CN105199267A - 一种用于户外遮蔽的pvc材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法。步骤:在反应器中加入水、乳化剂,搅拌均匀,再加入苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异丁酯、对苯二酚、醋酸乙烯,搅拌均匀后,再加入引发剂,进行聚合反应,再加入氧化锌,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,烘干后得到预聚体;取石墨烯,与乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂、丁苯橡胶、环氧树脂、白炭黑、氧化钛、聚苯酯、聚烯烃弹性体、润滑剂、热稳定剂、抗紫外吸收剂、抗静电剂混合均匀,再经过塑化、压延、收卷、包装,即可。本发明提供的PVC材料在长期紫外条件下能够保持较好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,属于高分子材料技术领域。
背景技术
PVC,全名为Polyvinylchlorid,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。聚氯乙烯分子中含有氯原子。由于C—CL键的偶极影响,它是一种极性很强的材料。PVC具有很好的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能,但对光、热稳定性差。商业上,制备PVC有四种方法:悬浮法、本体法、乳液法和溶液法。悬浮法最普遍,大多数应用的PVC树脂就是这类树脂。其产品根据含增塑剂量(一般是邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯)分为硬质、半硬质、软质三种材料。硬质PVC含增塑剂为10~25%、半硬质PVC为30~40%、软质PVC为40~70%。所有PVC产品必须含有一定量的稳定剂,以避免加工过程中发生降解。软PVC产品中的增塑剂在于使聚合物变软。增塑剂的选择或增塑剂的混用,最终要由成品所期望的性能来决定。大多数的增塑剂一定程度上也起着加工助剂的作用。增塑剂降低了树脂的熔融温度和粘度,从而可防止树脂粘到加工设备的金属部件上。
在户外使用的棚体等装置上,会采用PVC材料作为遮阳材料,但是由于长期使用在外,PVC材料的机械强度、耐久性就显得尤为关键。
CN102924850A公开了一种聚氯乙烯透明耐候片材。所述的聚氯乙烯透明耐候片材包括以下组分及重量份:PVC树脂:100;增塑剂:3~4;热稳定剂:1.5~2.5;外润滑剂:0.2~0.3;内润滑剂:0.6~0.8;耐候改性剂:2~4。所述的聚氯乙烯透明耐候片材制作工艺包括:各组分的混料、搅拌、加温、冷却和卸料包装。CN103408858A公开了PVC领域内的一种超薄型抗冻聚氯乙烯片材及其生产工艺,所述片材原料由以重量计的以下成分组成:PVC树脂80~90%;塑料增强剂0.5~14.5%;甲基锡1~3%;甲基丙烯酸甲酯树脂1~3%;脂肪酸和多元醇的齐聚复合脂0.5~1.5%;抗冻助剂1~4%;所述生产工艺包括以下步骤:配料;热和搅拌;冷却混合;振动筛选;挤出塑化;压延;恒温控制;冷却;牵引卷取。以上方法制备得到的PVC材料存在着长期紫外、高温、潮湿条件下容易出现老化的问题。
发明内容
本发明的目的是:解决用于户外的PVC材料在长期紫外、高温、潮湿条件下容易出现老化的问题,主要是通过对PVC材料的组成成分进行改性而实现。
技术方案:
一种用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,包括如下步骤:
第1步:按重量份计,在反应器中加入水150~180份、乳化剂4~8份,搅拌均匀,再加入苯乙烯3~5份、丙烯酸异辛酯5~10份、丙烯酸异丁酯5~8份、对苯二酚4~8份、醋酸乙烯3~6份,搅拌均匀后,再加入引发剂6~10份,加热进行聚合反应,再加入氧化锌8~12份,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:按重量份计,取3~6份的石墨烯,与5~10份的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和15~20份的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:按重量份计,将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂55~80份、丁苯橡胶3~5份、环氧树脂5~10份、白炭黑2~4份、氧化钛1~3份、聚苯酯2~4份、聚烯烃弹性体3~6份、润滑剂3~6份、热稳定剂3~5份、抗紫外吸收剂2~4份、抗静电剂1~3份混合均匀,升温至115~125℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在145~155℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在160~170℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在95~100℃,冷却辊温度控制在50~70℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
所述的第1步中,引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢或者对甲基丙苯过氧化氢。
所述的第1步中,反应时间2~4小时,反应温度60~70℃。
所述的第1步中,乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、羟基烷基磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸钠或者聚丙烯酰胺。
聚烯烃弹性体最好采用乙烯-辛烯共聚合物或乙烯-丁烯的共聚合物,例如杜邦的Engage聚烯烃弹性体POE8480
所述抗静电剂是抗静电聚氯乙烯树脂。
所述的抗紫外吸收剂是苯并三唑。
所述的热稳定剂是硫醇辛基锡。
所述润滑剂是硬脂酸。
有益效果
