CN107880441B - 一种pvc增强板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC增强板及其制备方法，增强板包括PVC树脂粉、三盐基硫酸铅、复合铅稳定剂、硬脂酸钡、硬脂酸钙、氯化聚乙烯、ACR高抗冲型改性剂、稀土偶联剂、活性碳酸钙；制备方法包括：按上述组分备料；将上述备料投入高速捏合机中混合后，投入冷搅拌机中冷却；将冷却后的原料依次进行密炼、初炼、精炼；将精炼后的原料通过三辊塑料压延机压延成片材，并将成型后的片材热压成板材。一般的PVC板材在零下的温度环境中，板材脆性大，受力容易开裂，本发明产品主要用于低温环境，其加入适量的氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂以提高增强板的低温韧性和冲击性能，同时加入稀土偶联剂，其与氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂共同作用于PVC树脂和活性碳酸钙，其可在提高PVC增强板的缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率的同时提高其拉伸屈服应力。

Description

一种PVC增强板及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料，尤其是涉及一种PVC增强板及其制备方法。
背景技术
在化工冶炼行业，一般的PVC层压板材在低温条件下易脆，板材易开裂，其制备的塑料设备存在很大的安全隐患，故为了避免上述隐患，一般对PVC层压板材的韧性要求较高。目前，PVC层压板材的韧性主要通过两个指标体现：拉伸断裂伸长率和缺口冲击强度，现有技术中主要通过加入氯化聚乙烯(CPE)或丙烯酸酯类(ACR)来增加板材的韧性以提高板材的冲击强度，然而加入氯化聚乙烯(CPE)或丙烯酸酯类(ACR)虽然能够提高其缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率，但是易导致其拉伸屈服应力降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种PVC增强板及其制备方法，解决现有技术中PVC层压板材无法兼顾提高缺口冲击强度、拉伸断裂伸长率和拉伸性能的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种PVC增强板，包括如下重量份组分：98～103份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.3～1.2份硬脂酸钡、0.3～1.2份硬脂酸钙、0.5～4份氯化聚乙烯、0.5～2份ACR高抗冲型改性剂、0.5～1.5份稀土偶联剂、8～15份活性碳酸钙。
同时，本发明还提供一种PVC增强板的制备方法，包括如下步骤：
(1)按如下重量份组分备料：98～103份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.3～1.2份硬脂酸钡、0.3～1.2份硬脂酸钙、0.5～4份氯化聚乙烯、0.5～2份ACR高抗冲型改性剂、0.5～1.5份稀土偶联剂、8～15份活性碳酸钙；
(2)将上述备料投入高速捏合机中混合至温度超过125℃时，将混合后的原料投入冷搅拌机中冷却至50℃以下；
(3)将冷却后的原料投入密炼机中密炼5～8分钟，然后送入两辊炼塑机进行初炼2～3分钟，再通过两辊炼塑机精炼2～3分钟；
(4)将精炼后的原料通过三辊塑料压延机压延成片材，并将成型后的片材热压成板材。
与现有技术相比，本发明加入适量的氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂以提高增强板的缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率，同时加入稀土偶联剂，其与氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂共同作用于PVC树脂和活性碳酸钙，其可在提高PVC增强板的缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率的同时提高其拉伸屈服应力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种PVC增强板，其具体制备方法如下：。
(1)按如下重量份组分备料：98～103份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.3～1.2份硬脂酸钡、0.3～1.2份硬脂酸钙、0.5～4份氯化聚乙烯、0.5～2份ACR高抗冲型改性剂、0.5～1.5份稀土偶联剂、8～15份活性碳酸钙；其中，上述PVC树脂粉优选采用SG-5型PVC树脂；
(2)将上述备料投入高速捏合机中混合3～5分钟，至混合料的温度超过125℃时，将混合后的原料投入冷搅拌机中冷却至50℃以下；其中，在上述备料加入高速捏合机中时，PVC树脂粉、三盐基硫酸铅、复合铅稳定剂、硬脂酸钡、硬脂酸钙、氯化聚乙烯、ACR高抗冲型改性剂、稀土偶联剂依次投入高速捏合机中，且在投入的备料充分混合后加入活性碳酸钙
(3)将冷却后的原料投入密炼机中密炼5～8分钟，然后送入两辊炼塑机进行初炼2～3分钟，再通过两辊炼塑机精炼2～3分钟；其中，本实施例密炼机在重锤到底后主机电流为300～350A时下料，以输送至两辊炼塑机；为了保证初炼和精炼效果，本实施例所述初炼的温度为175～180℃，所述精炼的温度为170～175℃，而且本实施例的初炼和精炼的两辊炼塑机可采用不同的两辊炼塑机进行作用，其利于提高初炼和精炼效率；
(4)将精炼后的原料通过三辊塑料压延机压延成片材，并将成型后的片材热压成板材；其中，为了保证压延成片材的质量，本实施例所述三辊塑料压延机的三辊辊距为50～100丝，其压延温度为170～175℃。
本实施例PVC增强板是由多层PVC片材层叠热压而成，即PVC增强板是层压板材，由于PVC层压板材在热压成型过程中没有边框模具，当其在受到高温高压时，PVC片材易向其四周延展，而为了保证PVC层压板材的强度，PVC物料的流动性能不能过高，否则PVC片材在热压成型过程中易无法承受压力，进而导致其拉伸屈服应力较差。为了保证层压板材的强度，本实施例加入氯化聚乙烯、ACR高抗冲型改性剂和稀土偶联剂，在三者的共同相互作用下，在不过于加大其加工流动性的同时提高PVC增强板的缺口冲击强度、拉伸断裂伸长率和抗拉伸屈服应力。
