CN105348672A - 一种耐热聚氯乙烯环保材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯65-80份、丁腈橡胶20-35份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-15份、氯化聚乙烯2-8份、硬脂酸0.5-1.5份、硬脂酸亚磷酸锌1-2.5份、硬脂酸钙0.5-1.5份、氨三乙酸锌0.2-2份、乙酰柠檬酸三丁酯1-2.5份、环氧硬脂酸丁酯2-8份、季戊四醇2-6份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷2-5份、酚醛树脂再生料0.5-2.5份、改性复合填料5-15份、聚乙烯蜡0.5-2份、硅烷偶联剂2-7份。本发明提出的耐热聚氯乙烯环保材料，其耐热性和耐水性好，阻燃性能优异，环保性好。
Description
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯技术领域，尤其涉及一种耐热聚氯乙烯环保材料。
背景技术
聚氯乙烯具有机械强度高、耐化学腐蚀性好、价格低廉、阻燃性及电绝缘性好的优点，主要用于生产透明电缆线、软质玩具、医疗器械、食品包装膜、人造革制品等软制品和板材、门窗、管道和阀门等硬制品，现已成为仅次于聚乙烯的第二大通用树脂。由于聚氯乙烯高分子链上含有不稳定氯原子，在100℃时即开始分解脱出氯化氢，分子链上随即形成具有生色的共轭多烯结构，从而使制品变色，又由于氯化氢对聚氯乙烯的降解具有催化作用，随着温度的升高或受热时间延长，材料中积累大量氯化氢，材料容易产生“开拉链式”降解反应，大大加速聚氯乙烯的降解，使得材料颜色急剧加深，物理机械性能下降，甚至炭化丧失使用价值。因此在聚氯乙烯制品中必须使用热稳定剂来改善聚氯乙烯材料的耐热性；但是现有的聚氯乙烯材料其耐热性仍不是很理想，存在使用寿命短，安全性下降的缺陷，有待于进一步改善。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐热聚氯乙烯环保材料，其耐热性和耐水性好，阻燃性能优异，使用寿命长，环保性好。
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯65-80份、丁腈橡胶20-35份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-15份、氯化聚乙烯2-8份、硬脂酸0.5-1.5份、硬脂酸亚磷酸锌1-2.5份、硬脂酸钙0.5-1.5份、氨三乙酸锌0.2-2份、乙酰柠檬酸三丁酯1-2.5份、环氧硬脂酸丁酯2-8份、季戊四醇2-6份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷2-5份、酚醛树脂再生料0.5-2.5份、改性复合填料5-15份、聚乙烯蜡0.5-2份、硅烷偶联剂2-7份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将15-30份纳米氧化镧、5-15份纳米二氧化钛、3-10份纳米氢氧化铝和2-10份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入3-12份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、1-5份甲基丙烯酸十二氟庚酯、2-10份乙烯基三甲氧基硅烷和1-5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用20-30W的氩等离子体处理10-25min，然后通入10-20min氧气，将真空腔室升温至145-160℃后，在65-75W下处理5-20min，结束后洗涤、干燥，然后加入4-10份凹凸棒土和2-10份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料。
优选地，硬脂酸亚磷酸锌、硬脂酸钙、氨三乙酸锌、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧硬脂酸丁酯、季戊四醇、十八烷酰基苯甲酰基甲烷的重量比为1.5-2.3：0.7-1.3：0.7-1.6：1.5-2.3：4.5-7：3.8-5：3.2-4.3。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯70-74份、丁腈橡胶28-32份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物9-12份、氯化聚乙烯5.6-6.3份、硬脂酸0.9-1.3份、硬脂酸亚磷酸锌1.9-2.2份、硬脂酸钙0.9-1.2份、氨三乙酸锌0.9-1.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.8-2.1份、环氧硬脂酸丁酯5.2-6份、季戊四醇4.3-4.8份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.7-4份、酚醛树脂再生料1.6-2份、改性复合填料8-11份、聚乙烯蜡1.2-1.6份、硅烷偶联剂4-4.6份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯72份、丁腈橡胶30份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份、氯化聚乙烯6.2份、硬脂酸1.2份、硬脂酸亚磷酸锌2份、硬脂酸钙1份、氨三乙酸锌1.1份、乙酰柠檬酸三丁酯2份、环氧硬脂酸丁酯5.7份、季戊四醇4.5份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.8份、酚醛树脂再生料1.8份、改性复合填料10份、聚乙烯蜡1.4份、硅烷偶联剂4.3份。
优选地，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将20份纳米氧化镧、12份纳米二氧化钛、7份纳米氢氧化铝和8份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入10份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、3.6份甲基丙烯酸十二氟庚酯、5份乙烯基三甲氧基硅烷和3.5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用28W的氩等离子体处理15min，然后通入15min氧气，将真空腔室升温至150℃后，在70W下处理15min，结束后洗涤、干燥，然后加入8份凹凸棒土和8份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料。
