CN107501809A - 一种耐热聚氯乙烯塑料材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐热聚氯乙烯塑料材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热聚氯乙烯塑料材料,它是由下述重量份的原料组成的：聚氯乙烯110‑140、顺丁烯二酸酐3‑4、二苯基硅二醇5‑7、二烷基二硫代磷酸锌0.8‑1、聚氨基甲酸酯3‑5、环烷酸皂2‑3、碳纳米管10‑15、8‑羟基喹啉0.4‑1、乙烯基三乙氧基硅烷2‑3、耐热稳定剂0.8‑1、三钼酸铵1‑2，本发明加入的亚磷酸双酚A酯、二月桂酸二丁基锡等都有效的提高了成品材料的耐热性，本发明加入的碳纳米管与聚合物基体的相容性好，能够有效的提高成品材料的力学稳定性。

Description

一种耐热聚氯乙烯塑料材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种耐热聚氯乙烯塑料材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加，无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；因此，本发明的目的就是提高一种耐热的聚氯乙烯材料。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种耐热聚氯乙烯塑料材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐热聚氯乙烯塑料材料，它是由下述重量份的原料组成的：
聚氯乙烯110-140、顺丁烯二酸酐3-4、二苯基硅二醇5-7、二烷基二硫代磷酸锌0.8-1、聚氨基甲酸酯3-5、环烷酸皂2-3、碳纳米管10-15、8-羟基喹啉0.4-1、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、耐热稳定剂0.8-1、三钼酸铵1-2。
所述的耐热稳定剂是由下述重量份的原料组成的：
亚磷酸双酚A酯10-15、硬脂酸锌3-4、四氢呋喃18-20、二月桂酸二丁基锡0.5-1；
制备方法以下步骤：
将亚磷酸双酚A酯加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，与二月桂酸二丁基锡混合，升高温度为46-50℃，超声10-20分钟，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去四氢呋喃，即得。
一种耐热聚氯乙烯塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20-30倍的96-98％的硫酸溶液中，升高温度为50-60℃，超声1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
(2)取三钼酸铵，加入到其重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，加入顺丁烯二酸酐，搅拌均匀，得水解液；
(3)取8-羟基喹啉，加入到其重量16-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与二苯基硅二醇混合，升高温度为60-70℃，加入上述水解液，保温搅拌24-30分钟，得复合醇水溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到上述复合醇水溶液中，搅拌均匀，加入环烷酸皂，200-300转/分搅拌10-15分钟，得碳纳米管分散液；
(5)取二烷基二硫代磷酸锌，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入耐热稳定剂，升高温度为60-70℃，与上述碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，加入乙烯基三乙氧基硅烷，保温搅拌1-2小时，得硅烷复合醇溶液；
(6)取聚氯乙烯，加入到上述硅烷复合醇溶液中，1000-1200转/分搅拌20-30分钟，蒸馏除去乙醇，与聚氨基甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述耐热聚氯乙烯塑料材料。
本发明的优点：
本发明将碳纳米管经过活化后分散到醇溶液中，通过硅烷偶联剂改性，得到有机活化的碳纳米管，在硅烷改性的过程中引入了耐热稳定剂，进一步提高了碳纳米管的耐热稳定性，本发明加入的亚磷酸双酚A酯、二月桂酸二丁基锡等都有效的提高了成品材料的耐热性，本发明加入的碳纳米管与聚合物基体的相容性好，能够有效的提高成品材料的力学稳定性。
具体实施方式
实施例1
一种耐热聚氯乙烯塑料材料，它是由下述重量份的原料组成的：
聚氯乙烯110、顺丁烯二酸酐3、二苯基硅二醇5、二烷基二硫代磷酸锌0.8、聚氨基甲酸酯3、环烷酸皂2、碳纳米管10、8-羟基喹啉0.4、乙烯基三乙氧基硅烷2、耐热稳定剂0.8、三钼酸铵1。
所述的耐热稳定剂是由下述重量份的原料组成的：
亚磷酸双酚A酯10、硬脂酸锌3、四氢呋喃18、二月桂酸二丁基锡0.5；
制备方法以下步骤：
将亚磷酸双酚A酯加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，与二月桂酸二丁基锡混合，升高温度为46℃，超声10分钟，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去四氢呋喃，即得。
一种耐热聚氯乙烯塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20倍的96％的硫酸溶液中，升高温度为50℃，超声1小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
(2)取三钼酸铵，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入顺丁烯二酸酐，搅拌均匀，得水解液；
(3)取8-羟基喹啉，加入到其重量16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与二苯基硅二醇混合，升高温度为60℃，加入上述水解液，保温搅拌24分钟，得复合醇水溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到上述复合醇水溶液中，搅拌均匀，加入环烷酸皂，200转/分搅拌10分钟，得碳纳米管分散液；
(5)取二烷基二硫代磷酸锌，加入到其重量6倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入耐热稳定剂，升高温度为60℃，与上述碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，加入乙烯基三乙氧基硅烷，保温搅拌1小时，得硅烷复合醇溶液；
(6)取聚氯乙烯，加入到上述硅烷复合醇溶液中，1000转/分搅拌20分钟，蒸馏除去乙醇，与聚氨基甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述耐热聚氯乙烯塑料材料。
性能测试：
将本实施例1的耐热聚氯乙烯塑料材料、市售聚氯乙烯分别加热到170℃，加热速率为3℃/min，保温30分钟；测得本实施例1的耐热聚氯乙烯塑料材料的分解率为2.5％；市售聚氯乙烯的分解率为17.4％；
实施例2
一种耐热聚氯乙烯塑料材料，它是由下述重量份的原料组成的：
聚氯乙烯140、顺丁烯二酸酐4、二苯基硅二醇7、二烷基二硫代磷酸锌1、聚氨基甲酸酯5、环烷酸皂3、碳纳米管15、8-羟基喹啉1、乙烯基三乙氧基硅烷3、耐热稳定剂1、三钼酸铵2。
所述的耐热稳定剂是由下述重量份的原料组成的：
亚磷酸双酚A酯15、硬脂酸锌4、四氢呋喃20、二月桂酸二丁基锡1；
制备方法以下步骤：
将亚磷酸双酚A酯加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，与二月桂酸二丁基锡混合，升高温度为50℃，超声20分钟，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去四氢呋喃，即得。
一种耐热聚氯乙烯塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量30倍的98％的硫酸溶液中，升高温度为60℃，超声2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
(2)取三钼酸铵，加入到其重量17倍的去离子水中，搅拌均匀，加入顺丁烯二酸酐，搅拌均匀，得水解液；
(3)取8-羟基喹啉，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与二苯基硅二醇混合，升高温度为70℃，加入上述水解液，保温搅拌30分钟，得复合醇水溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到上述复合醇水溶液中，搅拌均匀，加入环烷酸皂，300转/分搅拌15分钟，得碳纳米管分散液；
(5)取二烷基二硫代磷酸锌，加入到其重量9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入耐热稳定剂，升高温度为70℃，与上述碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，加入乙烯基三乙氧基硅烷，保温搅拌2小时，得硅烷复合醇溶液；
(6)取聚氯乙烯，加入到上述硅烷复合醇溶液中，1200转/分搅拌30分钟，蒸馏除去乙醇，与聚氨基甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述耐热聚氯乙烯塑料材料。
性能测试：
将本实施例2的耐热聚氯乙烯塑料材料、市售聚氯乙烯分别加热到170℃，加热速率为3℃/min，保温30分钟；测得本实施例2的耐热聚氯乙烯塑料材料的分解率为2.9％；市售聚氯乙烯的分解率为17.4％。
可以看出，本发明的聚氯乙烯材料具有更好的耐热稳定性。

