CN106633502A - 一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气凝胶聚氯乙烯材料，制备原料及其重量比，聚氯乙烯树脂80‑100份、气凝胶粉末3‑8份、碳酸钙20‑40份、聚乙烯蜡0.5‑2份、乙丙橡胶5‑10份、石蜡0.5‑1.5份、硬脂酸0.4‑1.5份和钙锌复合稳定剂4‑6份，所述材料的制备方法，包括步骤包括，1)将所述原料加入热混机，在150℃‑180℃温度条件下进行预混、干燥；2)将干燥后的物料冷却至40℃‑50℃后送入挤出机进行挤出成型。本发明提供的气凝胶聚氯乙烯材料隔热性好，同时耐寒和耐热性能提高，制备过程简单易操作。

Description

一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)中硬质聚氯乙烯具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。可用于制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔、气体液体输送管，还可代替其它耐蚀材料制造贮槽、离心泵、通风机和接头等。PVC塑料是五大通用合成塑料之一，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种，广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等各领域。由于其耐寒性和低温抗冲击性能较差，硬PVC的使用温度下限一般为-15℃，低温下PVC管会变脆，不耐打击，而在高于200℃的情况下，PVC管会分解。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法，所述气凝胶聚氯乙烯材料，隔热性好，同时耐寒和耐热性能提高，制备过程简单易控制。
本发明的技术方案如下：一种气凝胶聚氯乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚氯乙烯树脂：80-100份；
气凝胶粉末：3-8份
碳酸钙：20-40份；
聚乙烯蜡：0.5-2份；
乙丙橡胶：5-10份；
石蜡：0.5-1.5份；
硬脂酸：0.4-1.5份；
钙锌复合稳定剂：4-6份。
所述聚氯乙烯树脂的平均聚合度为720-850；所述聚乙烯蜡的重均分子量为2500-6000。
所述气凝胶粉末为二氧化硅气凝胶粉末。
所述钙锌复合稳定剂为蓖麻油酸钙和蓖麻油酸锌的复合剂。
一种气凝胶聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将聚氯乙烯树脂80-100份、气凝胶粉末3-8份、碳酸钙20-40份、聚乙烯蜡0.5-2份、乙丙橡胶5-10份、石蜡0.5-1.5份、硬脂酸0.4-1.5份和钙锌复合稳定剂4-6份加入热混机，在150℃-180℃温度条件下进行预混、干燥；
2)将干燥后的物料冷却至40℃-50℃后送入挤出机进行挤出成型。
本发明的有益效果：本发明所使用气凝胶粉末能提高聚氯乙烯材料的隔热性能及材料本身的耐热和耐寒性能，使其高温下不易分解，低温下不易变脆，气凝胶聚氯乙烯材料的制备过程简单易控。
具体实施方式
本发明提供一种气凝胶发泡材料及其制备方法和应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。
气凝胶是一种非常多孔材料，在已知的固体中其孔隙率最高。本发明所述的气凝胶粉末为具有代表性的二氧化硅气凝胶，所述气凝胶粉末具有多孔结构，气凝胶粉末的内部空间大部分是空的，使气凝胶粉末表现出一些引人注意的特性，例如，超级隔热、轻质、吸声性、介电常数低及类似性能。气凝胶粉末最大的优点是超级隔热，与传统的发泡材料及其类似物相比，气凝胶显示出小于0.030W/m·K的较低导热率。据报道，二氧化硅气凝胶的导热率比许多技术参考资料中的产物的导热率要小，气凝胶的超级隔热起因于极少量(重量百分比为2～5％)的固体(二氧化硅)及具有介观尺寸的孔的多孔结构构造对导热率的影响，介观尺寸的孔可防止空气对流热传递。因为空气中的气体分子的平均自由行程是65nm，但气凝胶的平均孔隙大小是比平均自由行程要小的介观尺寸，因此防止了气体分子的热传递。
本发明所使用气凝胶粉末能提高PVC材料的保温隔热性能，同时气凝胶粉末在PVC材料结构内部，分布于材料树脂分子之间，对材料分子本身具有隔热作用，降低热传递，与稳定剂一起保证高温下PVC材料不分解，；气凝胶粉末同时能降低低温对材料的影响，气凝胶粉末在材料内部分布于树脂分子周围，对树脂分子起到很好的保温作用，提高材料的耐寒性，在外界低温下，树脂分子实际温度高于外界低温，从而不易发生变性而变脆，结合聚乙烯蜡和乙丙橡胶耐寒性，气凝胶粉末聚氯乙烯材料更加适应外界温度变化。
实施例1
一种气凝胶聚氯乙烯材料的制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂80份、气凝胶粉末3份、碳酸钙20份、聚乙烯蜡0.5份、乙丙橡胶5份、石蜡0.5份、硬脂酸0.4份和钙锌复合稳定剂4份加入热混机，在150℃温度条件下进行预混、干燥；
2)将干燥后的物料冷却至40℃后送入挤出机进行挤出成型。
实施例1制得的气凝胶聚氯乙烯材料的导热率0.130W/m·K，软化临界温度为90℃，-20℃下开始变脆。
实施例2
一种气凝胶聚氯乙烯材料的制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂90份、气凝胶粉末5份、碳酸钙30份、聚乙烯蜡1份、乙丙橡胶8份、石蜡1份、硬脂酸1份和钙锌复合稳定剂5份加入热混机，在170℃温度条件下进行预混、干燥；
2)将干燥后的物料冷却至45℃后送入挤出机进行挤出成型。
实施例2制得的气凝胶聚氯乙烯材料的导热率0.120W/m·K，软化临界温度为95℃，-25℃下开始变脆。
实施例3
一种气凝胶聚氯乙烯材料的制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂100份、气凝胶粉末8份、碳酸钙40份、聚乙烯蜡2份、乙丙橡胶10份、石蜡1.5份、硬脂酸1.5份和钙锌复合稳定剂6份加入热混机，在180℃温度条件下进行预混、干燥；
2)将干燥后的物料冷却至50℃后送入挤出机进行挤出成型。
实施例3制得的气凝胶聚氯乙烯材料的导热率0.110W/m·K，软化临界温度为98℃，-28℃下开始变脆。
本发明提供了一种气凝胶聚氯乙烯材料及其制备方法，所述气凝胶聚氯乙烯材料，隔热性好，同时耐寒和耐热性能提高。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种气凝胶聚氯乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚氯乙烯树脂：80-100份；
气凝胶粉末：3-8份
碳酸钙：20-40份；
聚乙烯蜡：0.5-2份；
乙丙橡胶：5-10份；
石蜡：0.5-1.5份；
硬脂酸：0.4-1.5份；
钙锌复合稳定剂：4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶聚氯乙烯材料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂的平均聚合度为720-850；所述聚乙烯蜡的重均分子量为2500-6000。
3.根据权利要求2所述的一种气凝胶聚氯乙烯材料，其特征在于，所述气凝胶粉末为二氧化硅气凝胶粉末。
4.根据权利要求3所述的一种气凝胶聚氯乙烯材料，其特征在于，所述钙锌复合稳定剂为蓖麻油酸钙和蓖麻油酸锌的复合剂。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种气凝胶聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将聚氯乙烯树脂80-100份、气凝胶粉末3-8份、碳酸钙20-40份、聚乙烯蜡0.5-2份、乙丙橡胶5-10份、石蜡0.5-1.5份、硬脂酸0.4-1.5份和钙锌复合稳定剂4-6份加入热混机，在150℃-180℃温度条件下进行预混、干燥；
2)将干燥后的物料冷却至40℃-50℃后送入挤出机进行挤出成型。
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