优选地，所述纳米氧化镧的平均粒径为10-25nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为25-40nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为20-50nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为30-60nm。
优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为20-35％。
优选地，所述氯化聚乙烯的氯含量为30-45％。
本发明所述耐热聚氯乙烯环保材料可以按照常规的聚氯乙烯复合材料制备工艺制备而成。
本发明中，选择了丁腈橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯配合对聚氯乙烯进行改性，改善了环保材料的耐油性、抗冲击性和阻燃性；选择了硬脂酸亚磷酸锌、氨三乙酸锌、硬脂酸钙配合，通过控制三者的比例，使其具有较好的协同效果，赋予环保材料优异的热稳定性，加入乙酰柠檬酸三丁酯、环氧硬脂酸丁酯、季戊四醇、十八烷酰基苯甲酰基甲烷后，能防止金属氧化物的催化降解作用，提高环保材料的耐热性和耐候性，同时硬脂酸亚磷酸锌、硬脂酸钙、氨三乙酸锌、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧硬脂酸丁酯、季戊四醇和十八烷酰基苯甲酰基甲烷为安全的物质，加入体系后，环保性好；酚醛树脂再生料是由废弃的酚醛树脂塑料破碎后碾压成粉得到的，其加入体系中，与改性复合填料具有协同作用，改善了环保材料的强度，同时降低了成本，保护了环境；在改性复合填料中，选择了纳米氧化镧、纳米二氧化钛、纳米氢氧化铝和纳米硼酸锌为纳米填料，赋予环保材料优异的耐老化性、耐热性、抗菌性和阻燃性，利用丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三甲氧基硅烷和羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯配合对填料进行改性，在等离子体的诱导下，在保持填料结构的前提下，将丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三甲氧基硅烷和羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯接枝聚合到了填料的表面，从而在填料的表面引入了含氟、硅和磷的高聚物，改善了环保材料的耐水性、耐热性和阻燃性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯65份、丁腈橡胶35份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、氯化聚乙烯8份、硬脂酸0.5份、硬脂酸亚磷酸锌2.5份、硬脂酸钙0.5份、氨三乙酸锌2份、乙酰柠檬酸三丁酯1份、环氧硬脂酸丁酯8份、季戊四醇2份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷5份、酚醛树脂再生料0.5份、改性复合填料15份、聚乙烯蜡0.5份、硅烷偶联剂7份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将15份纳米氧化镧、15份纳米二氧化钛、3份纳米氢氧化铝和10份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入3份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、5份甲基丙烯酸十二氟庚酯、2份乙烯基三甲氧基硅烷和5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用20W的氩等离子体处理25min，然后通入10min氧气，将真空腔室升温至160℃后，在65W下处理20min，结束后洗涤、干燥，然后加入4份凹凸棒土和10份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料；所述纳米氧化镧的平均粒径为10nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为40nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为20nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为60nm。
实施例2
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯80份、丁腈橡胶20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物15份、氯化聚乙烯2份、硬脂酸1.5份、硬脂酸亚磷酸锌1份、硬脂酸钙1.5份、氨三乙酸锌0.2份、乙酰柠檬酸三丁酯2.5份、环氧硬脂酸丁酯2份、季戊四醇6份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷2份、酚醛树脂再生料2.5份、改性复合填料5份、聚乙烯蜡2份、硅烷偶联剂2份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将30份纳米氧化镧、5份纳米二氧化钛、10份纳米氢氧化铝和2份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入12份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、1份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10份乙烯基三甲氧基硅烷和1份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用30W的氩等离子体处理10min，然后通入20min氧气，将真空腔室升温至145℃后，在75W下处理5min，结束后洗涤、干燥，然后加入10份凹凸棒土和2份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料；所述纳米氧化镧的平均粒径为25nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为25nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为50nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为30nm。
