℃條件下反應1.3h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、43份氧化鎳/四氧化三鐵、16份鐵酸鈷、13份離子交換纖維、19份聚氰基丙烯酸酯、17份呋喃樹脂、4份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、5份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度179℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度189℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。實施例8一種磁性聚乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份氰基丙烯酸酯乙酯、17份氰基丙烯酸酯甲酯、26份丙烯腈、11份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸和3份安息香雙甲醚加入到反應器中，攪拌速度為89r/min，維持體系溫度28℃條件下反應0.3h，經1000w汞燈光照2s，得到聚氰基丙烯酸酯；(2)、稱取10份醋酸鐵、12.8份醋酸鈷、17份聚乙烯醇1000和11份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為39r/min，維持體系溫度92℃條件下反應0.7h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，得到鐵酸鈷；(3)、稱取10份醋酸鐵、11份氧化鎳、100份水、32份異丙醇和1.4份活性炭加入到反應器中，攪拌速度為81r/min，維持體系溫度61℃條件下反應1.2h，產物經80℃、-0.07mpa減壓蒸餾1h，產物經200℃焙燒2h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，經瑪瑙研缽研磨，即得到氧化鎳/四氧化三鐵；(4)、稱取100份聚乙烯、44份氧化鎳/四氧化三鐵、19份鐵酸鈷、12份離子交換纖維、16份聚氰基丙烯酸酯、19份呋喃樹脂、4份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、5份硬脂酸鈣加入到開煉機中，用開煉機在溫度199℃混合反應0.2h，用擠出機在溫度212℃擠出造粒，即得到磁性聚乙烯材料。對照例1本對照例中，不添加聚氰基丙烯酸酯，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例2本對照例中，不添加鐵酸鈷，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例3本對照例中，不添加氧化鎳/四氧化三鐵，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例4本對照例中，不添加離子交換纖維，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例5本對照例中，不添加呋喃樹脂，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例6本對照例中，配方中選用普通聚氰基丙烯酸酯替代實施例1中的聚氰基丙烯酸酯，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例7本對照例中，配方中選用普通鐵酸鈷替代實施例1中的鐵酸鈷，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例8本對照例中，配方中選用普通氧化鎳/四氧化三鐵替代實施例1中的氧化鎳/四氧化三鐵，其它組分與制備方法與實施例1相同。表1實施例1和對照例1～8制得的磁性聚乙烯材料的性能參數實施例1對照例1對照例2對照例3對照例4對照例5對照例6對照例7對照例8拉伸強度/mpa635261605154555961磁導率/h/m929078279091898480以上所述是該發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離該發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為該發明的保護范圍。當前第1頁12