CN104109324A - 一种绝缘环保pvc改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PVC改性材料技术领域，具体涉及一种绝缘环保PVC改性材料及其制备方法，PVC树脂80-120份、填充剂40-60份、增塑剂40-60份、绝缘改性剂10-15份、热稳定剂3-7份、润滑剂0.5-1.5份；所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比5-7:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径小于20μm。该改性材料的各项性能都超出了国家标准，绝缘性能好，电阻率高达5.1×1014Ω，环保。本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。

Description

一种绝缘环保PVC改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC改性材料技术领域，具体涉及一种绝缘环保PVC改性材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一，它具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点；但也存在如下缺点：1、韧性差，受冲击时极易脆裂，因此不能用作结构材料，另外，聚氯乙烯的脆性受温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15℃，软质PVC的使用下限为-30℃；2、热稳定性差，其在100℃时就开始分解出HCl，高于150℃时分解更加迅速，而PVC的熔融温度约为210℃；3、PVC的粘度极高，流动性极差，在一定程度上限制了其使用。人们常采用添加填料、弹性体、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、耐热改性剂和流动改性剂等方法来改善PVC的性能。
申请号为201110428758.1公开了一种高吸水性PVC颗粒材料及其制备方法，由下述重量份数的原料制备而成：PVC SG～3：90～100，羧甲基纤维素：35～46，引发剂DCP：0.2～0.4，第三单体TMPTMA：3～5，抗氧剂1010：0.3～0.5，增塑剂DOP：75～86，复合稳定剂：4～6。
申请号为200810218876.8公开了一种PVC塑胶密封材料，由以下重量份数的组分制成：PVC树脂100份，增塑剂55～85份，钙锌复合稳定剂0.8～5份，填充剂30～70份，热塑性弹性体0～25份，抗菌剂0.01～0.05份，色粉0.5～1.5份，复合增效剂0.5～2份。
申请号为200710029001.9公开了一种PVC改性材料及其制备方法，其由如下组分和重量份数组成：PVC 100，SAN 2～100，增容剂0.2～30，加工改性剂1～10，无机填料5～80，热稳定剂0～10，润滑剂0～10，抗氧剂0～10，发泡剂0～5。
现有的大部分PVC材料的性能指标都只是在满足国家标准的基本要求，而目前的PVC材料的绝缘性欠佳，因此，PVC材料的绝缘性还需进一步优化改良；此外，现有的PVC护套电缆、PVC插头、PVC薄膜和PVC管都存在相当严重的污染，会对人体健康造成一定的危害，研发一种环保的PVC改性材料也显得尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种绝缘环保PVC改性材料，该改性材料绝缘性好，环保，且耐温和耐候性能优良，抗冲击性能优异，阻燃效果好，加工性能优良，综合性能优异。
本发明的另一目的在于提供一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       80-120份
填充剂        40-60份
增塑剂        40-60份
绝缘改性剂    10-15份
热稳定剂      3-7份
润滑剂        0.5-1.5份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比5-7:1组成的混合物。
对苯二甲酸二辛酯（DOTP），近乎无色的低粘度液体，分子式为C24H38O4，分子量为390.30，密度为0.981-0.986g/mL，是聚氯乙烯（PVC）塑料用的一种性能优良的主增塑剂。它与目前常用的邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）相比，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，在制品中显示出优良的持久性、耐肥皂水性及低温柔软性。
柠檬酸三正丁酯（TBC）是一种良好的环保增塑剂，常温下为无毒、有果香味、无色透明油状液体，沸点170℃（133.3Pa），闪点（开杯）185℃，溶于多数有机溶剂。挥发性小，与树脂的相容性好，增塑效率高，在欧美等国家允许用于食品包装和医疗卫生制品，以及儿童软质玩具、制药、医用制品、香精香料、化妆品制造等行业。可赋予制品良好的耐寒性、耐水性和抗霉性。树脂经本品增塑后呈现良好的透明性和低温翘曲性能，并在不同介质中具有低挥发性和低抽出性，热稳定性好，遇热不变色。用本品制备的润滑油具有良好的润滑性能。
本发明采用对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯作为增塑剂，两种增塑剂均为环保增塑剂，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好；当两种增塑剂以重量比5-7:1复配使用时，可以提高制品的柔软性和耐低温性能。
所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径小于20μm。
本发明采用高岭土、钛白粉和玻璃微珠作为绝缘改性剂，高岭土、钛白粉填充PVC，可以使提高制品的绝缘效果；由于玻璃微珠的高电阻率特性，采用玻璃微珠填充PVC的制品的体积电阻率能够达到并超过1×1013，当高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2-4:1.5-2.5:1复配使用时，制得的PVC材料具有较好的绝缘性能。
优选的，还包括抗冲改性剂5-15份，所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为25-35%，丁二烯单元的含量为15-25%，苯乙烯单元的含量为40-60%。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS），是一种抗冲改性剂，具有优良的综合性能，有极好的耐热性、冲击强度，尺寸稳定性好，电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成型加工和机械加工较好。PVC/ABS合金材料既具有PVC的耐腐蚀性、高刚性、阻燃和电绝缘性好等优点，又兼有ABS的耐热性、成型加工性、抗冲击性好等优点，是一种较为理想的材料。本发明通过选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物作为抗冲改性剂，并控制丙烯腈单元的含量在15-35%，丁二烯单元的含量在5-30%，苯乙烯单元的含量在40-60%，制得的材料抗冲击性好，且耐热性和加工性能优良。
优选的，所述PVC树脂为粒径在0.1-0.2mm、表观密度在0.4-0.5g/cm3的PVC树脂。
本发明采用的PVC树脂为悬浮法制得的疏松型树脂，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂；本发明通过将PVC树脂的粒径控制在0.1-0.2mm ，将PVC树脂的表观密度控制在0.4-0.5g/cm3，使得材料塑化速度快，容易加工。
优选的，所述填充剂为粒径在20-200nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙。
填充剂的粒径越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益，本发明通过选用超纳米活性碳酸钙作为填充剂并控制其粒径在20-200nm，可以提高材料的强度；填充剂与树脂良好的相容性是发挥其作用和控制添加量的关键，本发明采用经相容剂马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙，可以提高纳米活性碳酸钙与PVC树脂的相容性，从而提高材料的强度。
优选的，所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比20-40:4-8:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.2-2.8:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比1.5-2.5:1.8-2.6:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比4-8:1组成的混合物。
本发明通过将主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比20-40:4-8:1混合制得热稳定剂，其热稳定效果好。
本发明通过在主体稳定剂中引入稀土化合物，大大提高制品加工过程中的热稳定性能，且不影响PVC制品的透明性能。本发明采用有机锡化合物和稀土类化合物作为主体热稳定剂，并控制其重量比为20-40:4-8:1，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
