CN104910546A - 聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法 - Google Patents

聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，将海泡石粉先后与氢氧化钠、环氧氯丙烷、二乙烯三胺发生反应制得改性海泡石粉。回收聚氯乙烯、改性海泡石粉、增塑剂、相容剂按一定质量比称量后在挤出机中熔融共混挤出，得到聚氯乙烯-改性海泡石粉复合材料。本发明制备的聚氯乙烯-改性海泡石粉复合材料具有低气味、低挥发份和良好的力学性能，可用于加工成室内使用的塑料花盆、可作为包装外壳材料使用等，拓展了回收聚氯乙烯的应用范围。

Description

聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子复合材料的制备技术，特别涉及一种聚氯乙烯复合材料的制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是一种用途广泛的塑料，可用于制作给排水管材、塑钢门窗、电线绝缘层、汽车部件等。塑料制品的回收循环再利用是减少塑料制品环境污染的一种有效途径，有利于环境保护和降低生产中的原材料成本。将回收的聚氯乙烯进行再次加热塑化加工成型时，回收时未完全清洗除去的少量杂质可能使得使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品出现有气味的现象，影响制品的使用性能。另外，聚氯乙烯热稳定性不高，将回收的聚氯乙烯进行再次加热塑化加工成型时，也易发生一定的热分解而释放出一些小分子物质，也可能使得使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品出现有气味的现象，影响制品的使用性能。因此，有必要开发出一种解决上述气味问题的方法，将回收的聚氯乙烯制成低气味或是无气味的低挥发份聚氯乙烯材料。
海泡石粉是一种富镁纤维状硅酸盐矿物粘土粉，海泡石表面存在Si-O-Si断键及四面体中Al3+、Fe3+替代Si4+造成的负电位，是一极性表面，气体分子极性越强，与海泡石表面的静电引力也就越大，其吸附也就越强。这种吸附也就显示出，在多种气体中具有一定的选择性。例如海泡石制成的烟斗吸附材料在香烟吸附中，具香味的呋喃极性物质吸附很少，而对强极性的有毒腈类物质吸附量高，对致癌物质稠环芳烃的过滤效率很高，且可明显降低焦油含量。
海泡石粉的化学式为Mg8Si12O30(OH)4(H2O)4·8H2O，表面具有一定量的硅羟基基团，其晶体结构是由两层硅氧四面体和中间一层镁氧八面体组成，呈链状结构堆积，层间由Si-O-Si键相连，其微纳米孔道近似为0.35×1.06nm2。海泡石粉具有较高的长径比,比表面积理论值高达900m2·g-1,热稳定性好,可作为催化剂载体,用于聚合物材料的改性。海泡石的一些表面性质,如表面弱酸性(Si-OH)等,使其本身可以催化某些反应。
海泡石具有特殊的多孔性结构与大的比表面积，微孔平均孔径为20nm，呈毛细管分布，决定其具有很强的吸附性，亦可用作催化剂载体。海泡石的吸附能力在粘土矿物中非常突出，对丁烷、苯、甲醇一类的有机溶液及有害金属离子有更大的吸附性。
将具有吸附小分子物质功能的海泡石粉添加到回收的聚氯乙烯中以制备低气味或是无气味的低挥发份聚氯乙烯材料的研究目前尚未见有公开报道。海泡石粉为无机物，聚氯乙烯为有机物，二者熔融共混制成复合材料时可能出现界面粘接结合性不高的问题，因此有必要对海泡石粉进行有机化表面改性，从而提高海泡石粉-聚氯乙烯的界面结合力，以改善其力学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种在聚氯乙烯中添加改性海泡石粉的复合材料制备方法，利用该方法制备出的聚氯乙烯复合材料具有低气味、低挥发份和良好的力学性能。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，改性海泡石粉的制备
(1)按质量比，海泡石粉∶氢氧化钠∶水＝1∶(4～5)∶(8～10)，将上述组分称量混合，室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到碱处理海泡石粉；
(2)按质量比，碱处理海泡石粉∶环氧氯丙烷∶氢氧化钠∶水＝1∶(3～4)∶(6～8)∶(100～110)，将上述组分称量混合，室温搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到环氧化海泡石粉；
(3)按质量比，环氧化海泡石粉∶二乙烯三胺∶碳酸钠∶水＝1∶(0.9～1.1)∶(0.3～0.4)∶(100～110)；将上述组分称量混合，加热搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到改性海泡石粉；
第二步，将回收的废旧硬质聚氯乙烯制品破碎、清洗、干燥后，粉碎为聚氯乙烯粉料；
第三步，按质量百分比：聚氯乙烯粉料80～90％，改性海泡石粉5～10％，增塑剂1～10％，相容剂2～5％，将上述组分称量混合，得到混合料；