实施例3
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯70份、丁腈橡胶32份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物9份、氯化聚乙烯6.3份、硬脂酸0.9份、硬脂酸亚磷酸锌2.2份、硬脂酸钙0.9份、氨三乙酸锌1.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.8份、环氧硬脂酸丁酯6份、季戊四醇4.3份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷4份、酚醛树脂再生料1.6份、改性复合填料11份、聚乙烯蜡1.2份、硅烷偶联剂KH-5402份、硅烷偶联剂A-1711.2份、硅烷偶联剂A-1721.4份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将18份纳米氧化镧、12份纳米二氧化钛、7份纳米氢氧化铝和7份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入6份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、4份甲基丙烯酸十二氟庚酯、5.5份乙烯基三甲氧基硅烷和4份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用26W的氩等离子体处理23min，然后通入14min氧气，将真空腔室升温至155℃后，在70W下处理15min，结束后洗涤、干燥，然后加入5份凹凸棒土和8.5份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料；所述纳米氧化镧的平均粒径为20nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为30nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为38nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为38nm；
所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为20％；
所述氯化聚乙烯的氯含量为45％。
实施例4
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯74份、丁腈橡胶28份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物12份、氯化聚乙烯5.6份、硬脂酸1.3份、硬脂酸亚磷酸锌1.9份、硬脂酸钙1.2份、氨三乙酸锌0.9份、乙酰柠檬酸三丁酯2.1份、环氧硬脂酸丁酯5.2份、季戊四醇4.8份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.7份、酚醛树脂再生料2份、改性复合填料8份、聚乙烯蜡1.6份、硅烷偶联剂KH-5504份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将26份纳米氧化镧、8份纳米二氧化钛、8.5份纳米氢氧化铝和4份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入10份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、2.6份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8份乙烯基三甲氧基硅烷和2.6份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用28W的氩等离子体处理18min，然后通入17min氧气，将真空腔室升温至150℃后，在65W下处理12min，结束后洗涤、干燥，然后加入8份凹凸棒土和6份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料；所述纳米氧化镧的平均粒径为15nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为35nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为30nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为50nm；
所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为20％；
所述氯化聚乙烯的氯含量为45％。
实施例5
本发明提出的一种耐热聚氯乙烯环保材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯72份、丁腈橡胶30份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份、氯化聚乙烯6.2份、硬脂酸1.2份、硬脂酸亚磷酸锌2份、硬脂酸钙1份、氨三乙酸锌1.1份、乙酰柠檬酸三丁酯2份、环氧硬脂酸丁酯5.7份、季戊四醇4.5份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.8份、酚醛树脂再生料1.8份、改性复合填料10份、聚乙烯蜡1.4份、硅烷偶联剂4.3份；
其中，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172按任意重量比的混合物；所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为30％；所述氯化聚乙烯的氯含量为42％；
