CN108912544A - 一种耐高温pvc箱包材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温PVC箱包材料及其制备方法，涉及箱包领域；由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯300‑400份、松香树脂30‑50份、聚四氟乙烯15‑30份、硅油80‑100份、苯丙乳液260‑380份、丙二醇脂肪酸酯35‑50份、纳米二氧化钛改性聚乙烯20‑45份、碳酸钙15‑25份、二氯二氟甲烷24‑36份、十二烷基硫酸钠18‑22份、过氧化二异丙苯14‑18份、羟丙基甲基纤维素16‑26份；通过对原材料的改性处理，使得制备的PVC材料柔软度高、耐高温性好，稳定性好，且强度提高，有利于延长使用寿命。

Description

一种耐高温PVC箱包材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及箱包领域，具体涉及一种耐高温PVC箱包材料及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯，英文简称PVC，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。
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。
PVC革在制造过程中要先将塑料颗粒热熔搅拌成糊状，按规定的厚度均匀涂覆在T/C针织布底基上，然后进入发泡炉中进行发泡，使其具有能够适应生产各种不同产品、不同要求的柔软度，在出炉的同时进行表面处理，虽然PVC革在箱包中应用较广泛，但是PVC的耐高温性和稳定性差，柔软度差，限制了它在箱包中的大量应用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐高温PVC箱包材料及其制备方法，通过对原材料的改性处理，使得制备的PVC材料柔软度高、耐高温性好，稳定性好，且强度提高，有利于延长使用寿命。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯300-400份、松香树脂30-50份、聚四氟乙烯15-30份、硅油80-100份、苯丙乳液260-380份、丙二醇脂肪酸酯35-50份、纳米二氧化钛改性聚乙烯20-45份、碳酸钙15-25份、二氯二氟甲烷24-36份、十二烷基硫酸钠18-22份、过氧化二异丙苯14-18份、羟丙基甲基纤维素16-26份。
所述硅酸镁改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将硅酸镁溶于正丁醇中，在50℃、20KV、120W条件下超声处理20-30min，然后转入80℃水浴中静置1h，离心，将沉淀物用去离子水清洗3-4次，放入烘箱中干燥，制得活化硅酸镁；
(2)将活化硅酸镁和聚氯乙烯按照质量比2：13混合均匀，将混合物加入3-5％质量浓度的氢氧化钾溶液中，放入反应釜中在140-160℃反应3-4h，自然冷却后离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗至中性，放入干燥箱干燥；
(3)将上述干燥后的反应物放入氮气气氛炉在120-140℃保温50-60min，自然降低到室温，制得硅酸镁改性聚氯乙烯。
所述纳米二氧化钛改性聚乙烯的制备方法为：
(1)将聚乙烯溶于乙醇中，在150-200r/min搅拌20-30min；
(2)将纳米二氧化钛溶于聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的混合液中，在70-80℃真空烘箱中以120-150r/min搅拌40-50min，自然冷却到室温；
(3)将步骤(1)、步骤(2)制备的溶液混合，放入微波炉中在900W功率下微波处理30min，离心，将沉淀物用去离子水清洗，放入干燥箱干燥，制得纳米二氧化钛改性聚乙烯。
纳米二氧化钛和聚乙烯的质量比为1：20，聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的体积为2：3。
所述的耐高温PVC箱包材料，制备方法包括以下步骤：
(1)将硅酸镁改性聚氯乙烯、松香树脂、聚四氟乙烯、丙二醇脂肪酸酯、纳米二氧化钛改性聚乙烯混合均匀，放入高速搅拌机中在700-800r/min转速下搅拌30-45min，搅拌后加入硅油、苯丙乳液，继续搅拌10-15min，再加入碳酸钙、二氯二氟甲烷、十二烷基硫酸钠、过氧化二异丙苯、羟丙基甲基纤维素，继续搅拌5-10min；
(2)将上述制备的混合溶液放入冰水混合物中水浴静置1-2h，自然升温到室温后用PH调节剂调节溶液PH值为6.5-7，用紫外灯照射15min，制得PVC浆料；
(3)将上述PVC浆料放入110℃、2.5Mpa高温高压氩气环境中静置5-6h，冷却；