其中，本实施例加入活性碳酸钙来提高PVC增强板的板材强度，而为了改善碳酸钙等无机颗粒与PVC树脂之间的相容性，本实施例加入稀土偶联剂，其一方面对活性碳酸钙的物理吸附进行处理，且发生化学作用在碳酸钙的表面形成牢固的包覆层，其可改变无机粒子的表面性能，当活性碳酸钙与PVC树脂复合时，其可改善活性碳酸钙在PVC基体中的分散性，且二者之间可形成利于增韧的界面相。
而且，在稀土偶联剂对活性碳酸钙和PVC树脂产生作用的同时，其与氯化聚乙烯、ACR高抗冲型改性剂之间发生相互作用，使得氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂产生提高PVC增强板的缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率的同时，其还能够一定程度提高PVC增强板的拉伸屈服应力。
为了便于说明本实施例的PVC增强板具有较佳的冲击强度和拉伸屈服应力，现结合以下实施例进行说明。
实施例1
本实施例1按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、1kg三盐基硫酸铅、4kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、3kg氯化聚乙烯、2kgACR高抗冲型改性剂、0.8kg稀土偶联剂、10kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例2
本实施例2按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、3kg三盐基硫酸铅、2kg复合铅稳定剂、0.3kg硬脂酸钡、0.6kg硬脂酸钙、1.5kg氯化聚乙烯、2kgACR高抗冲型改性剂、0.5kg稀土偶联剂、8kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例3
本实施例3按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、1.2kg硬脂酸钡、1.2kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、1.3kgACR高抗冲型改性剂、1.5kg稀土偶联剂、8kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例4
本实施例4按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、1kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.9kg硬脂酸钡、0.3kg硬脂酸钙、8kg氯化聚乙烯、1.5kgACR高抗冲型改性剂、0.5kg稀土偶联剂、11kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例5
本实施例5按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.9kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、2kgACR高抗冲型改性剂、1.5kg稀土偶联剂、15kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例6
本实施例6按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、1kg三盐基硫酸铅、4kg复合铅稳定剂、0.8kg硬脂酸钡、0.7kg硬脂酸钙、3kg氯化聚乙烯、1.4kgACR高抗冲型改性剂、1.0kg稀土偶联剂、10kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例7
本实施例7按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、3kg三盐基硫酸铅、4kg复合铅稳定剂、0.3kg硬脂酸钡、0.3kg硬脂酸钙、2kg氯化聚乙烯、1.3kgACR高抗冲型改性剂、0.5kg稀土偶联剂、11kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例8
本实施例8按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、1.4kgACR高抗冲型改性剂、1.0kg稀土偶联剂、12kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例9
本实施例9按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、3kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.2kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、1.5kgACR高抗冲型改性剂、1.3kg稀土偶联剂、10kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
实施例10
本实施例10按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、3kg三盐基硫酸铅、4kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、1.1kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、0.7kgACR高抗冲型改性剂、0.9kg稀土偶联剂、9kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
同时，为了便于对比说明，本实施例进行了一下对比例：
对比例1
本对比例1按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、1.3kgACR高抗冲型改性剂、1.2kg钛酸酯偶联剂、11kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
