CN103627095A - 一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法 - Google Patents

一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法，涉及一种橡胶共混弹性材料及其制备方法，将PVC、稳定剂、增塑剂配合后一起加入高速混合机内，投入塑炼机，与CM、稳定剂、吸酸剂配合后在塑炼机上混炼，在开炼机上加入硫化剂与交联助剂，混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化。本发明具有良好的耐候、耐臭氧、耐油等性能；本发明的浅色耐油氯化聚乙烯/聚氯乙烯弹性材料制备方法提高了硫化温度，解决了硫化时间长生产效率低的问题；增加了CM的耐油性能；降低了原料成本。本发明产品用在浅色和染色的胶管外胶、电缆等领域，实现了165℃硫化；加快了硫化速度，缩短了生产周期；增加了CM的耐油性能；降低了原料成本；力学性能更好。

Description

一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种橡胶弹性材料及其制备方法，特别是涉及一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法。 
背景技术
从本世纪20年代以来，高分子合成科学的蓬勃发展，致使在本世纪30～60年代逐渐地研究并开发了许多品种的高分子弹性体材料，渐渐满足了当时对高分子弹性体材料的需要。然而，随着人们对高分子弹性体材料性能及功能要求的日益提高合成高分子材料的性能有的已经难以满足需要。于是，从本世纪70年代开始，通过对高分子弹性体的改性的途径，不断研制和开发了一些新型的高分子弹性体材料。 
高分子弹性体的改性，有以下三个目的：赋予改性的高分子弹性体某些高新的性能和功能；改善高分子弹性体的加工工艺性能及降低材料的生产成本。至今已开发了多种高分子弹性体的改性方法，其中主要是共混改性的方法。在实际生产中，采用橡胶与塑料、合成树脂等高分子聚合物机械共混，可以达到对橡胶的共混改性作用。橡胶与塑料及合成树脂的共混，在习惯上称为橡塑并用。通过橡胶与塑料或合成树脂的机械共混，实现对橡胶的改性作用。此外，橡塑并用也可以实现对塑料及合成树脂的改性作用。 
CM是一种性能良好的橡胶，可与一些塑料树脂共混，制成氯化聚乙烯与塑料树脂的共混物。PVC是我国合成树脂中的最大品种之一，它价格便宜，和橡胶共混可或得性能优异的共混物。氯化聚乙烯与聚氯乙烯有良好的相容性，二者共混制成浅色耐油CM/PVC共混物，使氯化聚乙烯弹性体具有更好的物理性能。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料及其制备方法，本发明的浅色耐油氯化聚乙烯/聚氯乙烯弹性材料制备方法提高了硫化温度，解决了硫化时间长生产效率低的问题；增加了CM的耐油性能；降低了原料成本。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料，所述弹性材料是由下述成份按质量份比例组成：
CM 60～80份、PVC 40～20份、稳定剂6份、吸酸剂10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、乙二醇1份、增塑剂50份、硫化剂2～5份、交联助剂2～3份；稳定剂为稀土稳定剂；吸酸剂为活性氧化镁（MgO）；填充剂为超细滑石粉，碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分混合；补强剂为白炭黑；增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂（DOP）；硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）；交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）；
一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
a.将PVC、稳定剂、增塑剂按比例配合后一起加入高速混合机内，等物料蓬松且混合均匀后拿出；
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，将a中所得投入塑炼机，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得混炼均匀；
c.将b中所得与CM、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；分别加入填充剂、补强剂、乙二醇、增塑剂，用三角包法打包6-8次，在室温环境下停留15分钟；
d.在开炼机上加入硫化剂与交联助剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
e.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
f.按照e中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
所述一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料的制备方法，所述高速混合机的温度为90～100℃范围内；混炼机的温度为130～150℃范围内。 
本发明的优点与效果是： 
本发明可以用在浅色和染色的胶管外胶、电缆等领域，实现了165℃硫化；加快了硫化速度，缩短了生产周期；增加了CM的耐油性能；降低了原料成本；力学性能可能会更好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详述。 
本发明的浅色耐油氯化聚乙烯/聚氯乙烯弹性材料包括CM、PVC、稳定剂、吸酸剂、填充剂、补强剂、增塑剂、乙二醇、硫化剂、交联助剂。各组分的含量按质量份数算分别为氯化聚乙烯橡胶（CM）60～80份、聚氯乙烯（PVC）40～20份、稳定剂6份、吸酸剂10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、乙二醇1份、增塑剂50份、硫化剂2～5份、交联助剂2～3份。 
本发明所用的原料和试剂包括：CM，盘锦昌瑞化工有限公司。PVC，河北盛华化工有限公司。稀土稳定剂，广东炜林纳，工业级。活性MgO，潍坊远东橡塑有限公司，工业级。碳酸钙，平定县娘子关太行轻钙公司，工业级。超细滑石粉，海城市他山轻烧镁厂，工业级。陶土，市售，工业级。N550、N774，卡博特化工（天津）有限公司，工业级。DOP，天津市大茂化学试剂厂，化学纯。乙二醇，天津市大茂化学试剂厂，化学纯。DCP，国药集团制药有限公司，化学纯。TAIC，潍坊凯普化工材料有限公司，工业级。 
本发明所用的仪器设备包括：CH-10型高速混合搅拌机，北京塑胶仪器厂。X(S)K-160型开放式炼胶（塑）机，上海双翼橡塑机械有限公司。XK-160型双辊开放式炼胶机，青岛环球机械股份有限公司。GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司。XLB-DQ 400×400×2E型平板硫化机青岛环球机械股份有限公司。CP-25型冲片机，上海化工机械四厂。RG L-30A型微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司。XHS型邵尔橡塑硬度计，营口市材料试验机厂。GT-7017-M型老化试验箱，台湾高铁科技股份有限公司。MH-200A型数显电子比重计，深圳市群隆仪器设备有限公司。 
以下给出20个实施例，但须指出，本发明的实施不限于以下实施方式。 
实施例1 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。
本实施例的浅色耐油CM/PVC弹性材料的制备步骤如下： 
a.将PVC、稀土稳定剂、DOP按比例配合后一起加入高速混合机内，高速混合机内温度控制在90～100℃范围内，等物料蓬松且混合均匀后拿出；
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，将a中所得投入塑炼机，塑炼机温度控制在130～150℃范围内，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得混炼均匀；
c.将b中所得与CM、稀土稳定剂、活性MgO按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；分别加入碳酸钙、白炭黑、乙二醇、DOP，用三角包法打包6-8次，在室温环境下停留15分钟；
d.在开炼机上加入DCP与TAIC，打包6-8次，混炼均匀后下片；
e.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
f.按照e中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
g.将f中的试样进行筛选，选择表面光滑，无气泡的试样进行性能测试，主要经过：拉伸实验，按照GB/T1040-1992执行；硬度，按照GB/T531-1999执行；热空气老化性能，按照GB/T3512-2001执行；耐油性能，按照GB/T1690-92执行。 
耐油性能测试，使用数显电子比重计，在空气中称量每个试样的质量，精确到lmg。然后在蒸馏水中称量每个试样的质量。在蒸馏水中称量时，应注意排除试样表面上的气泡。然后将试样悬挂在盛有试验液体的试验装置内，实验液体为B液，C液，试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍，每片试样之间和试样与装置壁之间不得接触，试验液体只限用一次。试验过程中应使橡胶试样避光。不同胶料的试样不得同时在同一装置中进行浸泡试验。 
将实验后的试样立即在空气中称量，精确到lmg，然后在蒸馏水中称量。 
耐油体积变化率按下式计算： 
△V(%)=  
Figure 125815DEST_PATH_IMAGE001
式中： 
     