(4)将高温高压处理后PVC浆料涂覆在离型纸上，涂覆厚度为0.12-0.16mm，放入干燥箱中在110-120℃、氢气环境中干燥40s，干燥后再涂覆一层，涂覆厚度为0.14-0.18mm，放入干燥箱中在100-110℃、氢气环境中干燥50s；
(5)在上述步骤干燥后的PVC层上涂覆一层粘胶，在粘胶上贴合一层基布，放入干燥箱中在90-100℃、氢气环境中干燥30-40s，去掉离型纸，制得半成品；
(6)将半成品放入放入充满氢气的干燥箱中，以3℃/min升温到60-80℃，保温15min，再以4℃/min升温到130-150℃，保温5min，继续升温到160-170℃，保温3min，以2℃/min降温到室温，制得耐高温PVC箱包材料。
本发明提供了一种耐高温PVC箱包材料及其制备方法，其有益效果为：
(1)本发明制备的PVC材料柔软度高、耐高温性好，稳定性好，耐腐蚀性好，且强度提高，有利于延长使用寿命；其中，硅酸镁改性聚氯乙烯能够增加聚氯乙烯的耐高温性和稳定性，松香树脂配合聚四氟乙烯增强PVC材料的强度和耐腐蚀性，纳米二氧化钛改性聚乙烯配合羟丙基甲基纤维素、二氯二氟甲烷能够增加PVC材料的柔软度。
(2)硅酸镁改性聚氯乙烯的制备方法中首先将硅酸镁活化处理，使得硅酸镁能和聚氯乙烯更容易结合，不易分离，在反应釜中进行改性能够增加改性速度，提高成功率，碱性环境下改性能够增强聚氯乙烯的分散度，和硅酸镁结合均匀。
(3)纳米二氧化钛改性聚乙烯的制备能够增加聚乙烯的柔软度，增加聚乙烯的加工流动性。
(4)PVC材料制作过程中将原料逐级加入，有利于原料间混合均匀度高，而且节约原料混合时间，在高温高压氩气环境中处理能够增加PVC浆料的稳定性，使PVC浆料涂覆干燥后不会开裂而产生肉眼看不到的裂纹，有利于延长箱包使用寿命。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯300份、松香树脂30份、聚四氟乙烯15份、硅油80份、苯丙乳液260份、丙二醇脂肪酸酯35份、纳米二氧化钛改性聚乙烯20份、碳酸钙15份、二氯二氟甲烷24份、十二烷基硫酸钠18份、过氧化二异丙苯14份、羟丙基甲基纤维素16份。
实施例2：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯400份、松香树脂50份、聚四氟乙烯30份、硅油100份、苯丙乳液380份、丙二醇脂肪酸酯50份、纳米二氧化钛改性聚乙烯45份、碳酸钙25份、二氯二氟甲烷36份、十二烷基硫酸钠22份、过氧化二异丙苯18份、羟丙基甲基纤维素26份。
所述硅酸镁改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将硅酸镁溶于正丁醇中，在50℃、20KV、120W条件下超声处理20min，然后转入80℃水浴中静置1h，离心，将沉淀物用去离子水清洗3次，放入烘箱中干燥，制得活化硅酸镁；
(2)将活化硅酸镁和聚氯乙烯按照质量比2：13混合均匀，将混合物加入3％质量浓度的氢氧化钾溶液中，放入反应釜中在140℃反应3h，自然冷却后离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗至中性，放入干燥箱干燥；
(3)将上述干燥后的反应物放入氮气气氛炉在120℃保温50min，自然降低到室温，制得硅酸镁改性聚氯乙烯。
实施例3：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯320份、松香树脂35份、聚四氟乙烯20份、硅油85份、苯丙乳液300份、丙二醇脂肪酸酯40份、纳米二氧化钛改性聚乙烯25份、碳酸钙20份、二氯二氟甲烷28份、十二烷基硫酸钠20份、过氧化二异丙苯15份、羟丙基甲基纤维素20份。
所述纳米二氧化钛改性聚乙烯的制备方法为：
(1)将聚乙烯溶于乙醇中，在150r/min搅拌20min；
(2)将纳米二氧化钛溶于聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的混合液中，在70℃真空烘箱中以120r/min搅拌40min，自然冷却到室温；
(3)将步骤(1)、步骤(2)制备的溶液混合，放入微波炉中在900W功率下微波处理30min，离心，将沉淀物用去离子水清洗，放入干燥箱干燥，制得纳米二氧化钛改性聚乙烯。
纳米二氧化钛和聚乙烯的质量比为1：20，聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的体积为2：3。
实施例4：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯340份、松香树脂40份、聚四氟乙烯25份、硅油90份、苯丙乳液320份、丙二醇脂肪酸酯45份、纳米二氧化钛改性聚乙烯30份、碳酸钙20份、二氯二氟甲烷32份、十二烷基硫酸钠20份、过氧化二异丙苯16份、羟丙基甲基纤维素22份。
所述的耐高温PVC箱包材料，制备方法包括以下步骤：