本发明采用亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物作为辅助热稳定剂，并控制其重量比为1.5-2.5:1.8-2.6:1，能提高主体热稳定剂的稳定性能，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
优选的，所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比2-4:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比0.8-1.2:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:1.5-2.5组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:2-4组成的混合物。
本发明通过采用硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡为有机锡化合物，并控制其重量比为2-4:1，通过采用硬脂酸镧和硬脂酸铈为稀土类化合物，并控制其重量比为0.8-1.2:1，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
本发明通过采用亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯作为亚磷酸酯类化合物，并控制其重量比为1:1.5-2.5，通过采用硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷为β-二酮类化合物，并控制其重量比为1:2-4，能提高主体热稳定剂的稳定性能，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
优选的，所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比2.4-3.2:1.6-2.4:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:1.6-2.4组成的混合物。
本发明采用油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾为乳化剂，并控制其重量比为2.4-3.2:1.6-2.4:1，乳化效果好；本发明采用磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷作为消泡剂，并控制其重量比为1:1.6-2.4，发泡效果好；本发明通过采用乳化剂和消泡剂，并控制其重量比为4-8:1，能提高制得的热稳定剂的稳定性能，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
优选的，所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.2-1.8:1组成的混合物。
本发明采用氯化石蜡作为外润滑剂，能降低PVC熔体与模具、机筒的摩擦；采用十八烷基醇作为内润滑剂，能降低PVC熔体的分子间摩擦；两种润滑剂以重量比1.2-1.8:1混合使用可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在100-140℃温度下搅拌15-25min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料。
优选的，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度138-160℃、二区温度135-160℃、三区温度135-155℃、四区温度132-150℃和五区温度130-148℃。
本发明的有益效果在于：本发明采用对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯作为增塑剂，两种增塑剂均为环保增塑剂，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好；当两种增塑剂以重量比5-7:1复配使用时，可以提高制品的柔软性和耐低温性能。
本发明采用高岭土、钛白粉和玻璃微珠作为绝缘改性剂，高岭土、钛白粉填充PVC，可以使提高制品的绝缘效果；由于玻璃微珠的高电阻率特性，采用玻璃微珠填充PVC的制品的体积电阻率能够达到并超过1×1013，当高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2-4:1.5-2.5:1复配使用时，制得的PVC材料具有较好的绝缘性能。
本发明通过选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物作为抗冲改性剂，并控制丙烯腈单元的含量在15-35%，丁二烯单元的含量在5-30%，苯乙烯单元的含量在40-60%，制得的材料抗冲击性好，且耐热性和加工性能优良。
本发明通过将PVC树脂的粒径控制在0.1-0.2mm ，将PVC树脂的表观密度控制在0.4-0.5g/cm3，使得材料塑化速度快，容易加工。
本发明采用经相容剂马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙，可以提高纳米活性碳酸钙与PVC树脂的相容性，从而提高材料的强度。
本发明通过将主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比20-40:4-8:1混合制得热稳定剂，其热稳定效果好。
本发明通过在主体稳定剂中引入稀土化合物，大大提高制品加工过程中的热稳定性能，且不影响PVC制品的透明性能。本发明采用有机锡化合物和稀土类化合物作为主体热稳定剂，并控制其重量比为20-40:4-8:1，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
本发明采用亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物作为辅助热稳定剂，并控制其重量比为1.5-2.5:1.8-2.6:1，能提高主体热稳定剂的稳定性能，使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
本发明采用氯化石蜡作为外润滑剂，能降低PVC熔体与模具、机筒的摩擦；采用十八烷基醇作为内润滑剂，能降低PVC熔体的分子间摩擦；两种润滑剂以重量比1.2-1.8:1混合使用可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性。
本发明制得的绝缘环保PVC改性材料的各项性能都超出了国家标准，绝缘性能好，环保，且耐高温性能优良，强度高，阻燃效果好，压缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。本发明的产品符合REACH、ROHS、PAHS、N-P等国际标准，可广泛应用于汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       80份
填充剂        40份
增塑剂        40份
绝缘改性剂    10份
热稳定剂      3份
润滑剂        0.5份
抗冲改性剂    5份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比5:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2:1.5:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径为11μm；所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为35%，丁二烯单元的含量为25%，苯乙烯单元的含量为40%；所述PVC树脂为粒径在0.1mm、表观密度在0.4g/cm3的PVC树脂；所述填充剂为粒径在20nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙；所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比20:4:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.2:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比1.5:1.8:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比4:1组成的混合物；所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比2:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比0.8:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:1.5组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:2组成的混合物；所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比2.4:1.6:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:1.6组成的混合物；所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.2:1组成的混合物。
