CN105860368B - 一种pvc材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种pvc材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PVC材料，包括如下重量份的物质：PVC45‑55份、增塑剂40‑45份、发泡剂0.3‑0.7份、稳定剂0.8‑1.2份、稳定调节剂0.8‑1.2份、膨胀剂0.4‑0.6份、着色剂1.5‑2.5份、聚氨酯树脂3‑4份、白炭黑1.5‑2.3份，由此配方制得的PVC材料具有良好的耐磨性能、泡孔结构及热稳定性，同时公布了该PVC材料的制备方法和应用。

Description

一种PVC材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种PVC材料，特别涉及一种PVC材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种应用十分广泛的高分子材料，但是PVC材料的耐磨性较差，材料的使用寿命较短。
目前，公开号为CN103304919A的中国专利公开了一种耐折PVC发泡鞋底材料，以重量百分比计，它包括如下组分：PVC树脂50％-70％；增塑剂3％-10％；发泡剂0.05％-3％；金属盐类稳定剂0.05％-3％；环氧化天然橡胶10％-25％；氯丁橡胶2％-10％，达到了较好的耐扭曲的性能，但是在耐磨损方面还存在不足。
发明内容
本发明的第一发明目的是提供一种耐磨损的PVC材料。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种PVC材料，其特征在于：包括如下重量份的物质：
通过采用上述技术方案，白炭黑为纳米二氧化硅，分散在PVC材料的体系中能提高PVC材料的耐磨性能，同时改善材料表面的光洁度，提高抗老化性能，同时能增强PVC材料的强度和断裂伸长率等力学性能，同时二氧化硅也能作为成核剂在材料中形成泡孔；聚氨酯树脂具有较好的耐磨性，与PVA共混形成塑料合金，可以提高本发明材料的耐磨性，同时聚氨酯树脂导热系数很低，从而具有隔热的效果，同时纳米二氧化硅与聚氨酯之间存在良好的相互作用，白炭黑表面的羟基与聚氨酯上聚醚软段的氧原子产生氢键作用，提高材料的强度和耐磨性。
本发明进一步设置为：所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
通过采用上述技术方案，与聚氯乙烯有良好的相容性，增塑率高，耐寒性，耐热性，耐油抽出性好，挥发性低，制得的PVC材料耐候性良好，能适用于多种环境。
本发明进一步设置为：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
通过采用上述技术方案，采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂，形成的制品弹性好、泡孔均匀、强度好。
本发明进一步设置为：所述稳定剂为钙锌稳定剂。
本发明进一步设置为：所述钙锌稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌。
通过采用上述技术方案，钙锌稳定剂无毒环保，同时可以与PVC材料具有良好的协同作用，使得PVC材料具有良好的润滑性能，加工更加简便；硬脂酸锌具有良好的阻止HCl生成的能力，使得PVC材料具有良好的热稳定性，硬脂酸锌与丙烯基氯生成的ZnCl2浓度过高时容易发生锌烧现象，硬脂酸钙可以与ZnCl2生成CaCl2保证稳定剂的功能的良好实现；同时硬脂酸锌和硬脂酸钙具有提高偶氮二甲酰胺的活性的作用，使得发泡剂的发泡效果更好，降低发泡温度。
本发明进一步设置为：所述稳定调节剂为木糖醇。
通过采用上述技术方案，木糖醇具有较多的醇羟基结构，与氯化锌反应可以生成金属络合物，钝化氯化锌的催化作用，阻止PVC降解的进一步进行，同时木糖醇也具有良好的热稳定性，提高PVC材料的耐热性。
本发明进一步设置为：所述膨胀剂采用聚乙烯醇缩丁醛为壳包裹烷烃气体制成。
通过采用上述技术方案，在温度大于110℃时，膨胀剂内部烷烃气体膨胀，使得聚乙烯醇缩丁醛外壳扩大，并且聚乙烯醇缩丁醛具有很高的粘性，因此形成的膨胀泡孔均匀，大小相近，使得PVC材料具有更均匀的强度；同时聚乙烯醇缩丁醛具有加好的耐寒性、耐冲击性能提高材料整体的力学性能，同时具有较好的耐水性，可以避免液体渗进入泡孔内部，影响使用。
本发明进一步设置为：包括如下重量份的物质：
本发明的第二发明目的在于提供一种耐磨的PVC材料的生产方法。
本发明的上述技术目的是通过如下技术方案实现的：上述PVC材料的制备方法包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在80-100℃，搅拌10-15分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在110-130℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在150～180℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
本发明的第三发明目的在于提供一种耐磨PVC材料的应用。
本发明的上述发明目的是通过如下技术方案实现的：上述PVC材料在制造鞋底时的应用。
通过采用上述技术方案，应用上述材料制成的鞋底具有良好的耐热、耐磨性能，能满足日常使用的需要。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、偶氮二甲酰胺与钙锌稳定剂能协同作用，提高发泡效率；
2、钙锌稳定剂与木糖醇协同作用，提高热稳定性；
3、白炭黑与聚氨酯树脂具有良好的耐磨性，同时能形成氢键，结合能力更强。
具体实施方式
实施例一：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在85℃，搅拌13分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在120℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在165℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
实施例二：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在100℃，搅拌12分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在110℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在167℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
