一种植物纤维基PP循环再生家电外壳材料及其制备方法与流程

本发明涉及pp再生材料制备，具体涉及一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着家电行业产销量逐年上升，人们对生活品质的追求也越来越高。然而，在追求高性能家电产品的过程中，家电废弃物的处理问题日益凸显。其中大量外壳材料难以循环利用，不仅占用大量土地资源，而且对环境造成严重污染。为解决上述问题，目前，已有的pp循环再生家电外壳材料主要分为以下几种：1.通过回收废弃家电的外壳，进行清洗、破碎、干燥、膨化等工艺处理后，直接用于生产新家电外壳的材料。2.在纯pp再生料的基础上，添加一定比例的改性剂、增强剂等，以提高材料性能，同时实现循环再生。3.将废弃pp材料进行高温裂解，得到低分子量的pp单体，再通过聚合反应合成高聚物，从而得到再生pp材料。但现有pp再生料机械强度较低，且在家电使用过程中，会在外壳表面产生静电，进而吸附灰尘。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料及其制备方法，解决现阶段pp再生材料机械强度不高，且易产生静电的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤a1：将马来酸酐和丙酮混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为0℃的条件下，搅拌并加入对硝基苯胺，升温至8-10℃，进行反应10-15min，升温至55-60℃，进行反应30-40min，加入三乙胺、醋酸酐和醋酸镍，进行反应2-3h，制得中间体1，将中间体1、锡粉和浓盐酸混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为90-95℃的条件下，进行反应1-1.5h，加入氨水至ph值为8，制得改性剂；

5、步骤a2：将pp再生料、改性剂和二甲苯混合均匀，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为130-135℃的条件下，搅拌并加入过氧化二异丙苯，进行反应3-5h，制得改性聚乙烯液，将苯胺、浓盐酸和去离子水混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为3-5℃的条件下，搅拌并加入改性聚乙烯液和改性填料，搅拌10-15min，加入过硫酸铵，进行反应6-8h，烘干并在机头温度190℃，一区温度200℃，二区温度210℃，三区温度220℃，四区温度210℃，五区温度200℃的条件下，挤出造粒，制得家电外壳材料。

6、进一步，步骤a1所述的马来酸酐、对硝基苯胺、三乙胺、醋酸酐和醋酸镍的用量比为50mmo l:50mmo l:5ml:12ml:3.5g，中间体1、锡粉和浓盐酸的用量比为6mmo l:2g:5ml，浓盐酸质量分数为36％。

7、进一步，步骤a2所述的pp再生料、改性剂、二甲苯和过氧化二异丙苯的用量比为15g:1g:150ml:0.12g，苯胺、浓盐酸、去离子水、改性聚乙烯液、改性填料和过硫酸铵的用量比为1g:16ml:100ml:150ml:1-3g:1-1.5g。

8、进一步，所述的改性填料由如下步骤制成：

9、步骤b1：将纤维素、氢氧化钠和无水乙醇混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为25-30℃的条件下，进行反应1-1.5h后，加入氯乙酸，升温至75-80℃，进行反应2-3h，制得羧甲基纤维素，将羧甲基纤维素、4-氨基苯硼酸频哪醇酯、苯胺、二环己基碳二亚胺和dmf混合，在转速为200-300r/min，温度为40-50℃的条件下，进行反应3-5h，制得预处理纤维素；

10、步骤b2：将预处理纤维素、高碘酸钠、四氢呋喃和去离子水混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌并加入盐酸溶液，进行反应3-4h，制得改性纤维素，将改性纤维素、六羟基三亚苯、5a分子筛和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为70-80℃的条件下，进行反应10-15h，制得前驱体；

11、步骤b3：将前驱体、六羟基三亚苯、六水合氯化镁和去离子水混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为85-90℃的条件下，搅拌并加入氨水，进行反应45-50h，离心去除上清，将底物用丙酮洗涤并烘干，制得改性填料。

12、进一步，步骤b1所述的纤维素、氢氧化钠、无水乙醇和氯乙酸的用量比为5g:6g:150ml:6g，羧甲基纤维素上的羧基、4-氨基苯硼酸频哪醇酯、苯胺和二环己基碳二亚胺的摩尔比为3:1:2:3.1。

13、进一步，步骤b2所述的预处理纤维素、高碘酸钠、四氢呋喃、去离子水和盐酸溶液的用量比为3g:15mmo l:40ml:10ml:2ml，盐酸溶液的质量分数为10％，改性纤维素上的硼酸基、六羟基三亚苯和5a分子筛的用量比为15mmo l:15mmo l:2g。