一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在100℃温度下搅拌15min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料；所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度138℃、二区温度135℃、三区温度135℃、四区温度132℃和五区温度130℃。
实施例2
一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       90份
填充剂        45份
增塑剂        45份
绝缘改性剂    11份
热稳定剂      4份
润滑剂        0.8份
抗冲改性剂    8份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比5.5:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2.5:1.8:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径为13μm；所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为32.5%，丁二烯单元的含量为22.5%，苯乙烯单元的含量为45%；所述PVC树脂为粒径在0.12mm、表观密度在0.42g/cm3的PVC树脂；所述填充剂为粒径在50nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙；所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比25:5:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.3:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比1.8:2.0:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比5:1组成的混合物；所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比2.5:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比0.9:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:1.8组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:2.5组成的混合物；所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比2.6:1.8:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:1.8组成的混合物；所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.3:1组成的混合物。
一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在110℃温度下搅拌18min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料；所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度144℃、二区温度141℃、三区温度140℃、四区温度136℃和五区温度135℃。
实施例3
一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       100份
填充剂        50份
增塑剂        50份
绝缘改性剂    13份
热稳定剂      5份
润滑剂        1份
抗冲改性剂    10份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比6:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比3:2:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径为15μm；所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为30%，丁二烯单元的含量为20%，苯乙烯单元的含量为50%；所述PVC树脂为粒径在0.15mm、表观密度在0.45g/cm3的PVC树脂；所述填充剂为粒径在100nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙；所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比30:6:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.5:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比2.0:2.2:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比6:1组成的混合物；所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比3:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比1:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:2组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:3组成的混合物；所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比2.8:2.0:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:2.0组成的混合物；所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.5:1组成的混合物。
一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌20min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料；所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度149℃、二区温度147℃、三区温度145℃、四区温度141℃和五区温度139℃。
实施例4
一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       110份
填充剂        55份
增塑剂        55份
绝缘改性剂    14份
热稳定剂      6份
润滑剂        1.2份
抗冲改性剂    12份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比6.5:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比3.5:2.2:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径为17μm；所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为27.5%，丁二烯单元的含量为17.5%，苯乙烯单元的含量为55%；所述PVC树脂为粒径在0.18mm、表观密度在0.48g/cm3的PVC树脂；所述填充剂为粒径在150nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙；所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比35:7:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.6:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比2.2:2.4:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比7:1组成的混合物；所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比3.5:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比1.1:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:2.2组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:3.5组成的混合物；所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比3.0:2.2:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:2.2组成的混合物；所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.6:1组成的混合物。