Figure 138771DEST_PATH_IMAGE002
 —浸泡前试样在空气中的质量，g；
     
Figure 21276DEST_PATH_IMAGE003
 —浸泡前试样在蒸馏水中的质量，g；
 
Figure 685344DEST_PATH_IMAGE004
 —浸泡后试样在空气中的质量，g；
     
Figure 690210DEST_PATH_IMAGE005
 —浸泡后试样在蒸馏水中的质量，g
本实施例所得浅色耐油CM/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例2 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用70份CM、30份PVC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得浅色耐油CM/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。 
实施例3 
按下列质量份配料：CM：60份，PVC：40份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用60份CM、40份PVC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得浅色耐油CM/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。 
实施例4 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：30份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例5 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例6 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3.3份，TAIC：2.2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用3.3份DCP，2.2份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例7 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，乙二醇：1份，DCP：2.7份，TAIC：1.8份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用2.7份DCP，1.8份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例8 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例2的区别在于使用30份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例9 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：30份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例2的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例10 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：30份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例8的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例11 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：30份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例4的区别在于使用30份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例12 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3.3份，TAIC：2.2份。本实施例的配比与实施例8的区别在于使用3.3份DCP，2.2份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例13 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份， DOP：50份，DCP：2.7份，TAIC：1.8份。本实施例的配比与实施例8的区别在于使用2.7份DCP，1.8份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例14 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份， DOP：50份，DCP：3.3份，TAIC：2.2份。本实施例的配比与实施例9的区别在于使用3.3份DCP ，2.2份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例15 
按下列质量份配料：CM：70份，PVC：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：30份， 白炭黑：20份，乙二醇：1份， DOP：50份，DCP：2.7份，TAIC：1.8份。本实施例的配比与实施例9的区别在于使用2.7份DCP，1.8份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例16 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：20份，超细滑石粉：20份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用20份碳酸钙，20份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例17 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3.3份，TAIC：2.2份。本实施例的配比与实施例5的区别在于使用3.3份DCP，2.2份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例18 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：2.7份，TAIC：1.8份。本实施例的配比与实施例5的区别在于使用2.7份DCP，1.8份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例19 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，碳酸钙：40份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：50份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份碳酸钙。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
实施例20 
按下列质量份配料：CM：80份，PVC：20份，稀土稳定剂：4份，活性MgO：13份，碳酸钙：40份，白炭黑：30份，乙二醇：1份， DOP：30份，DCP：3份，TAIC：2份。本实施例的配比与实施例19的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。 
表1 

Claims (3)

1.一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料，其特征在于，所述弹性材料是由下述成份按质量份比例组成：
CM 60～80份、PVC 40～20份、稳定剂6份、吸酸剂10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、乙二醇1份、增塑剂50份、硫化剂2～5份、交联助剂2～3份；稳定剂为稀土稳定剂；吸酸剂为活性氧化镁（MgO）；填充剂为超细滑石粉，碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分混合；补强剂为白炭黑；增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂（DOP）；硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）；交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
2.一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.将PVC、稳定剂、增塑剂按比例配合后一起加入高速混合机内，等物料蓬松且混合均匀后拿出；
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，将a中所得投入塑炼机，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得混炼均匀；
c.将b中所得与CM、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；分别加入填充剂、补强剂、乙二醇、增塑剂，用三角包法打包6-8次，在室温环境下停留15分钟；
d.在开炼机上加入硫化剂与交联助剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
e.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
f.按照e中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
3.根据权利要求2所述一种氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混弹性材料的制备方法，其特征在于，所述高速混合机的温度为90～100℃范围内；混炼机的温度为130～150℃范围内。
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