CN105400115A - 一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯10-25份、聚甲基丙烯酸甲酯3-15份、聚氨酯弹性体3-15份、聚乙烯醇缩丁醛2-15份、丁腈粉3-12份、磷酸三异丙苯酯5-12份、硬脂酸锌2-5份、硬脂酸钙3-6份、季戊四醇2-8份、硬脂酸2-5份、纳米碳酸钙2-10份、纳米二氧化钛3-15份、硼酸锌3-15份、聚乙烯蜡1-5份、抗氧剂0.2-0.5份。本发明提出的汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其耐热性好，用其制作的汽车胶管受热变形小，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯技术领域，尤其涉及一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料。
背景技术
聚氯乙烯是一种用途广泛的通用塑料，它成本低廉，成型方便。作为高分子材料，其具有良好的物理机械性能、电气性能及耐化学腐蚀性能，并且产量大、价廉以及通过适当的配料及各种成型加工方法可以制成一系列由软到硬、性能各异的多种塑料制品，目前已被广泛应用于建筑、轻工、化工、电器、电线电缆等领域。聚氯乙烯材料也是汽车胶管常用的材料之一，但是在实际应用中，聚氯乙烯材料存在着耐热性差、受热易变形的缺点，限制了其在汽车胶管领域的应用，必须通过多种方法对其进行物理化学改性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其耐热性好，用其制作的汽车胶管受热变形小，使用寿命长。
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯10-25份、聚甲基丙烯酸甲酯3-15份、聚氨酯弹性体3-15份、聚乙烯醇缩丁醛2-15份、丁腈粉3-12份、磷酸三异丙苯酯5-12份、硬脂酸锌2-5份、硬脂酸钙3-6份、季戊四醇2-8份、硬脂酸2-5份、纳米碳酸钙2-10份、纳米二氧化钛3-15份、硼酸锌3-15份、聚乙烯蜡1-5份、抗氧剂0.2-0.5份；
其中，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将30-50份氧化钇加入30-50份二甲苯中，搅拌均匀后加入10-20份甲基丙烯酸，在65-80℃下反应35-50min，然后调节温度为95-100℃，反应1.5-2h，反应结束后降温至室温，然后加入25-50份聚氯乙烯和50-100份四氢呋喃，在45-60℃下搅拌20-35min，然后加入0.5-2份过硫酸铵，反应3-5h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯18-22份、聚甲基丙烯酸甲酯6-10份、聚氨酯弹性体7-10份、聚乙烯醇缩丁醛9-12份、丁腈粉7-10份、磷酸三异丙苯酯8-10份、硬脂酸锌3.8-4.2份、硬脂酸钙4-5份、季戊四醇6-6.7份、硬脂酸3.5-4.1份、纳米碳酸钙5.9-6.5份、纳米二氧化钛9-13份、硼酸锌8-12份、聚乙烯蜡2.8-4份、抗氧剂0.3-0.4份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯20份、聚甲基丙烯酸甲酯8份、聚氨酯弹性体8份、聚乙烯醇缩丁醛10份、丁腈粉8.5份、磷酸三异丙苯酯9份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙4.6份、季戊四醇6.2份、硬脂酸4份、纳米碳酸钙6.2份、纳米二氧化钛10份、硼酸锌9份、聚乙烯蜡3.2份、抗氧剂0.35份。
优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-35nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为50-75nm。
优选地，所述聚氨酯弹性体为聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体按重量比为4-8:1-5的混合物。
优选地，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将38-45份氧化钇加入40-46份二甲苯中，搅拌均匀后加入15-18份甲基丙烯酸，在70-76℃下反应40-45min，然后调节温度为97-100℃，反应1.7-1.9h，反应结束后降温至室温，然后加入35-42份聚氯乙烯和85-95份四氢呋喃，在50-55℃下搅拌28-32min，然后加入1-1.6份过硫酸铵，反应3.8-4.3h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
优选地，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将42份氧化钇加入43份二甲苯中，搅拌均匀后加入17份甲基丙烯酸，在75℃下反应42min，然后调节温度为98℃，反应1.8h，反应结束后降温至室温，然后加入40份聚氯乙烯和90份四氢呋喃，在55℃下搅拌30min，然后加入1.3份过硫酸铵，反应4h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
