CN102134358B - 一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺 - Google Patents

一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺，该复合材料由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯70～85份，直径为10～20μm的硫酸钙晶须5～20份，偶联剂1～3份，增塑剂1～5份，热稳定剂3～6份，润滑剂0.1～1.5份。其制备方法是，将硫酸钙晶须与偶联剂在高速混合机中混合5～15min，得改性硫酸钙晶须；将聚氯乙烯、增塑剂及热稳定剂置于开炼机中开炼3～7min，然后加入改性硫酸钙晶须，混炼5～8min,再加入润滑剂，混炼4～6min，出片；将所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即成。本发明之硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，韧性好，缺口冲击强度高，特别适于制作各种硬质管材和板材。

Description

一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯复合材料及其制备工艺，尤其涉及一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺。
背景技术
聚氯乙烯是一种产量大、综合性能优良的通用树脂，其制品具有良好的力学性能、电性能，阻燃性及耐化学药品性好，透明度高。但是用硬聚氯乙烯制成的产品韧性较差，难以作为结构材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有聚氯乙烯材料的不足，提供一种韧性好，缺口冲击强度高的硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料及其制备工艺。
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：
本发明之硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯（PVC）70～85份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须5～20份，偶联剂1～3份，增塑剂1～5份，热稳定剂3～6份，润滑剂0.1～1.5份；
所述聚氯乙烯优选型号为S-1000；
所述偶联剂为硅烷偶联剂、马来酸酐、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物； 
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、环氧大豆油中的一种或几种的混合物；
所述热稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性硫酸铅、复合铅稳定剂、硬脂酸钡中的一种或几种的混合物；
所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺中的一种或几种的混合物。
优选的重量配比为：聚氯乙烯 78份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须12份，偶联剂2份，增塑剂3份，热稳定剂4份，润滑剂1份。
本发明之硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须与偶联剂加入到高速混合机中，混合5～15min（优选10min），得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯、增塑剂及热稳定剂置于开炼机中开炼3～7min（优选5min），开炼温度为160～170℃（优选165℃），然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼5～8min（优选6min），混炼温度为165～175℃（优选170℃）,再加入润滑剂，混炼4～6min(优选5min), 混炼温度为165～175℃（优选170℃），出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为165～175℃（优选170℃），压力为5～10MPa（优选6 MPa），时间为10～15min（优选12min）。
硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是一种硫酸钙的纤维状单晶体。研究表明，本发明使用之改性硫酸钙晶须具有均匀的横截面，完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与PVC界面粘合，提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，PVC中的残余应力能很好地传递给硫酸钙晶须，从而提高复合材料的耐冲击强度, 同时改善复合材料的韧性；由于硫酸钙晶须为无机物，在PVC基质中分散均匀，不易团聚，使复合材料性能稳定。
本发明之硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，韧性好，缺口冲击强度高，特别适于制作各种硬质管材和板材。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯S-1000 85份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须5份，马来酸酐2份，增塑剂DBP 3份，热稳定剂三盐基性硫酸铅4份，润滑剂硬脂酸1份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须与马来酸酐加入到高速混合机中，混合10min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯S-1000、增塑剂DBP及热稳定剂三盐基性硫酸铅置于开炼机中开炼5min，开炼温度为165℃，然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼6min，混炼温度为170℃,再加入润滑剂硬脂酸，混炼5min, 混炼温度为170℃，出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为170℃，压力为6 MPa，时间为12min。
本实施例产品力学性能测试方法标准编号及结果列于表1。
实施例2
本实施例硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯S-1000 78份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须12份，硅烷偶联剂2份，增塑剂DOP 3份，复合铅稳定剂4份，润滑剂石蜡1份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂加入到高速混合机中，混合10min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯S-1000、DOP及复合铅稳定剂置于开炼机中开炼5min，开炼温度为165℃，然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼6min，混炼温度为170℃,再加入润滑剂石蜡，混炼5min, 混炼温度为170℃，出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为170℃，压力为6 MPa，时间为12min。
本实施例产品力学性能测试方法标准编号及结果列于表1。
实施例3
本实施例硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯S-1000 70份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须20份，铝酸酯偶联剂2份，增塑剂环氧大豆油3份，热稳定剂硬脂酸钡4份，润滑剂硬脂酸丁酯1份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须与铝酸酯偶联剂加入到高速混合机中，混合10min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯S-1000、增塑剂环氧大豆油及热稳定剂硬脂酸钡置于开炼机中开炼5min，开炼温度为165℃，然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼6min，混炼温度为170℃,再加入润滑剂硬脂酸丁酯，混炼5min, 混炼温度为170℃，出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为170℃，压力为6 MPa，时间为12min。
本实施例产品力学性能测试方法标准编号及检测结果列于表1。                                                
Figure 2011101127491100002DEST_PATH_IMAGE002

Claims (4)

1. 一种硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯70～85份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须5～20份，偶联剂1～3份，增塑剂1～5份，热稳定剂3～6份，润滑剂0.1～1.5份；
所述偶联剂为硅烷偶联剂、马来酸酐、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物； 
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或几种的混合物；
所述热稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性硫酸铅、复合铅稳定剂、硬脂酸钡中的一种或几种的混合物；
所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺中的一种或几种的混合物；
所述硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须与偶联剂加入到高速混合机中，混合5～15min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯、增塑剂及热稳定剂置于开炼机中开炼3～7min，开炼温度为160～170℃，然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼5～8min，混炼温度为165～175℃,再加入润滑剂，混炼4～6min, 混炼温度为165～175℃，出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为165～175℃，压力为5～10MPa，时间为10～15min。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述聚氯乙烯型号为S-1000。
3.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚氯乙烯78份，直径为10～20μm 的硫酸钙晶须12份，偶联剂2份，增塑剂3份，热稳定剂4份，润滑剂1份。
4.根据权利要求1或2所述的硫酸钙晶须改性聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须与偶联剂加入到高速混合机中，混合10min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将聚氯乙烯、增塑剂及热稳定剂置于开炼机中开炼5min，开炼温度为165℃，然后加入改性硫酸钙晶须，继续混炼6min，混炼温度为170℃,再加入润滑剂，混炼5min, 混炼温度为170℃，出片；
（3）将步骤（2）所得片材裁成所需规格，在平板硫化机上压片，即得，温度为170℃，压力为6 MPa，时间为12min。
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