对比例2
本对比例2按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、1kg三盐基硫酸铅、4kg复合铅稳定剂、0.6kg硬脂酸钡、0.9kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、1.1kgACR高抗冲型改性剂、1.5kg硅烷偶联剂、15kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
对比例3
本对比例3按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、4kg氯化聚乙烯、0.9kg稀土偶联剂、15kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
对比例4
本对比例4按以下组分备料：100kgPVC树脂粉、2kg三盐基硫酸铅、3kg复合铅稳定剂、0.7kg硬脂酸钡、0.8kg硬脂酸钙、2kgACR高抗冲型改性剂、1.0kg稀土偶联剂、15kg活性碳酸钙；并将上述备料按上述制备方法制备PVC增强板。
按GB/T 1040.2I B型试验方法分别检测实施例1～10及对比例1～4制备的PVC增强板的拉伸断裂伸长率及拉伸屈服应力，按GB/T 1043.1 1epA型试验方法分别检测实施例1～10及对比例1～4制备的PVC增强板的缺口冲击强度，检测数据如表1所示。其中，本实施例1～10及对比例1～4制备的PVC增强板的厚度、尺寸大致相同，且其厚度均大于4mm。
表1
Figure BDA0001477119430000051
Figure BDA0001477119430000061
由上述表1可知，本实施例1～10制备的PVC增强板明显具有其高的缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率，其缺口冲击强度是国标GB/T 22789.1-2008/ISO11833-1:2007中规定的2.5倍左右，而拉伸断裂伸长率则是国标GB/T 22789.1-2008/ISO11833-1:2007中规定的六倍左右；而由对比例1、2可知，当不加入稀土偶联剂，而将其更换为其他类型的偶联剂时，虽然其缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率依然高于上述国标规定，但是其缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率均明显降低，其无法满足寒冷地区下的韧性需求；由对比例3、4可知，当抗冲击助剂氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂选择其中一种加入时，其缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率与对比例1、2大致相同，即稀土偶联剂只能起到常规偶联剂的表面性能改善功效，其并不能与氯化聚乙烯和ACR高抗冲型改性剂之间相互作用以提高缺口冲击强度和拉伸断裂伸长率。由实施案例1、实施案例2和实施案例7，可以看出氯化聚乙烯分量在1.5～3Kg，ACR高抗冲型改性剂分量在1.3～2Kg，稀土偶联剂分量在0.3～0.8Kg，活性碳酸钙分量在10～11.5Kg时，板材的性能最佳。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种PVC增强板，其特征在于，包括如下重量份组分：98～103份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.3～1.2份硬脂酸钡、0.3～1.2份硬脂酸钙、1.5～8份氯化聚乙烯、0.5～2份ACR高抗冲型改性剂、0.5～1.5份稀土偶联剂、8～15份活性碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的PVC增强板，其特征在于，包括如下重量份组分：100～101份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.7～0.9份硬脂酸钡、0.6～0.8份硬脂酸钙、4～5份氯化聚乙烯、1.3～1.5份ACR高抗冲型改性剂、0.9～1.1份稀土偶联剂、11～12份活性碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的PVC增强板，其特征在于，所述PVC树脂粉为SG-5型。
4.一种PVC增强板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按如下重量份组分备料：98～103份PVC树脂粉、1～3份三盐基硫酸铅、2～4份复合铅稳定剂、0.3～1.2份硬脂酸钡、0.3～1.2份硬脂酸钙、1.5～8份氯化聚乙烯、0.5～2份ACR高抗冲型改性剂、0.5～1.5份稀土偶联剂、8～15份活性碳酸钙；
(2)将上述备料投入高速捏合机中混合至温度超过125℃时，将混合后的原料投入冷搅拌机中冷却至50℃以下；
(3)将冷却后的原料投入密炼机中密炼5～8分钟，然后送入两辊炼塑机进行初炼2～3分钟，再通过两辊炼塑机精炼2～3分钟；
(4)将精炼后的原料通过三辊塑料压延机压延成片材，并将成型后的片材热压成板材。
5.根据权利要求4所述的PVC增强板的制备方法，其特征在于，所述PVC树脂粉、三盐基硫酸铅、复合铅稳定剂、硬脂酸钡、硬脂酸钙、氯化聚乙烯、ACR高抗冲型改性剂、稀土偶联剂依次投入高速捏合机中，且在上述备料充分混合后加入活性碳酸钙。
6.根据权利要求5所述的PVC增强板的制备方法，其特征在于，所述备料在高速捏合机中混合时间为3～5分钟。
7.根据权利要求6所述的PVC增强板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中密炼机在重锤到底后主机电流为300～350A时下料。
8.根据权利要求7所述的PVC增强板的制备方法，其特征在于，所述初炼的温度为175～180℃，所述精炼的温度为170～175℃。
9.根据权利要求8所述的PVC增强板的制备方法，其特征在于，所述三辊塑料压延机的三辊辊距为50～100丝，其压延温度为170～175℃。
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