本发明中选择了稀土改性聚氯乙烯为主料，赋予复合材料优异的耐热性，在稀土改性聚氯乙烯的制备过程中，首先选择了氧化钇与甲基丙烯酸进行反应，得到了甲基丙烯酸钇，与聚氯乙烯混合后，在过硫酸铵的引发下，将热稳定的甲基丙烯酸钇接枝到了聚氯乙烯分子中，一方面，形成了以稀土离子为中心的立体交联结构，使聚氯乙烯分子的构象从稳定性小的平面锯齿式的间同立构转变成了稳定性大的全同立构，有效阻止了长共轭多烯的形成，从而提高了聚氯乙烯的分解温度，改善了稀土改性聚氯乙烯的热稳定性，另一方面，甲基丙烯酸钇能作为HCl的吸收剂，使得稀土改性聚氯乙烯分子链上自身带有能够有效提高热稳定的链段，进一步改善了聚氯乙烯分子的热稳定性；加入的聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、丁腈粉与稀土改性聚氯乙烯具有很好的相容性，协同作用好，一方面，与纳米碳酸钙和纳米二氧化钛配合，改善了因稀土离子的加入引起的聚氯乙烯脆性大的缺陷，另一方面，提高了体系的耐热性、机械强度、耐紫外线性、加工性和耐磨性；硬脂酸锌、硬脂酸钙与季戊四醇配合具有协同作用，进一步提高了复合材料的耐热性。
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
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯10份、聚甲基丙烯酸甲酯15份、聚氨酯弹性体3份、聚乙烯醇缩丁醛15份、丁腈粉3份、磷酸三异丙苯酯12份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙6份、季戊四醇2份、硬脂酸5份、纳米碳酸钙10份、纳米二氧化钛3份、硼酸锌3份、聚乙烯蜡5份、抗氧剂0.5份；
其中，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将50份氧化钇加入30份二甲苯中，搅拌均匀后加入10份甲基丙烯酸，在80℃下反应35min，然后调节温度为100℃，反应1.5h，反应结束后降温至室温，然后加入50份聚氯乙烯和50份四氢呋喃，在60℃下搅拌20min，然后加入2份过硫酸铵，反应3h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
实施例2
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯25份、聚甲基丙烯酸甲酯3份、聚氨酯弹性体15份、聚乙烯醇缩丁醛2份、丁腈粉12份、磷酸三异丙苯酯5份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙3份、季戊四醇8份、硬脂酸2份、纳米碳酸钙2份、纳米二氧化钛15份、硼酸锌15份、聚乙烯蜡1份、抗氧剂0.2份；
其中，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将30份氧化钇加入50份二甲苯中，搅拌均匀后加入20份甲基丙烯酸，在65℃下反应50min，然后调节温度为95℃，反应2h，反应结束后降温至室温，然后加入25份聚氯乙烯和100份四氢呋喃，在45℃下搅拌35min，然后加入0.5份过硫酸铵，反应5h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
实施例3
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯18份、聚甲基丙烯酸甲酯10份、聚氨酯弹性体7份、聚乙烯醇缩丁醛12份、丁腈粉7份、磷酸三异丙苯酯10份、硬脂酸锌3.8份、硬脂酸钙5份、季戊四醇6份、硬脂酸4.1份、纳米碳酸钙5.9份、纳米二氧化钛13份、硼酸锌8份、聚乙烯蜡4份、抗氧剂0.3份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为30nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为60nm；
所述聚氨酯弹性体为聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体按重量比为5:3的混合物；
所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将45份氧化钇加入46份二甲苯中，搅拌均匀后加入15份甲基丙烯酸，在76℃下反应40min，然后调节温度为100℃，反应1.7h，反应结束后降温至室温，然后加入42份聚氯乙烯和85份四氢呋喃，在55℃下搅拌28min，然后加入1.6份过硫酸铵，反应3.8h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
实施例4
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯22份、聚甲基丙烯酸甲酯6份、聚氨酯弹性体10份、聚乙烯醇缩丁醛9份、丁腈粉10份、磷酸三异丙苯酯8份、硬脂酸锌4.2份、硬脂酸钙4份、季戊四醇6.7份、硬脂酸3.5份、纳米碳酸钙6.5份、纳米二氧化钛9份、硼酸锌12份、聚乙烯蜡2.8份、抗氧剂0.4份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为35nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为50nm；
所述聚氨酯弹性体为聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体按重量比为8:1的混合物；
所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将38份氧化钇加入40份二甲苯中，搅拌均匀后加入18份甲基丙烯酸，在70℃下反应45min，然后调节温度为97℃，反应1.9h，反应结束后降温至室温，然后加入35份聚氯乙烯和95份四氢呋喃，在50℃下搅拌32min，然后加入1份过硫酸铵，反应4.3h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
