CN104861331A - 一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料及其制备方法。本发明的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯60%~70%、改性碳纤维6%~12%、PETG 2%~6%、ACR 4%~6%、SMA 2%~3%、羧基改性有机硅柔软剂1%~2%、邻苯二甲酸二辛酯5%~8%、紫外线吸收剂UV-326 0.5%~2%、钙锌稳定剂0.5%~1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%~1%、抗氧剂1010 0.1%~0.5%。本发明的有益效果是,本发明具有高强度、高模量、高韧性、高耐热和良好导电、耐磨、防老化和尺寸稳定性等优点,而且加工性好,成本低,耐化学性强,适应范围广,便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体地说是一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯为无定形结构的白色粉末,支化度较小,分子量一般在5万~12万范围内,具有较大的多分散性,无固定熔点,有较好的机械性能和优异的介电性能,而且价格低廉,是一种用途很广的通用塑料,现已广泛应用于建材、轻工、农业等领域。但聚氯乙烯的热稳定性差、耐磨防老化性不好等原因,一般不能被直接使用,通常需要进行改性混配,添加相关助剂,旨在提高其使用性能和应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能优良、耐磨和防老化性好的碳纤维填充改性聚氯乙烯材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯60%~70%、改性碳纤维6%~12%、PETG 2%~6%、ACR 4%~6%、SMA 2%~3%、羧基改性有机硅柔软剂1%~2%、邻苯二甲酸二辛酯5%~8%、紫外线吸收剂UV-326 0.5%~2%、钙锌稳定剂0.5%~1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%~1%、抗氧剂1010 0.1%~0.5%。
所述聚氯乙烯的平均聚合度在800~1200、重均分子量在50000~120000、粒度在100~300目范围。
所述改性碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维。
所述PETG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。
所述ACR为具有核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯聚合物。
所述SMA为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物。
上述一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中,于60℃~90℃温度下和超声波振荡与机械搅拌的条件下,处理2~4h,然后用去离子水冲洗至中性,再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%~1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥24~48h,即得所述的改性碳纤维,待用;
(2)、按重量配比称取各组分,包括步骤(1)得到的改性碳纤维;
(3)、将聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧剂1010依次加入混合机中,加热搅拌至60℃~80℃后,加入步骤(1)得到的改性碳纤维,并加入其它组分,加热搅拌至90℃~115℃后,保持搅拌20~40min,然后停止加热,待物料降温至40℃~60℃时,出料;
(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机进行塑化风冷造粒,控制双螺杆挤出机温度在150℃~185℃、螺杆转速在20~40r/min范围,即得所述的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料。
本发明的有益效果是,本发明具有高强度、高模量、高韧性、高耐热和良好导电、耐磨、防老化和尺寸稳定性等优点,而且加工性好,成本低,耐化学性强,适应范围广,便于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1:
一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯60%、改性碳纤维12%、PETG 6%、ACR 6%、SMA 3%、羧基改性有机硅柔软剂2%、邻苯二甲酸二辛酯8%、紫外线吸收剂UV-326 1.2%、钙锌稳定剂1%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%、抗氧剂1010 0.3%,所述聚氯乙烯的平均聚合度在800~1200、重均分子量在50000~120000、粒度在100~300目范围,所述改性碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维。
制备方法:(1)、将直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中,于60℃~90℃温度下和超声波振荡与机械搅拌的条件下,处理2~4h,然后用去离子水冲洗至中性,再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%~1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥24~48h,即得所述的改性碳纤维,待用;(2)、按重量配比称取各组分,包括步骤(1)得到的改性碳纤维;(3)、将聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧剂1010依次加入混合机中,加热搅拌至60℃~80℃后,加入步骤(1)得到的改性碳纤维,并加入其它组分,加热搅拌至90℃~115℃后,保持搅拌20~40min,然后停止加热,待物料降温至40℃~60℃时,出料;(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机进行塑化风冷造粒,控制双螺杆挤出机温度在150℃~185℃、螺杆转速在20~40r/min范围,即得所述的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料。
实施例2:
一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯70%、改性碳纤维12%、PETG 4%、ACR 4%、SMA 2%、羧基改性有机硅柔软剂1%、邻苯二甲酸二辛酯5%、紫外线吸收剂UV-326 0.5%、钙锌稳定剂0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.9%、抗氧剂1010 0.1%,所述聚氯乙烯的平均聚合度在800~1200、重均分子量在50000~120000、粒度在100~300目范围,所述改性碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维。
制备方法:(1)、将直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中,于60℃~90℃温度下和超声波振荡与机械搅拌的条件下,处理2~4h,然后用去离子水冲洗至中性,再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%~1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥24~48h,即得所述的改性碳纤维,待用;(2)、按重量配比称取各组分,包括步骤(1)得到的改性碳纤维;(3)、将聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧剂1010依次加入混合机中,加热搅拌至60℃~80℃后,加入步骤(1)得到的改性碳纤维,并加入其它组分,加热搅拌至90℃~115℃后,保持搅拌20~40min,然后停止加热,待物料降温至40℃~60℃时,出料;(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机进行塑化风冷造粒,控制双螺杆挤出机温度在150℃~185℃、螺杆转速在20~40r/min范围,即得所述的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料。
Claims (3)
1.一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其特征在于,其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯60%~70%、改性碳纤维6%~12%、PETG 2%~6%、ACR 4%~6%、SMA 2%~3%、羧基改性有机硅柔软剂1%~2%、邻苯二甲酸二辛酯5%~8%、紫外线吸收剂UV-326 0.5%~2%、钙锌稳定剂0.5%~1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%~1%、抗氧剂1010 0.1%~0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料,其特征在于,所述改性碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维填充改性聚氯乙烯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将直径在0.5~20μm的短切聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中,于60℃~90℃温度下和超声波振荡与机械搅拌的条件下,处理2~4h,然后用去离子水冲洗至中性,再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%~1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥24~48h,即得所述的改性碳纤维,待用;
(2)、按重量配比称取各组分,包括步骤(1)得到的改性碳纤维;
(3)、将聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌稳定剂、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧剂1010依次加入混合机中,加热搅拌至60℃~80℃后,加入步骤(1)得到的改性碳纤维,并加入其它组分,加热搅拌至90℃~115℃后,保持搅拌20~40min,然后停止加热,待物料降温至40℃~60℃时,出料;
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CN105949652A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-09-21 | 桐城市中汇塑业有限公司 | 一种聚氯乙烯电缆料的加工改性剂 |
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