一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在130℃温度下搅拌22min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料；所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度155℃、二区温度153℃、三区温度150℃、四区温度145℃和五区温度144℃。
实施例5
一种绝缘环保PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂       120份
填充剂        60份
增塑剂        60份
绝缘改性剂    15份
热稳定剂      7份
润滑剂        1.5份
抗冲改性剂    15份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比7:1组成的混合物；所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比4: 2.5:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径为19μm；所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为25%，丁二烯单元的含量为15%，苯乙烯单元的含量为60%；所述PVC树脂为粒径在0.2mm、表观密度在0.5g/cm3的PVC树脂；所述填充剂为粒径在200nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙；所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比40:8:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.8:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比2.5:2.6:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比8:1组成的混合物；所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比4:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比1.2:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:2.5组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:4组成的混合物；所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比3.2: 2.4:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:2.4组成的混合物；所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.8:1组成的混合物。
一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在140℃温度下搅拌25min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料；所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度160℃、二区温度160℃、三区温度155℃、四区温度150℃和五区温度148℃。
本发明的实施例1-5制得的绝缘环保PVC改性材料的机械物理性能如表1所示。
表1
测试项目 标准值 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
电阻率（Ω） ≥1.0×109 4.9×1013 3.2×1014 5.1×1014 6.7×1013 8.5×1013
拉伸强度（MPa） ≥15.0 23.2 25.3 26.6 27.1 24.2
弯曲强度（MPa） ≥15.0 46.2 48.1 51.2 53.8 44.6
断裂伸长率（%） ≥150 297 302 309 320 299
热变形温度（℃） ≥50.0 115.6 118.5 120.7 123.3 116.4
冲击脆化温度（℃） ≤-20 -25 -25 -30 -30 -25
200℃时热稳定时间（min） ≥60 90 110 120 120 100
硬度/Shore D ≥50 80 83 85 86 81
阻燃 V0 V0 V0 V0 V0 V0
本发明制得的绝缘环保PVC改性材料的各项性能都超出了国家标准，绝缘性能好，电阻率高达5.1×1014Ω，环保，且耐高温性能优良，强度高，阻燃效果好，压缩性能和韧性强，加工性能优良，综合性能优异。本发明的产品符合REACH、ROHS、PAHS、N-P等国际标准，可广泛应用于汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
PVC树脂       80-120份
填充剂        40-60份
增塑剂        40-60份
绝缘改性剂    10-15份
热稳定剂      3-7份
润滑剂        0.5-1.5份；
所述增塑剂是由对苯二甲酸二辛酯和柠檬酸三正丁酯以重量比5-7:1组成的混合物；
所述绝缘改性剂是由高岭土、钛白粉和玻璃微珠以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物，其中，所述玻璃微珠的粒径小于20μm。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：还包括抗冲改性剂5-15份，所述抗冲改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈单元的含量为25-35%，丁二烯单元的含量为15-25%，苯乙烯单元的含量为40-60%。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述PVC树脂为粒径在0.1-0.2mm、表观密度在0.4-0.5g/cm3的PVC树脂。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述填充剂为粒径在20-200nm、且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物处理过的纳米活性碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述热稳定剂为是由主体稳定剂、辅助稳定剂和助剂以重量比20-40:4-8:1组成的混合物；所述主体热稳定剂是由有机锡化合物和稀土类化合物以重量比2.2-2.8:1组成的混合物；所述辅助热稳定剂是由亚磷酸酯类化合物、环氧大豆油和β-二酮类化合物以重量比1.5-2.5:1.8-2.6:1组成的混合物；所述助剂是由乳化剂和消泡剂以重量比4-8:1组成的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述有机锡化合物是由硫醇丁基锡和二月桂酸二丁基锡以重量比2-4:1组成的混合物；所述稀土类化合物为硬脂酸镧和硬脂酸铈以重量比0.8-1.2:1组成的混合物；所述亚磷酸酯类化合物是由亚磷酸二苯一异辛酯和亚磷酸三苯酯以重量比1:1.5-2.5组成的混合物；所述β-二酮类化合物是由硬脂酰苯甲酰甲烷和二苯甲酰甲烷以重量比1:2-4组成的混合物。
7.根据权利要求5所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述乳化剂是由油酸钾、硬脂酸钾和松香酸钾以重量比2.4-3.2:1.6-2.4:1组成的混合物；所述消泡剂是由磷酸三丁酯和聚二甲基硅氧烷以重量比1:1.6-2.4组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘环保PVC改性材料，其特征在于：所述润滑剂是由氯化石蜡和十八烷基醇以重量比1.2-1.8:1组成的混合物。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取上述原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在100-140℃温度下搅拌15-25min；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得绝缘环保PVC改性材料。
10.根据权利要求9所述的一种绝缘环保PVC改性材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度138-160℃、二区温度135-160℃、三区温度135-155℃、四区温度132-150℃和五区温度130-148℃。
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