14、进一步，步骤b3所述的前驱体、六水合氯化镁、去离子水和氨水的用量比为2g:1.7g:500ml:2ml，氨水的质量分数为25％。

15、本发明的有益效果：本发明公开的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料以pp再生料、改性剂和二甲苯为原料，搅拌并加入过氧化二异丙苯，进行反应，制得改性聚乙烯液，将苯胺、浓盐酸和去离子水混合搅拌并加入改性聚乙烯液和改性填料，搅拌处理，加入过硫酸铵，进行反应，烘干并挤出造粒，制得家电外壳材料，改性剂以马来酸酐和对硝基苯胺为原料，使得马来酸酐开环与对硝基苯胺上的氨基反应并闭环，制得中间体1，将中间体1用锡粉还原，使得中间体1上的硝基转变为氨基，制得改性剂，将pp再生料和改性剂在过氧化二异丙苯作用下，使得改性剂上的双键与pp再生料分子链接枝，将苯胺、改性聚乙烯液和改性填料共混，在浓盐酸的作用下，在改性聚丙烯分子链和改性填料之间形成聚苯胺结构。

16、改性填料以纤维素和氯乙酸为原料，使得纤维素上的羟基和氯乙酸上的氯原子位点接枝，制得羧甲基纤维素，将羧甲基纤维素、4-氨基苯硼酸频哪醇酯和苯胺在二环己基碳二亚胺脱水反应，使得羧甲基纤维素上的羧基和4-氨基苯硼酸频哪醇酯上的氨基以及苯胺上的氨基脱水反应，制得预处理纤维素，将预处理纤维素用高碘酸钠处理，使得苯硼酸频哪醇酯结构转变为苯硼酸结构，制得改性纤维素，将改性纤维素和六羟基三亚苯反应，使得改性纤维素上的硼酸及和六羟基三亚苯上的部分邻苯二酚反应，制得前驱体，将前驱体、六羟基三亚苯和六水合氯化镁反应，使得前驱体表面的邻苯二酚和六羟基三亚苯上的邻苯二酚与镁离子反应，形成镁基有机框架，制得改性填料。

17、改性聚丙烯分子链和改性填料之间形成聚苯胺结构，同时改性填料表面的镁基有机框架为二维π共轭体系，能够在改性聚丙烯分子链和改性填料之间形成导电通路，进而避免了外壳材料产生静电，通过聚苯胺的连接改善改性聚丙烯分子与改性填料的界面作用力，将链状的聚丙烯分子转变为支化结构，并包覆改性填料，改性填料以纤维素为核，镁有机框架为壳，进而提升外壳材料的机械性能。

1.一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的马来酸酐、对硝基苯胺、三乙胺、醋酸酐和醋酸镍的用量比为50mmol:50mmol:5ml:12ml:3.5g，中间体1、锡粉和浓盐酸的用量比为6mmol:2g:5ml。

3.根据权利要求1所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的pp再生料、改性剂、二甲苯和过氧化二异丙苯的用量比为15g:1g:150ml:0.12g，苯胺、浓盐酸、去离子水、改性聚乙烯液、改性填料和过硫酸铵的用量比为1g:16ml:100ml:150ml:1-3g:1-1.5g。

4.根据权利要求1所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：所述的改性填料由如下步骤制成：

5.根据权利要求4所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤b1所述的纤维素、氢氧化钠、无水乙醇和氯乙酸的用量比为5g:6g:150ml:6g，羧甲基纤维素上的羧基、4-氨基苯硼酸频哪醇酯、苯胺和二环己基碳二亚胺的摩尔比为3:1:2:3.1。

6.根据权利要求4所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤b2所述的预处理纤维素、高碘酸钠、四氢呋喃、去离子水和盐酸溶液的用量比为3g:15mmol:40ml:10ml:2ml，盐酸溶液的质量分数为10％，改性纤维素上的硼酸基、六羟基三亚苯和5a分子筛的用量比为15mmol:15mmol:2g。

7.根据权利要求4所述的一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤b3所述的前驱体、六水合氯化镁、去离子水和氨水的用量比为2g:1.7g:500ml:2ml。

8.一种植物纤维基pp循环再生家电外壳材料，其特征在于：根据权利要求1-7任一所述制备方法制备而成。