实施例三：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在80℃，搅拌13分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在123℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在150℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
实施例四：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在89℃，搅拌10分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在121℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在180℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
实施例五：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在93℃，搅拌14分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在130℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在176℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
对比例一：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在85℃，搅拌13分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在120℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在165℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
对比例二：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在85℃，搅拌13分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在120℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在165℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
对比例三：
一种PVC材料，包括如下质量的物质(Kg)：
上述PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在85℃，搅拌13分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在120℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在165℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
上述所有的膨胀剂采用聚乙烯醇缩丁醛为壳包裹烷烃制成；钙锌稳定剂采用硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例1∶1.2配成。
将实施例1-5、对比例1-3得到的PVC材料制成25.4×25.4×6.35mm的试片，采用东万科品检测仪器有限公司生产的KP5009 NBS橡胶磨耗试验机测定耐磨性，测试计算后结果见下表1。
将实施例1至5、对比例1至3中的PVC材料制成2.5cm×2.5cm×2.5cm的立方体，按照标准GB_T 10799-2008进行检测，得到孔隙率，结果见表1；将实施例1至5、对比例1至3中的PVC材料按照GB/T 12811-1991标准进行检测得到的该材料的平均泡孔直径，结果见表1。
表1耐磨系数、孔隙率及平均泡孔直径检测结果表
孔隙率(％) 平均泡孔直径(mm) 耐磨系数(％)
实施例一 31.5 0.51 75
实施例二 28.8 0.48 81
实施例三 30.6 0.45 76
实施例四 29.3 0.49 77
实施例五 29.7 0.52 79
对比例一 27.4 0.44 61
对比例二 26.1 0.42 68
对比例三 24.3 0.39 71
由上表可以看出对比例三泡孔结构较差，膨胀剂具有良好的发泡膨胀效果；对比例一和对比例二耐磨性较差，而对比例一耐磨系数更低，可见白炭黑与聚氨酯协同作用提高耐磨性；同时白炭黑的缺少也会减少形成泡孔的核，因此对比例一与对比例二中的泡孔性能略有降低。
将实施例1-5、对比例1-3中的PVC材料按照GB/T528-2009对拉伸强度和断裂伸长率进行测试，同时将实施例1-5、对比例1-3的PVC材料放入同一高温老化箱24h后取出，再测试其拉伸强度和断裂伸长率测试结果见表2。
表2力学性能和老化试验检测结果表
由上表可以看出对比例二老化后性能下降明显，可见木糖醇辅助热稳定的效果较大；从力学性能可以看出，白炭黑和聚氨酯对PVC材料的力学性能影响较大，膨胀剂也对力学性能有一定影响。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种PVC材料，其特征在于：包括如下重量份的物质：
PVC 45-55份
增塑剂 40-45份
发泡剂 0.3-0.7份
稳定剂 0.8-1.2份
稳定调节剂 0.8-1.2份
膨胀剂 0.4-0.6份
着色剂 1.5-2.5份
聚氨酯树脂 3-4份
白炭黑 1.5-2.3份，
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述稳定剂为钙锌稳定剂，所述钙锌稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌，所述稳定调节剂为木糖醇，所述膨胀剂采用聚乙烯醇缩丁醛为壳包裹烷烃制成。
2.根据权利要求1所述的一种PVC材料，其特征在于：所述增塑剂为环氧油酸丁酯。
3.根据权利要求2所述的一种PVC材料，其特征在于：包括如下重量份的物质：
PVC 48份
环氧油酸丁酯 43份
偶氮二甲酰胺 0.48份
钙锌稳定剂 0.96份
木糖醇 0.96份
膨胀剂 0.47份
着色剂 1.92份
聚氨酯树脂 3.3份
白炭黑 1.9份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的PVC材料的制备方法，其特征在于：
SP1：将原料按照重量份进行配置后加入的搅拌机，温度控制在80-100℃，搅拌10-15分钟；
SP2：将SP1中热搅拌完成的材料放料到低速冷搅拌机搅拌冷却，得到的混合料；
SP3：将SP2中得到的混合料加入行星挤出机，温度控制在110-130℃，将混合料挤出；
SP4：将SP3中挤出的混合料送入压延机，控制温度在150~180℃压延成片，将片材冷却至室温，进行收卷、包装。
5.权利要求1-3任一所述PVC材料在制造鞋底时的应用。
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