第四步，将混合料加入双螺杆挤出机中，在不高于200℃条件下挤出，得到聚氯乙烯-改性海泡石复合材料。
上述步骤中，第一步(1)中搅拌时间为1～2小时。第一步(2)中搅拌时间为8～10小时。第一步(3)中加热搅拌，温度为45～55℃，时间为2～3小时。
第三步所述增塑剂为邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、己二酸二正辛酯、癸二酸二正辛酯、环氧大豆油中的任一种。所述相容剂为氯乙烯-醋酸乙烯二元共聚物、氯乙烯-丙烯酸酯二元共聚物、氯乙烯-马来酸酐二元共聚物中的任一种；
第四步中挤出温度分四段设置，依次为160℃、170℃、180℃、185℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、参考图1，本本发明制备改性海泡石粉时，利用海泡石粉表面上具有的一定数量的羟基，使海泡石粉先后与氢氧化钠、环氧氯丙烷、二乙烯三胺发生反应，在海泡石粉表面接枝有机分子从而对海泡石粉表面进行有机化改性，以增强无机的海泡石粉与有机的聚氯乙烯的界面结合，从而使制得的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料具有良好的力学性能。
2、本发明通过将改性海泡石粉添加到回收的聚氯乙烯中制成复合材料，利用多孔性、比表面积大的海泡石粉，来吸附聚氯乙烯中回收时未完全清洗除去的少量杂质，减少使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品可能出现有气味的现象。另外，利用多孔性、比表面积大的海泡石粉，来吸附回收的聚氯乙烯在进行再次加热塑化加工时可能发生一定的热分解而释放出一些小分子物质，减少使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品可能出现有气味的现象。
3、本发明原料利用回收的聚氯乙烯，是减少聚氯乙烯制品环境污染的一种有效途径，有利于环境保护和降低生产中的原材料成本。
本发明聚氯乙烯复合材料，可用于加工成室内使用的塑料花盆、可作为包装外壳材料使用等，可拓展回收聚氯乙烯的应用范围。
附图说明
图1为本发明改性海泡石粉的制备机理示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按表1配方，顺序制备碱处理海泡石粉①、环氧化海泡石粉②、改性海泡石粉③，其中，①、②室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥。③在加热条件下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥；
第二步，将回收的废旧硬质聚氯乙烯制品破碎、清洗、干燥后，粉碎为聚氯乙烯粉料；
第三步，按表1配方称量混合，得到混合料，其中增塑剂，实施例1为邻苯二甲酸二正丁酯；实施例2为邻苯二甲酸二正辛酯；实施例3为环氧大豆油；实施例4、5为癸二酸二正辛酯。相容剂，实施例1为氯乙烯-马来酸酐二元共聚物；实施例2、4、5为氯乙烯-醋酸乙烯二元共聚物；实施例3为氯乙烯-丙烯酸酯二元共聚物。
第四步，将混合料加入双螺杆挤出机中，在分段温度条件下挤出(从进料口到出料口的分四段，温度依次设置为160℃-170℃-180℃-185℃)，得到聚氯乙烯-改性海泡石复合材料。
表1实施例1～5及对比例1的组成配方
性能评价方式及实行标准：
将按表1组成制备的材料制成试样，分别按ASTM D790标准测试弯曲强度、按ASTM D638标准测试拉伸强度、按ASTM D256标准测试冲击强度。材料的气味特性按德国大众汽车公司PV3900标准进行测试，试样质量为50g，容器容量大小为1升；材料有机化合物挥发份按自定义标准进行测试，试样质量为10g，放置温度为90℃，放置时间为12小时。上述测试的结果见表2。
材料的气味特性根据标准规定分为：1级：无气味，2级：有气味，但无干扰性气味，3级：有明显气味，但无干扰性气味，4级：有干扰性气味，5级：有强烈干扰性气味，6级：有不能忍受的气味。材料有机化合物挥发份根据公式：挥发份％＝(材料初始质量—材料在标准规定下放置后的质量)/材料初始质量*100％，进行计算，计算所得的数值越高表示材料有机化合物挥发份越大，反之则越小。
表2实施例1～5及对比例1的性能测试结果
从表2可以看到，在力学性能方面，将海泡石粉改性后添加到回收聚氯乙烯中制成的复合材料(实施例1～5)的弯曲强度、冲击强度、拉伸强度均高于单纯的回收聚氯乙烯材料(对比例1)。这说明改性海泡石粉的添加有利于提高回收聚氯乙烯材料的力学性能，使制得的聚氯乙烯/改性海泡石粉复合材料的力学性能良好。
在气味性和挥发份方面，将海泡石粉改性后添加到回收聚氯乙烯中制成的复合材料(实施例1～5)的气味等级和挥发份均低于单纯的回收聚氯乙烯材料(对比例1)。这说明改性海泡石粉的添加使得回收聚氯乙烯材料的气味显著降低，同时材料中有机化合物挥发物的含量也有不同程度的减少。这种现象的产生说明多孔性、比表面积大的改性海泡石粉对产生气味的挥发物具有良好的吸咐效果，表现出聚氯乙烯/改性海泡石粉复合材料具有良好的气味特性和有机挥发物含量低的特性。

