CN105061923A - 一种高抗冲pvc板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗冲PVC板材，由下列重量份的组分原料制成：PVC？SG-5？60-80、PVC？SG-8？20-30、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管1-3，氢氧化铝10-15、二氢杨梅素0.3-0.5、复合稳定剂1-3、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌？0.3-0.4、褐煤酸酯0.3-0.5、粉末状铝硅酸盐分子筛4-6、改性纳米碳酸钙40-50。采用常规挤出机进行挤出定型。本发明的PVC板材具有良好的高抗冲性能，同时具有很高的抗冲击性和拉伸强度，具有抗化学腐蚀、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及PVC板材领域，具体涉及一种高抗冲PVC板材及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的发展和城市建设，PVC具有优异的性能,广泛应用于工业、农业、日常生活以及公用事业等领域。但由于PVC树脂分子链结构中有大量的极性C-Cl键,分子之间存在较大的作用力,因此相对于其他通用树脂,PVC属于硬脆材料,冲击强度较低,且具有缺口敏感性,受外力冲击时易脆裂,难以用作结构材料。这些缺点极大地限制了PVC在高性能领域的发展,为扩大其应用范围,需要对硬质PVC进行增韧改性。常用弹性体增韧剂可以较好改善其抗冲击性能,但同时会显著降低材料本身的刚性。需要研究通过对填充料的改性来达到在不降低PVC材料本身拉伸强度的情况下,大幅提高PVC的冲击性能。
发明内容
本发明提供了一种高抗冲PVC板材及其制备方法。本发明的PVC板材具有良好的抗冲击性能及拉伸性能、且耐候性能及加工性能好。
本发明采用的技术方案如下：
一种高抗冲PVC板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-560-80、PVCSG-820-30、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管1-3，氢氧化铝10-15、二氢杨梅素0.3-0.5、复合稳定剂1-3、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌0.3-0.4、褐煤酸酯0.3-0.5、粉末状铝硅酸盐分子筛4-6、改性纳米碳酸钙40-50，
所述的复合稳定剂的制备方法：按重量份称取2-乙基己酸钡2-3、月桂酸钡2-4、新癸酸镉3-4、环烷酸锌0.5-1.0、亚磷酸二苯一辛酯15-20、双酚A1-2、锭子油20-30、甘油0.2-0.4，硅烷偶联剂0.4-0.6、投入研磨机中研磨充分，然后再采用电磁震荡5-10min，最后放入高速搅拌机里混合搅拌而得；
所述的改性纳米碳酸钙的制备方法：(1)按重量份称量取纳米碳酸钙90-100、氧化锌3-4、苯乙烯10-20、丙烯酸20-25、丙烯酸丁酯30-35、甲基丙烯酸甲酯30-40、叔丁基过氧化氢1-2，抗坏血酸1-2、氯化聚乙烯3-4、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1-1.5、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1-1.5，去离子水40-50、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.5；
(2)将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到70-80℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌10-15min，搅拌状态下滴加浓度为3％的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5％的抗坏血酸溶液，滴加时间为2-2.5h，滴加结束后继续反应4-5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
(3)在75-80℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在800-1000rpm的速度高速搅拌30-40min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌20-30min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-570、PVCSG-825、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管2、氢氧化铝13、二氢杨梅素0.4、复合稳定剂2、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌0.35、褐煤酸酯0.4、粉末状铝硅酸盐分子筛5、改性纳米碳酸钙45。
所述的一种高抗冲PVC板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组分原料；
(2)首先将PVCSG-5、PVCSG-8、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-550转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
(3)当温度升至54℃时,加入褐煤酸酯，以850-950转/min高速混合；
(4)当温度升至75℃时,加入粉末状铝硅酸盐分子筛、改性纳米碳酸钙等其余物料，以1000-1200转/min继续高速混合；
(5)当温度升至115-120℃时，形成均匀干混合料，停止搅拌混合；
(6)将干燥后的物料冷却至40℃-45℃后送入挤出机进行挤出成型，
所述挤出机的料筒温度:160-190℃；
所述挤出机的成型模具温度：155-195℃。
所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于：所述的粉末状铝硅酸盐分子筛由上海氯碱化工股份有限公司生产。
所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于：所述的苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管中，马来酸酐质量百分含量为10-15％，所述的碳纳米管直径小于6nm。
有益效果：
本发明的PVC板材具有抗化学腐蚀、成本低，且PVC板材抗冲击性和拉伸强度好的特点，在配方中添加有苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管，苯乙烯/马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管加入到PVC树脂中，板材的抗冲击性能显着增强,同时拉伸强度也和断裂伸长率也有一定程度提高,配合使用粉末状铝硅酸盐分子筛能有效地降低了PVC树脂物料的粘度，提高了PVC树脂材料的缺口冲击强度和延伸率，改善了PVC材料的物理机械性能，大大提高了PVC板材高抗冲性能，自制改性纳米碳酸钙的添加改善PVC板材抗冲击性的同时不降低PVC材料自身拉伸强度，同时还可以提高板材的加工性能，复合稳定剂加入有效增加了板材的耐候性能。因此本发明的PVC板材具有良好的高抗冲性能，同时具有很高的抗冲击性和拉伸强度。
具体实施方式