本发明提供的PVC材料在长期紫外、高温、潮湿条件下能够保持较好的机械性能。
具体实施方式
实施例1
第1步:在反应器中加入水150Kg、乳化剂羟基烷基磺酸钠4Kg,搅拌均匀,再加入苯乙烯3Kg、丙烯酸异辛酯5Kg、丙烯酸异丁酯5Kg、对苯二酚4Kg、醋酸乙烯3Kg,搅拌均匀后,再加入引发剂过硫酸钾6Kg,加热进行聚合反应,反应时间2小时,反应温度60℃,再加入氧化锌8Kg,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:取3Kg的石墨烯,与5Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和15Kg的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂55Kg、丁苯橡胶3Kg、环氧树脂5Kg、白炭黑2Kg、氧化钛1Kg、聚苯酯2Kg、聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚合物3Kg、润滑剂硬脂酸3Kg、热稳定剂硫醇辛基锡3Kg、抗紫外吸收剂苯并三唑2Kg、抗静电聚氯乙烯树脂1Kg混合均匀,升温至115℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在145℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在160℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在95℃,冷却辊温度控制在50℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
实施例2
第1步:在反应器中加入水150Kg、乳化剂羟基烷基磺酸钠4Kg,搅拌均匀,再加入苯乙烯3Kg、丙烯酸异辛酯5Kg、丙烯酸异丁酯5Kg、对苯二酚4Kg、醋酸乙烯3Kg,搅拌均匀后,再加入引发剂过硫酸钾6Kg,加热进行聚合反应,反应时间2小时,反应温度60℃,再加入氧化锌8Kg,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:取3Kg的石墨烯,与5Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和15Kg的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂55Kg、丁苯橡胶3Kg、环氧树脂5Kg、白炭黑2Kg、氧化钛1Kg、聚苯酯2Kg、聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚合物3Kg、润滑剂硬脂酸3Kg、热稳定剂硫醇辛基锡3Kg、抗紫外吸收剂苯并三唑2Kg、抗静电聚氯乙烯树脂1Kg混合均匀,升温至115℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在145℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在160℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在95℃,冷却辊温度控制在70℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
实施例3
第1步:在反应器中加入水160Kg、乳化剂羟基烷基磺酸钠6Kg,搅拌均匀,再加入苯乙烯4Kg、丙烯酸异辛酯6Kg、丙烯酸异丁酯6Kg、对苯二酚7Kg、醋酸乙烯5Kg,搅拌均匀后,再加入引发剂过硫酸钾8Kg,加热进行聚合反应,反应时间3小时,反应温度65℃,再加入氧化锌10Kg,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:取5Kg的石墨烯,与8Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和18Kg的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂70Kg、丁苯橡胶4Kg、环氧树脂7Kg、白炭黑3Kg、氧化钛2Kg、聚苯酯3Kg、聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚合物5Kg、润滑剂硬脂酸5Kg、热稳定剂硫醇辛基锡4Kg、抗紫外吸收剂苯并三唑3Kg、抗静电聚氯乙烯树脂2Kg混合均匀,升温至120℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在150℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在165℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在98℃,冷却辊温度控制在60℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
对照例1
与实施例3的区别在于:第1步中未加入单体醋酸乙烯。
第1步:在反应器中加入水160Kg、乳化剂羟基烷基磺酸钠6Kg,搅拌均匀,再加入苯乙烯4Kg、丙烯酸异辛酯6Kg、丙烯酸异丁酯6Kg、对苯二酚7Kg,搅拌均匀后,再加入引发剂过硫酸钾8Kg,加热进行聚合反应,反应时间3小时,反应温度65℃,再加入氧化锌10Kg,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:取5Kg的石墨烯,与8Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和18Kg的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂70Kg、丁苯橡胶4Kg、环氧树脂7Kg、白炭黑3Kg、氧化钛2Kg、聚苯酯3Kg、聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚合物5Kg、润滑剂硬脂酸5Kg、热稳定剂硫醇辛基锡4Kg、抗紫外吸收剂苯并三唑3Kg、抗静电聚氯乙烯树脂2Kg混合均匀,升温至120℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在150℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在165℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在98℃,冷却辊温度控制在60℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
