CN108752832A - 一种aes-pvc复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种AES‑PVC复合材料及其制备方法，称取70份‑90份AES、10份‑20份PVC、12份‑16份CPE、6份‑10份增韧剂、0.1份‑0.5份抗氧剂，混合并搅拌均匀，得到混合料；得到的混合料挤出造粒，即得到AES‑PVC复合材料。本申请的技术方案合成了一种以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物，2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基过氧化己烷的加入使核壳型增韧剂发生交联，这样壳层可以很好的包裹ACM橡胶，有利于它在AES、PVC基体中均匀分散，提升了AES‑PVC的韧性。

Description

一种AES-PVC复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种AES-PVC复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯晴-EPDM橡胶-苯乙烯(AES)是一种综合性能优良的工程塑料，其尺寸稳定性好,绝缘性佳，耐油,成型加工性能比较好。
AES/PVC共混物是将通用塑料PVC和工程塑料AES共混改性以获得一种新型聚合物合金材料，该合金材料结合了AES和PVC两者各自的优异性能，CPE和相容剂的加入改善了AES、PVC之间的相容性，改善了AES/PVC的物理性能，相关文献并未见于报道，这具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种AES-PVC复合材料及其制备方法，以提高现有的AES-PVC复合材料的力学性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种AES-PVC复合材料，按重量份由以下组分组成：
所述的增韧剂是以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物。
所述增韧剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯及去离子水放入三口烧瓶中，置于60-80℃的温水浴中反应8-10h，得到混合溶液A；
(2)称取一定量的甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷放入所述三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在70-90℃反应8-10h，得混合溶液B；
(3)称取一定量的硫酸铝，加入所述三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚；再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物。
步骤(1)中的焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯与去离子水质量比为(0.1-0.3)：(50-70)：(1-3)：(1-2)：(0.2-0.4)：(300-500)。
步骤(2)中的甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷及溶液A的质量比为(120-180)：(0.2-0.4)；(190-250)。
步骤(3)中的硫酸铝与溶液B的质量比为(2-6)：(80-120)。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
上述任一项AES-PVC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取70份-90份AES、10份-20份PVC、12份-16份CPE、6份-10份增韧剂、0.1份-0.5份抗氧剂，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料。
所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速200～260r/min。
本发明的有益效果是：
1、CPE以三向立体交织网络分散于整个共混合金体系中，由于其同AES、PVC的相容性都不错，CPE的加入降低了界面张力，提高了整个体系的力学性能。
2、本申请的技术方案合成了一种以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物，2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷的加入使核壳型增韧剂发生交联，这样壳层可以很好的包裹ACM橡胶，有利于它在AES、PVC基体中均匀分散，提升了AES-PVC的韧性。
3、本申请制得的AES-PVC复合材料工艺简单，物理性能优异，便于推广应用。
具体实施方式
本申请以下各实施例中所用的原料如下：
AES(型号SK50)，日本UMG；CPE，山东天辰化工；PVC(型号SG-5)，贵州金宏化工有限责任公司；焦磷酸钾，郑州智逸化工；丙烯酸酯乳胶，广州淇盛化工；硫酸亚铜，邹平润梓化工有限公司；氢氧化钠，沧州弘亚化工；聚氧乙烯单油酸酯，湖北巨胜科技有限公司；甲基丙烯酸甲酯，济南世纪通达化工；2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，上海森迪化工；硫酸铝，淄博蓝鼎化工；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本申请以下各实施例所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种AES-PVC复合材料，按重量份由以下组分组成：
的增韧剂是以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物。
增韧剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯及去离子水放入三口烧瓶中，置于60-80℃的温水浴中反应8-10h，得到混合溶液A；焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯与去离子水质量比为(0.1-0.3)：(50-70)：(1-3)：(1-2)：(0.2-0.4)：(300-500)。
(2)称取一定量的甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷放入三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在70-90℃反应8-10h，得混合溶液B；甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷及溶液A的质量比为(120-180)：(0.2-0.4)；(190-250)。
(3)称取一定量的硫酸铝，加入三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚；再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝；硫酸铝与溶液B的质量比为(2-6)：(80-120)。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(Irganox1330)中的一种或多种。
上述任一项AES-PVC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取70份-90份AES、10份-20份PVC、12份-16份CPE、6份-10份增韧剂、0.1份-0.5份抗氧剂，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料。
优选地，步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速200～260r/min。
实施例1
(1)称取70份AES、10份PVC、12份CPE、2份增韧剂、0.1份Irganox1010，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料P1。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取90份AES、20份PVC、16份CPE、6份增韧剂、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料P2。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度170℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃；螺杆转速260r/min。
实施例3
(1)称取80份AES、15份PVC、14份CPE、4份增韧剂、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料P3。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃；螺杆转速230r/min。
实施例4
(1)称取72份AES、17份PVC、15份CPE、5份增韧剂、0.1份Irganox168、0.1份Irganox1330，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料P4。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度155℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃，机头温度205℃；螺杆转速205r/min。
实施例5
(1)称取77份AES、13份PVC、12份CPE、3份增韧剂、0.1份Irganox168、0.3份Irganox1330，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料P5。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度155℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速220r/min。
对比例1
(1)称取75份AES、16份PVC、0.1份Irganox168、0.3份Irganox1330，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料D1。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃；螺杆转速200r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的AES-PVC复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
表1各实施例及对比例产品性能测试
从上表可以看出，实施例1-5与对比例1相比，拉伸强度、悬臂梁冲击强度、弯曲模量等物理性能均有一定程度的提高。这对于扩展AES-PVC复合材料的应用领域，能够满足IT、通讯、电子、汽车等领域对工程件的要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (8)

1.一种AES-PVC复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
所述的增韧剂是以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物。
2.根据权利要求1所述的AES-PVC复合材料，其特征在于，所述增韧剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯及去离子水放入三口烧瓶中，置于60-80℃的温水浴中反应8-10h，得到混合溶液A；
(2)称取一定量的甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷放入所述三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在70-90℃反应8-10h，得混合溶液B；
(3)称取一定量的硫酸铝，加入所述三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚；再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到以ACM橡胶为核，PMMA为壳的接枝物。
3.根据权利要求2所述的AES-PVC复合材料，其特征在于，步骤(1)中的焦磷酸钾、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铜、氢氧化钠、聚氧乙烯单油酸酯与去离子水质量比为(0.1-0.3)：(50-70)：(1-3)：(1-2)：(0.2-0.4)：(300-500)。
4.根据权利要求2所述的AES-PVC复合材料，其特征在于，步骤(2)中的甲基丙烯酸甲酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷及溶液A的质量比为(120-180)：(0.2-0.4)；(190-250)。
5.根据权利要求2所述的AES-PVC复合材料，其特征在于，步骤(3)中的硫酸铝与溶液B的质量比为(2-6)：(80-120)。
6.根据权利要求1所述的AES-PVC复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
7.上述权利要求1至6中任一项AES-PVC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)称取70份-90份AES、10份-20份PVC、12份-16份CPE、6份-10份增韧剂、0.1份-0.5份抗氧剂，混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料。
8.根据权利要求7所述的AES-PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到AES-PVC复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速200～260r/min。
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