一种高抗冲PVC板材，由下列重量(kg)的组分原料制成：PVCSG-570、PVCSG-825、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管2、氢氧化铝13、二氢杨梅素0.4、复合稳定剂2、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌0.35、褐煤酸酯0.4、粉末状铝硅酸盐分子筛5、改性纳米碳酸钙45，
其中，复合稳定剂的制备方法：按重量份称取2-乙基己酸钡2.5、月桂酸钡3、新癸酸镉3.5、环烷酸锌0.6、亚磷酸二苯一辛酯18、双酚A1.5、锭子油25、甘油0.3、硅烷偶联剂0.5、投入研磨机中研磨充分，然后再采用电磁震荡8min，最后放入高速搅拌机里混合搅拌而得；
其中，改性纳米碳酸钙的制备方法：(1)按重量份称量取纳米碳酸钙98、氧化锌3、苯乙烯15、丙烯酸23、丙烯酸丁酯34、甲基丙烯酸甲酯33、叔丁基过氧化氢1.5、抗坏血酸1.5、氯化聚乙烯3.5、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1.2、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1.3、去离子水45、十二烷基苯磺酸钠0.4；
(2)将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到75℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌14min，搅拌状态下滴加浓度为3％的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5％的抗坏血酸溶液，滴加时间为2.4h，滴加结束后继续反应5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
(3)在78℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在900rpm的速度高速搅拌35min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌25min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
高抗冲PVC板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组分原料；
(2)首先将PVCSG-5、PVCSG-8、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-550转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
(3)当温度升至54℃时,加入褐煤酸酯，以850-950转/min高速混合；
(4)当温度升至75℃时,加入粉末状铝硅酸盐分子筛、改性纳米碳酸钙等其余物料，以1000-1200转/min继续高速混合；
(5)当温度升至115-120℃时，形成均匀干混合料，停止搅拌混合；
(6)将干燥后的物料冷却至40℃-45℃后送入挤出机进行挤出成型，
所述挤出机的料筒温度:160-190℃；
所述挤出机的成型模具温度：155-195℃。
对本发明的板材的性能进行了测试,其结果如下：
Claims (5)
1.一种高抗冲PVC板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-560-80、PVCSG-820-30、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管1-3，氢氧化铝10-15、二氢杨梅素0.3-0.5、复合稳定剂1-3、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌0.3-0.4、褐煤酸酯0.3-0.5、粉末状铝硅酸盐分子筛4-6、改性纳米碳酸钙40-50，
所述的复合稳定剂的制备方法：按重量份称取2-乙基己酸钡2-3、月桂酸钡2-4、新癸酸镉3-4、环烷酸锌0.5-1.0、亚磷酸二苯一辛酯15-20、双酚A1-2、锭子油20-30、甘油0.2-0.4，硅烷偶联剂0.4-0.6、投入研磨机中研磨充分，然后再采用电磁震荡5-10min，最后放入高速搅拌机里混合搅拌而得；
所述的改性纳米碳酸钙的制备方法：（1）按重量份称量取纳米碳酸钙90-100、氧化锌3-4、苯乙烯10-20、丙烯酸20-25、丙烯酸丁酯30-35、甲基丙烯酸甲酯30-40、叔丁基过氧化氢1-2，抗坏血酸1-2、氯化聚乙烯3-4、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1-1.5、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1-1.5，去离子水40-50、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.5；
（2）将去离子水、十二烷基苯磺酸钠，丙醇加入到反应釜中，搅拌均匀，并升温到70-80℃，依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌10-15min，搅拌状态下滴加浓度为3%的过氧化氢叔丁基乙醇溶液和浓度为5%的抗坏血酸溶液，滴加时间为2-2.5h，滴加结束后继续反应4-5h，用纯碱调节反应产物的pH在6-7之间，得到改性剂乳液；
（3）在75-80℃下将改性剂乳液加入到高速搅拌机，向其中依次加入配方量的纳米碳酸钙、氯化聚乙烯、抗氧剂四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，在800-1000rpm的速度高速搅拌30-40min,再加入配方量的氧化锌及其余组分，高速搅拌20-30min,然后干燥，得到改性纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于,由下列重量份的组分原料制成：PVCSG-570、PVCSG-825、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管2、氢氧化铝13、二氢杨梅素0.4、复合稳定剂2、硬脂酸0.2-0.4、硬脂酸锌0.35、褐煤酸酯0.4、粉末状铝硅酸盐分子筛5、改性纳米碳酸钙45。
3.如权利要求1所述的一种高抗冲PVC板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）首先将PVCSG-5、PVCSG-8、苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管和钙锌稳定剂加入到高速混合机中进行450-550转/min低速搅拌混合，物料通过自然摩擦升温；
（3）当温度升至54℃时,加入褐煤酸酯，以850-950转/min高速混合；
（4）当温度升至75℃时,加入粉末状铝硅酸盐分子筛、改性纳米碳酸钙等其余物料，以1000-1200转/min继续高速混合；
（5）当温度升至115-120℃时，形成均匀干混合料，停止搅拌混合；
（6）将干燥后的物料冷却至40℃-45℃后送入挤出机进行挤出成型，
所述挤出机的料筒温度:160-190℃；
所述挤出机的成型模具温度：155-195℃。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于：所述的粉末状铝硅酸盐分子筛由上海氯碱化工股份有限公司生产。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲PVC板材，其特征在于：所述的苯乙烯马来酸酐共聚物修饰的碳纳米管中，马来酸酐质量百分含量为10-15%，所述的碳纳米管直径小于6nm。
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