实施例5
本发明提出的一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯20份、聚甲基丙烯酸甲酯8份、聚氨酯弹性体8份、聚乙烯醇缩丁醛10份、丁腈粉8.5份、磷酸三异丙苯酯9份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙4.6份、季戊四醇6.2份、硬脂酸4份、纳米碳酸钙6.2份、纳米二氧化钛10份、硼酸锌9份、聚乙烯蜡3.2份、抗氧剂0.35份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为75nm；
所述聚氨酯弹性体为聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体按重量比为4:5的混合物；
所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将42份氧化钇加入43份二甲苯中，搅拌均匀后加入17份甲基丙烯酸，在75℃下反应42min，然后调节温度为98℃，反应1.8h，反应结束后降温至室温，然后加入40份聚氯乙烯和90份四氢呋喃，在55℃下搅拌30min，然后加入1.3份过硫酸铵，反应4h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
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 (7)
1.一种汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯10-25份、聚甲基丙烯酸甲酯3-15份、聚氨酯弹性体3-15份、聚乙烯醇缩丁醛2-15份、丁腈粉3-12份、磷酸三异丙苯酯5-12份、硬脂酸锌2-5份、硬脂酸钙3-6份、季戊四醇2-8份、硬脂酸2-5份、纳米碳酸钙2-10份、纳米二氧化钛3-15份、硼酸锌3-15份、聚乙烯蜡1-5份、抗氧剂0.2-0.5份；
其中，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将30-50份氧化钇加入30-50份二甲苯中，搅拌均匀后加入10-20份甲基丙烯酸，在65-80℃下反应35-50min，然后调节温度为95-100℃，反应1.5-2h，反应结束后降温至室温，然后加入25-50份聚氯乙烯和50-100份四氢呋喃，在45-60℃下搅拌20-35min，然后加入0.5-2份过硫酸铵，反应3-5h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
2.根据权利要求1所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯18-22份、聚甲基丙烯酸甲酯6-10份、聚氨酯弹性体7-10份、聚乙烯醇缩丁醛9-12份、丁腈粉7-10份、磷酸三异丙苯酯8-10份、硬脂酸锌3.8-4.2份、硬脂酸钙4-5份、季戊四醇6-6.7份、硬脂酸3.5-4.1份、纳米碳酸钙5.9-6.5份、纳米二氧化钛9-13份、硼酸锌8-12份、聚乙烯蜡2.8-4份、抗氧剂0.3-0.4份。
3.根据权利要求1或2所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯20份、聚甲基丙烯酸甲酯8份、聚氨酯弹性体8份、聚乙烯醇缩丁醛10份、丁腈粉8.5份、磷酸三异丙苯酯9份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙4.6份、季戊四醇6.2份、硬脂酸4份、纳米碳酸钙6.2份、纳米二氧化钛10份、硼酸锌9份、聚乙烯蜡3.2份、抗氧剂0.35份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-35nm；所述纳米二氧化钛的平均粒径为50-75nm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体为聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体按重量比为4-8:1-5的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将38-45份氧化钇加入40-46份二甲苯中，搅拌均匀后加入15-18份甲基丙烯酸，在70-76℃下反应40-45min，然后调节温度为97-100℃，反应1.7-1.9h，反应结束后降温至室温，然后加入35-42份聚氯乙烯和85-95份四氢呋喃，在50-55℃下搅拌28-32min，然后加入1-1.6份过硫酸铵，反应3.8-4.3h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述汽车胶管用高耐热聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将42份氧化钇加入43份二甲苯中，搅拌均匀后加入17份甲基丙烯酸，在75℃下反应42min，然后调节温度为98℃，反应1.8h，反应结束后降温至室温，然后加入40份聚氯乙烯和90份四氢呋喃，在55℃下搅拌30min，然后加入1.3份过硫酸铵，反应4h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160316 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |