CN104194197A - 一种高耐磨热稳定pvc管专用填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高耐磨热稳定PVC管专用填料,由下列重量份的原料制成：柠檬酸三丁酯2-3、纳米碳化硅4.2-4.5、氢氧化镁2-3、2-乙基己基硫酸酯钠盐0.3-0.4、柠檬酸三乙酯2.2-2.7、硅酸铝3-5、苯氧乙醇3-4、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.3、钛酸酯偶联剂1.5-2、硅酮树脂0.5-0.7、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；本发明填料与PVC结合牢固，分散性好，PVC强度高；通过添加纳米碳化硅，能够赋予PVC高耐磨性、高热传导率，低热膨胀系数及高温强度大的特点；通过添加氢氧化镁、硅酸铝，能够提高PVC的耐热和耐候性能。

Description

一种高耐磨热稳定PVC管专用填料及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料加工领域，特别涉及一种高耐磨热稳定PVC管专用填料及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是一种被广泛使用的无机填料，可应用到塑料制品、橡胶制品、涂料、胶黏剂等中，特别是轻质碳酸钙，对PVC塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。但碳酸钙的亲水性强，若不进行表面改性，则在聚合物制品的加工过程中与聚合物基体的相容性差，非常容易团聚，甚至因为团聚而形成结构缺陷，所以碳酸钙粒子在应用到聚合物材料中之前，必须对其表面进行改性，完成由亲水性至亲油性的适当转变。

目前，国内外对碳酸钙的表面改性主要有两个途径，①使颗粒微细或超微细化；②改进碳酸钙的表面性能，使其由无机性向有机性转变，提高与有机聚合物的相容性。然而微细化的碳酸钙容易团聚，而且无法改变其表面亲水疏油的性能。碳酸钙的表面改性包括局部反应改性和表面包覆改性，高能表面改性和机械化学改性等方式，但是目前PVC塑料工业发展迅速，人们对复合材料的需求不断增长，碳酸钙表面改性已成为深加工技术之一，从而进一步改善碳酸钙的吸油性、分散性、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉性等一系列性能，以满足不断进步的PVC塑料工业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨热稳定PVC管专用填料及其制备方法，该填料与PVC结合牢固，分散性好，PVC强度高，能够赋予PVC高耐磨性、高热传导率，低热膨胀系数及高温强度大的特点，能够提高PVC的耐热和耐候性能。

本发明的技术方案如下：

一种高耐磨热稳定PVC管专用填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：柠檬酸三丁酯2-3、纳米碳化硅4.2-4.5、氢氧化镁2-3、2-乙基己基硫酸酯钠盐0.3-0.4、柠檬酸三乙酯2.2-2.7、硅酸铝3-5、苯氧乙醇3-4、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.3、钛酸酯偶联剂1.5-2、硅酮树脂0.5-0.7、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；

所述助剂由下列重量份的原料制成：硬脂酸钠0.04-0.06、碳酸钠0.01-0.03、碳酸氢钠0.02-0.03、苯丙乳液0.4-0.5、马来酸二辛酯2-3、聚烯烃弹性体0.1-0.2、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1-0.2、白土3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.01-0.02、E-12环氧树脂0.1-0.2、二甘醇0.2-0.3、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.3-0.4、淀粉微球0.4-0.6、水8-11；制备方法为：将聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸二辛酯、E-12环氧树脂、二甘醇、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将苯丙乳液、硬脂酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加热至60-70℃，搅拌均匀，加入白土、淀粉微球，搅拌20-30分钟，烘干粉碎成白土粉末，再加入复合剂，分散研磨20-30分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述白土粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

所述的高耐磨热稳定PVC管专用填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将十二烷基苯磺酸钠加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、纳米碳化硅、硅酸铝，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；

（2）将钛酸酯偶联剂、硅酮树脂加入到第（1）步得到的物料中，加热至80-90℃，在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至80-90℃，在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。

本发明的有益效果

本发明填料使用了十二烷基苯磺酸钠、钛酸酯偶联剂、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯，使得碳酸钙表面有机化改性程度高，与PVC结合牢固，分散性好，PVC强度高；通过添加纳米碳化硅，能够赋予PVC高耐磨性、高热传导率，低热膨胀系数及高温强度大的特点；通过添加氢氧化镁、硅酸铝，能够提高PVC的耐热和耐候性能；本发明助剂能增加碳酸钙在PVC中的浸润性，减少了PVC的缺陷。

具体实施方式

一种高耐磨热稳定PVC管专用填料,由下列重量份(公斤)的原料制成：柠檬酸三丁酯2.5、纳米碳化硅4.3、氢氧化镁2.5、2-乙基己基硫酸酯钠盐0.3、柠檬酸三乙酯2.4、硅酸铝4、苯氧乙醇3.5、十二烷基苯磺酸钠0.2、钛酸酯偶联剂1.7、硅酮树脂0.6、轻质碳酸钙83、助剂15、水130；

所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：硬脂酸钠0.05、碳酸钠0.02、碳酸氢钠0.02、苯丙乳液0.4、马来酸二辛酯2.5、聚烯烃弹性体0.1、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1、白土4、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.01、E-12环氧树脂0.1、二甘醇0.2、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.3、淀粉微球0.5、水9；制备方法为：将聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸二辛酯、E-12环氧树脂、二甘醇、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将苯丙乳液、硬脂酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加热至65℃，搅拌均匀，加入白土、淀粉微球，搅拌25分钟，烘干粉碎成白土粉末，再加入复合剂，分散研磨25分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述白土粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

所述的高耐磨热稳定PVC管专用填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将十二烷基苯磺酸钠加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、纳米碳化硅、硅酸铝，在3500转/分下搅拌7分钟，得到混合物料；

（2）将钛酸酯偶联剂、硅酮树脂加入到第（1）步得到的物料中，加热至85℃，在10000转/分下搅拌35分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散18分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至85℃，在1300转/分下搅拌35分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。

实验数据：

本实施例填料的吸油值为 29mL/100g，与水的接触角为 110°。将该填料用于制取硬质PVC试片，添加量为20%,性能测试结果为：屈服强度51.85Mpa，断裂强度为43.753Mpa，断裂伸长率104%，杨氏模量2775.15Mpa。

将该填料用于制取软质PVC试片，添加量为20%,性能测试结果为：屈服强度6.83Mpa，断裂强度为7.98Mpa，断裂伸长率110%，杨氏模量75.2Mpa。

Claims (2)

1.一种高耐磨热稳定PVC管专用填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：柠檬酸三丁酯2-3、纳米碳化硅4.2-4.5、氢氧化镁2-3、2-乙基己基硫酸酯钠盐0.3-0.4、柠檬酸三乙酯2.2-2.7、硅酸铝3-5、苯氧乙醇3-4、十二烷基苯磺酸钠0.2-0.3、钛酸酯偶联剂1.5-2、硅酮树脂0.5-0.7、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；

所述助剂由下列重量份的原料制成：硬脂酸钠0.04-0.06、碳酸钠0.01-0.03、碳酸氢钠0.02-0.03、苯丙乳液0.4-0.5、马来酸二辛酯2-3、聚烯烃弹性体0.1-0.2、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1-0.2、白土3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.01-0.02、E-12环氧树脂0.1-0.2、二甘醇0.2-0.3、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.3-0.4、淀粉微球0.4-0.6、水8-11；制备方法为：将聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸二辛酯、E-12环氧树脂、二甘醇、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将苯丙乳液、硬脂酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，加热至60-70℃，搅拌均匀，加入白土、淀粉微球，搅拌20-30分钟，烘干粉碎成白土粉末，再加入复合剂，分散研磨20-30分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述白土粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

2.根据权利要求1所述的高耐磨热稳定PVC管专用填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将十二烷基苯磺酸钠加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、纳米碳化硅、硅酸铝，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；

（2）将钛酸酯偶联剂、硅酮树脂加入到第（1）步得到的物料中，加热至80-90℃，在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至80-90℃，在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。