对照例2
与实施例3的区别在于:第1步中的氧化锌是在第3步中加入。
第1步:在反应器中加入水160Kg、乳化剂羟基烷基磺酸钠6Kg,搅拌均匀,再加入苯乙烯4Kg、丙烯酸异辛酯6Kg、丙烯酸异丁酯6Kg、对苯二酚7Kg、醋酸乙烯5Kg,搅拌均匀后,再加入引发剂过硫酸钾8Kg,加热进行聚合反应,反应时间3小时,反应温度65℃,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:取5Kg的石墨烯,与8Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和18Kg的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂70Kg、丁苯橡胶4Kg、环氧树脂7Kg、白炭黑3Kg、氧化锌10Kg、氧化钛2Kg、聚苯酯3Kg、聚烯烃弹性体乙烯-辛烯共聚合物5Kg、润滑剂硬脂酸5Kg、热稳定剂硫醇辛基锡4Kg、抗紫外吸收剂苯并三唑3Kg、抗静电聚氯乙烯树脂2Kg混合均匀,升温至120℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在150℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在165℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在98℃,冷却辊温度控制在60℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
以上实施例和对照例制备得到的PVC材料具有较好的拉伸强度,适合于在室外使用。另外,实施例3相对于对照例1来说,通过在预聚体中加入了单体醋酸乙烯,提高了材料的拉伸强度和断裂伸长率;实施例3相对于对照例2来说,将氧化锌在预聚体中加入,而不是在挤出机中加入,可以提高材料的透光率和断裂伸长率。
参照国标GBT16422.1与16422.3对试样进行紫外光老化试验,将试样在60℃下辐照8h,然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。再进行上述测试,结果如下:
从表中可以看出,实施例中制备得到的PVC材料在经过紫外降解之后,相对于对照例来说,仍然可以保持较好的机械性能,说明本发明提供的PVC材料具有较好的耐紫外性能。
Claims (9)
1.一种用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第1步:按重量份计,在反应器中加入水150~180份、乳化剂4~8份,搅拌均匀,再加入苯乙烯3~5份、丙烯酸异辛酯5~10份、丙烯酸异丁酯5~8份、对苯二酚4~8份、醋酸乙烯3~6份,搅拌均匀后,再加入引发剂6~10份,加热进行聚合反应,再加入氧化锌8~12份,搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;
第2步:按重量份计,取3~6份的石墨烯,与5~10份的乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物和15~20份的乙酸正丁酯混合均匀,真空脱除溶剂后,得到改性石墨烯;
第3步:按重量份计,将预聚体、改性石墨烯、PVC树脂55~80份、丁苯橡胶3~5份、环氧树脂5~10份、白炭黑2~4份、氧化钛1~3份、聚苯酯2~4份、聚烯烃弹性体3~6份、润滑剂3~6份、热稳定剂3~5份、抗紫外吸收剂2~4份、抗静电剂1~3份混合均匀,升温至115~125℃,放冷后,再把冷却好的物料均匀输入行星挤出机塑化,行星挤出机温度控制在145~155℃,再送入压延机压延成片材,压延辊温度控制在160~170℃;
第4步:由引离冷却系统中引离辊把所形成之片材从压延辊剥离,然后经冷却辊冷却定型,引离辊温度控制在95~100℃,冷却辊温度控制在50~70℃,收卷经冷却定型的片材由中心收卷机收卷、包装,即可。
2.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述的第1步中,引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢或者对甲基丙苯过氧化氢。
3.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述的第1步中,反应时间2~4小时,反应温度60~70℃。
4.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述的第1步中,乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、羟基烷基磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸钠或者聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:聚烯烃弹性体最好采用乙烯-辛烯共聚合物或乙烯-丁烯的共聚合物。
6.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述抗静电剂是抗静电聚氯乙烯树脂。
7.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述的抗紫外吸收剂是苯并三唑。
8.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述的热稳定剂是硫醇辛基锡。
9.根据权利要求1所述的用于户外遮蔽的PVC材料的制备方法,其特征在于:所述润滑剂是硬脂酸。
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