(1)将硅酸镁改性聚氯乙烯、松香树脂、聚四氟乙烯、丙二醇脂肪酸酯、纳米二氧化钛改性聚乙烯混合均匀，放入高速搅拌机中在700r/min转速下搅拌30min，搅拌后加入硅油、苯丙乳液，继续搅拌10min，再加入碳酸钙、二氯二氟甲烷、十二烷基硫酸钠、过氧化二异丙苯、羟丙基甲基纤维素，继续搅拌5min；
(2)将上述制备的混合溶液放入冰水混合物中水浴静置1h，自然升温到室温后用PH调节剂调节溶液PH值为6.5，用紫外灯照射15min，制得PVC浆料；
(3)将上述PVC浆料放入110℃、2.5Mpa高温高压氩气环境中静置5h，冷却；
(4)将高温高压处理后PVC浆料涂覆在离型纸上，涂覆厚度为0.12mm，放入干燥箱中在110℃、氢气环境中干燥40s，干燥后再涂覆一层，涂覆厚度为0.14mm，放入干燥箱中在100℃、氢气环境中干燥50s；
(5)在上述步骤干燥后的PVC层上涂覆一层粘胶，在粘胶上贴合一层基布，放入干燥箱中在90℃、氢气环境中干燥30s，去掉离型纸，制得半成品；
(6)将半成品放入放入充满氢气的干燥箱中，以3℃/min升温到60℃，保温15min，再以4℃/min升温到130℃，保温5min，继续升温到160℃，保温3min，以2℃/min降温到室温，制得耐高温PVC箱包材料。
实施例5：
一种耐高温PVC箱包材料，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯380份、松香树脂45份、聚四氟乙烯25份、硅油95份、苯丙乳液360份、丙二醇脂肪酸酯45份、纳米二氧化钛改性聚乙烯40份、碳酸钙20份、二氯二氟甲烷34份、十二烷基硫酸钠21份、过氧化二异丙苯16份、羟丙基甲基纤维素24份。
所述硅酸镁改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将硅酸镁溶于正丁醇中，在50℃、20KV、120W条件下超声处理30min，然后转入80℃水浴中静置1h，离心，将沉淀物用去离子水清洗4次，放入烘箱中干燥，制得活化硅酸镁；
(2)将活化硅酸镁和聚氯乙烯按照质量比2：13混合均匀，将混合物加入5％质量浓度的氢氧化钾溶液中，放入反应釜中在160℃反应4h，自然冷却后离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗至中性，放入干燥箱干燥；
(3)将上述干燥后的反应物放入氮气气氛炉在140℃保温60min，自然降低到室温，制得硅酸镁改性聚氯乙烯。
所述纳米二氧化钛改性聚乙烯的制备方法为：
(1)将聚乙烯溶于乙醇中，在200r/min搅拌30min；
(2)将纳米二氧化钛溶于聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的混合液中，在80℃真空烘箱中以150r/min搅拌50min，自然冷却到室温；
(3)将步骤(1)、步骤(2)制备的溶液混合，放入微波炉中在900W功率下微波处理30min，离心，将沉淀物用去离子水清洗，放入干燥箱干燥，制得纳米二氧化钛改性聚乙烯。
纳米二氧化钛和聚乙烯的质量比为1：20，聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的体积为2：3。
所述的耐高温PVC箱包材料，制备方法包括以下步骤：
(1)将硅酸镁改性聚氯乙烯、松香树脂、聚四氟乙烯、丙二醇脂肪酸酯、纳米二氧化钛改性聚乙烯混合均匀，放入高速搅拌机中在800r/min转速下搅拌45min，搅拌后加入硅油、苯丙乳液，继续搅拌15min，再加入碳酸钙、二氯二氟甲烷、十二烷基硫酸钠、过氧化二异丙苯、羟丙基甲基纤维素，继续搅拌10min；
(2)将上述制备的混合溶液放入冰水混合物中水浴静置2h，自然升温到室温后用PH调节剂调节溶液PH值为7，用紫外灯照射15min，制得PVC浆料；
(3)将上述PVC浆料放入110℃、2.5Mpa高温高压氩气环境中静置6h，冷却；
(4)将高温高压处理后PVC浆料涂覆在离型纸上，涂覆厚度为0.16mm，放入干燥箱中在120℃、氢气环境中干燥40s，干燥后再涂覆一层，涂覆厚度为0.18mm，放入干燥箱中在110℃、氢气环境中干燥50s；
(5)在上述步骤干燥后的PVC层上涂覆一层粘胶，在粘胶上贴合一层基布，放入干燥箱中在100℃、氢气环境中干燥40s，去掉离型纸，制得半成品；
(6)将半成品放入放入充满氢气的干燥箱中，以3℃/min升温到80℃，保温15min，再以4℃/min升温到150℃，保温5min，继续升温到170℃，保温3min，以2℃/min降温到室温，制得耐高温PVC箱包材料。
对比例：
一种PVC箱包材料的制造方法，步骤如下：
1)二氧化硅的改性：
称量5％二氧化硅重量的有机膦硅烷偶联剂于容器中，用乙二醇稀释成10％的稀溶液，再将二氧化硅缓慢倒入稀溶液中，边加边搅拌，混合均匀后将容器直接放置于烘箱中于80～120℃下烘干以除去溶剂，然后将固体取出，研磨待用；
2)PVC预备料的制备：