Claims (3)

1.一种耐热聚氯乙烯塑料材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
聚氯乙烯110-140、顺丁烯二酸酐3-4、二苯基硅二醇5-7、二烷基二硫代磷酸锌0.8-1、聚氨基甲酸酯3-5、环烷酸皂2-3、碳纳米管10-15、8-羟基喹啉0.4-1、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、耐热稳定剂0.8-1、三钼酸铵1-2。
2.根据权利要求1所述的一种耐热聚氯乙烯塑料材料，其特征在于，所述的耐热稳定剂是由下述重量份的原料组成的：
亚磷酸双酚A酯10-15、硬脂酸锌3-4、四氢呋喃18-20、二月桂酸二丁基锡0.5-1；
制备方法以下步骤：
将亚磷酸双酚A酯加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，与二月桂酸二丁基锡混合，升高温度为46-50℃，超声10-20分钟，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去四氢呋喃，即得。
3.一种如权利要求1所述的耐热聚氯乙烯塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取碳纳米管，加入到其重量20-30倍的96-98％的硫酸溶液中，升高温度为50-60℃，超声1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
(2)取三钼酸铵，加入到其重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，加入顺丁烯二酸酐，搅拌均匀，得水解液；
(3)取8-羟基喹啉，加入到其重量16-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与二苯基硅二醇混合，升高温度为60-70℃，加入上述水解液，保温搅拌24-30分钟，得复合醇水溶液；
(4)取上述活化碳纳米管，加入到上述复合醇水溶液中，搅拌均匀，加入环烷酸皂，200-300转/分搅拌10-15分钟，得碳纳米管分散液；
(5)取二烷基二硫代磷酸锌，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入耐热稳定剂，升高温度为60-70℃，与上述碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，加入乙烯基三乙氧基硅烷，保温搅拌1-2小时，得硅烷复合醇溶液；
(6)取聚氯乙烯，加入到上述硅烷复合醇溶液中，1000-1200转/分搅拌20-30分钟，蒸馏除去乙醇，与聚氨基甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述耐热聚氯乙烯塑料材料。
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