所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将20份纳米氧化镧、12份纳米二氧化钛、7份纳米氢氧化铝和8份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入10份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、3.6份甲基丙烯酸十二氟庚酯、5份乙烯基三甲氧基硅烷和3.5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用28W的氩等离子体处理15min，然后通入15min氧气，将真空腔室升温至150℃后，在70W下处理15min，结束后洗涤、干燥，然后加入8份凹凸棒土和8份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料；所述纳米氧化镧的平均粒径为20nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为35nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为35nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为50nm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯65-80份、丁腈橡胶20-35份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-15份、氯化聚乙烯2-8份、硬脂酸0.5-1.5份、硬脂酸亚磷酸锌1-2.5份、硬脂酸钙0.5-1.5份、氨三乙酸锌0.2-2份、乙酰柠檬酸三丁酯1-2.5份、环氧硬脂酸丁酯2-8份、季戊四醇2-6份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷2-5份、酚醛树脂再生料0.5-2.5份、改性复合填料5-15份、聚乙烯蜡0.5-2份、硅烷偶联剂2-7份；
其中，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将15-30份纳米氧化镧、5-15份纳米二氧化钛、3-10份纳米氢氧化铝和2-10份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入3-12份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、1-5份甲基丙烯酸十二氟庚酯、2-10份乙烯基三甲氧基硅烷和1-5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用20-30W的氩等离子体处理10-25min，然后通入10-20min氧气，将真空腔室升温至145-160℃后，在65-75W下处理5-20min，结束后洗涤、干燥，然后加入4-10份凹凸棒土和2-10份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料。
2.根据权利要求1所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，硬脂酸亚磷酸锌、硬脂酸钙、氨三乙酸锌、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧硬脂酸丁酯、季戊四醇、十八烷酰基苯甲酰基甲烷的重量比为1.5-2.3：0.7-1.3：0.7-1.6：1.5-2.3：4.5-7：3.8-5：3.2-4.3。
3.根据权利要求1或2所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯70-74份、丁腈橡胶28-32份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物9-12份、氯化聚乙烯5.6-6.3份、硬脂酸0.9-1.3份、硬脂酸亚磷酸锌1.9-2.2份、硬脂酸钙0.9-1.2份、氨三乙酸锌0.9-1.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.8-2.1份、环氧硬脂酸丁酯5.2-6份、季戊四醇4.3-4.8份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.7-4份、酚醛树脂再生料1.6-2份、改性复合填料8-11份、聚乙烯蜡1.2-1.6份、硅烷偶联剂4-4.6份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯72份、丁腈橡胶30份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份、氯化聚乙烯6.2份、硬脂酸1.2份、硬脂酸亚磷酸锌2份、硬脂酸钙1份、氨三乙酸锌1.1份、乙酰柠檬酸三丁酯2份、环氧硬脂酸丁酯5.7份、季戊四醇4.5份、十八烷酰基苯甲酰基甲烷3.8份、酚醛树脂再生料1.8份、改性复合填料10份、聚乙烯蜡1.4份、硅烷偶联剂4.3份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，所述改性复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将20份纳米氧化镧、12份纳米二氧化钛、7份纳米氢氧化铝和8份纳米硼酸锌混合均匀，然后置于等离子沉积炉中，再加入10份丙烯酸-3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟丙酯、3.6份甲基丙烯酸十二氟庚酯、5份乙烯基三甲氧基硅烷和3.5份羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，采用28W的氩等离子体处理15min，然后通入15min氧气，将真空腔室升温至150℃后，在70W下处理15min，结束后洗涤、干燥，然后加入8份凹凸棒土和8份水滑石，搅拌均匀后得到所述改性复合填料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，所述纳米氧化镧的平均粒径为10-25nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为25-40nm；所述纳米氢氧化铝的平均粒径为20-50nm；所述纳米硼酸锌的平均粒径为30-60nm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，所述丁腈橡胶中丙烯腈的含量为20-35％。
9.根据权利要求1-8中任一项所述耐热聚氯乙烯环保材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯的氯含量为30-45％。
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