Claims (7)

1.一种聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，改性海泡石粉的制备
(1)按质量比，海泡石粉∶氢氧化钠∶水＝1∶(4～5)∶(8～10)，将上述组分称量混合，室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到碱处理海泡石粉；
(2)按质量比，碱处理海泡石粉∶环氧氯丙烷∶氢氧化钠∶水＝1∶(3～4)∶(6～8)∶(100～110)，将上述组分称量混合，室温搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到环氧化海泡石粉；
(3)按质量比，环氧化海泡石粉∶二乙烯三胺∶碳酸钠∶水＝1∶(0.9～1.1)∶(0.3～0.4)∶(100～110)；将上述组分称量混合，加热搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到改性海泡石粉；
第二步，将回收的废旧硬质聚氯乙烯制品破碎、清洗、干燥后，粉碎为聚氯乙烯粉料；
第三步，按质量百分比：聚氯乙烯粉料80～90％，改性海泡石粉5～10％，增塑剂1～10％，相容剂2～5％，将上述组分称量混合，得到混合料；
第四步，将混合料加入双螺杆挤出机中，在不高于200℃条件下挤出，得到聚氯乙烯-改性海泡石复合材料。
2.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第一步(1)中搅拌时间为1～2小时。
3.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第一步(2)中搅拌时间为8～10小时。
4.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第一步(3)中加热搅拌，温度为45～55℃，时间为2～3小时。
5.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第三步所述增塑剂为邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、己二酸二正辛酯、癸二酸二正辛酯、环氧大豆油中的任一种。
6.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第三步所述相容剂为氯乙烯-醋酸乙烯二元共聚物、氯乙烯-丙烯酸酯二元共聚物、氯乙烯-马来酸酐二元共聚物中的任一种。
7.如权利要求1所述的聚氯乙烯-改性海泡石复合材料的制备方法，其特征在于，第四步中挤出温度分四段设置，依次为160℃、170℃、180℃、185℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106995573A (zh) * 2017-05-21 2017-08-01 陕西理工大学 一种聚氯乙烯/改性玉米芯粉复合材料的制备方法
CN113185706A (zh) * 2021-06-01 2021-07-30 韩光军 一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃abs塑料及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101041725A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 陈书怡 一种旧弃弹性体、塑料的再生新方法
CN101555356A (zh) * 2009-05-15 2009-10-14 宋金有 利用废pcb板粉与树脂纤维合成的炭化环保板材
CN102363662A (zh) * 2011-09-29 2012-02-29 芜湖海杉型材有限公司 一种环保型塑料型材及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101041725A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 陈书怡 一种旧弃弹性体、塑料的再生新方法
CN101555356A (zh) * 2009-05-15 2009-10-14 宋金有 利用废pcb板粉与树脂纤维合成的炭化环保板材
CN102363662A (zh) * 2011-09-29 2012-02-29 芜湖海杉型材有限公司 一种环保型塑料型材及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106995573A (zh) * 2017-05-21 2017-08-01 陕西理工大学 一种聚氯乙烯/改性玉米芯粉复合材料的制备方法
CN106995573B (zh) * 2017-05-21 2018-12-25 陕西理工大学 一种聚氯乙烯/改性玉米芯粉复合材料的制备方法
CN113185706A (zh) * 2021-06-01 2021-07-30 韩光军 一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃abs塑料及制备方法
CN113185706B (zh) * 2021-06-01 2022-12-20 深圳市嘉凯勒实业有限公司 一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃abs塑料及制备方法

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