将5份邻苯二甲酸二辛酯、5份硬脂酸钠和1份氧化锌依次加入至容器中，磁力搅拌下，缓慢加入25份PVC粉料，搅拌15min后，再加入5份改性二氧化硅粉末以及35份PVC粉料，搅拌30min，使其充分分散，即得PVC预备料；
3)成型：
将PVC预备料充入模具中，升温至160～200℃并保持10min，自然冷却，取出即得PVC箱包材料。
对以上各实施例和对比例制备的PVC材料进行性质检测，结果如下：
耐高温性(℃) 剥离强度(N/m) 柔软度(mm)
实施例1 200 43 2.6
实施例2 200 43 2.6
实施例3 201 44 2.7
实施例4 201 44 2.7
实施例5 202 44 2.8
对比例 172 35 2.0
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种耐高温PVC箱包材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：硅酸镁改性聚氯乙烯300-400份、松香树脂30-50份、聚四氟乙烯15-30份、硅油80-100份、苯丙乳液260-380份、丙二醇脂肪酸酯35-50份、纳米二氧化钛改性聚乙烯20-45份、碳酸钙15-25份、二氯二氟甲烷24-36份、十二烷基硫酸钠18-22份、过氧化二异丙苯14-18份、羟丙基甲基纤维素16-26份。
2.根据权利要求1所述的耐高温PVC箱包材料，其特征在于，所述硅酸镁改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将硅酸镁溶于正丁醇中，在50℃、20KV、120W条件下超声处理20-30min，然后转入80℃水浴中静置1h，离心，将沉淀物用去离子水清洗3-4次，放入烘箱中干燥，制得活化硅酸镁；
(2)将活化硅酸镁和聚氯乙烯按照质量比2：13混合均匀，将混合物加入3-5％质量浓度的氢氧化钾溶液中，放入反应釜中在140-160℃反应3-4h，自然冷却后离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗至中性，放入干燥箱干燥；
(3)将上述干燥后的反应物放入氮气气氛炉在120-140℃保温50-60min，自然降低到室温，制得硅酸镁改性聚氯乙烯。
3.根据权利要求1所述的耐高温PVC箱包材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性聚乙烯的制备方法为：
(1)将聚乙烯溶于乙醇中，在150-200r/min搅拌20-30min；
(2)将纳米二氧化钛溶于聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的混合液中，在70-80℃真空烘箱中以120-150r/min搅拌40-50min，自然冷却到室温；
(3)将步骤(1)、步骤(2)制备的溶液混合，放入微波炉中在900W功率下微波处理30min，离心，将沉淀物用去离子水清洗，放入干燥箱干燥，制得纳米二氧化钛改性聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的耐高温PVC箱包材料，其特征在于，纳米二氧化钛和聚乙烯的质量比为1：20，聚乙二醇和月桂酸单甘油酯的体积为2：3。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐高温PVC箱包材料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
(1)将硅酸镁改性聚氯乙烯、松香树脂、聚四氟乙烯、丙二醇脂肪酸酯、纳米二氧化钛改性聚乙烯混合均匀，放入高速搅拌机中在700-800r/min转速下搅拌30-45min，搅拌后加入硅油、苯丙乳液，继续搅拌10-15min，再加入碳酸钙、二氯二氟甲烷、十二烷基硫酸钠、过氧化二异丙苯、羟丙基甲基纤维素，继续搅拌5-10min；
(2)将上述制备的混合溶液放入冰水混合物中水浴静置1-2h，自然升温到室温后用PH调节剂调节溶液PH值为6.5-7，用紫外灯照射15min，制得PVC浆料；
(3)将上述PVC浆料放入110℃、2.5Mpa高温高压氩气环境中静置5-6h，冷却；
(4)将高温高压处理后PVC浆料涂覆在离型纸上，涂覆厚度为0.12-0.16mm，放入干燥箱中在110-120℃、氢气环境中干燥40s，干燥后再涂覆一层，涂覆厚度为0.14-0.18mm，放入干燥箱中在100-110℃、氢气环境中干燥50s；
(5)在上述步骤干燥后的PVC层上涂覆一层粘胶，在粘胶上贴合一层基布，放入干燥箱中在90-100℃、氢气环境中干燥30-40s，去掉离型纸，制得半成品；
(6)将半成品放入放入充满氢气的干燥箱中，以3℃/min升温到60-80℃，保温15min，再以4℃/min升温到130-150℃，保温5min，继续升温到160-170℃，保温3min，以2℃/min降温到室温，制得耐高温PVC箱包材料。
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