CN109777006A - 一种pvc/abs合金改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂20～26％、ABS树脂18～24％、硅酸镁粒料5.23～6.18％、氢氧化镁粒料4.49～5.43％、镁砂4.75～5.92％、二氧化硅1.52～1.95％、炭黑1.23～2.45％、氧化铝0.25～1.32％、海泡石0.13～0.85％、硅烷偶联剂0.15～2.20％、石墨烯0.2～0.8％、辅助添加剂为余量；本发明制备的PVC/ABS合金改性材料具有优异的强度、韧性和抗拉性能，具有较好的耐热性和阻燃性，兼使用性能和加工性能为一体，具有很好的推广效果。
Description
技术领域
本发明涉及合金改性材料技术领域，具体为一种PVC/ABS合金改性材料及其制备方法。
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，实现通用塑料PVC的高性能化是提高PVC改性行业生存力和竞争力的有效手段，而PVC合金化是高性能化的有效途径，其中PVC与ABS的合金是其中最为重要的，PVC/ABS合金综合了PVC/ABS两者的优点；但是现有的技术中的PVC/ABS合金材料，其仍存在阻燃性、耐热性、耐侵蚀性、抗菌性以及抗氧性差的缺陷，并且其使用性能和加工性能难以兼顾；为此，我们提出一种PVC/ABS合金改性材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PVC/ABS合金改性材料及其制备方法，以解决背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂20～26％、ABS树脂18～24％、硅酸镁粒料5.23～6.18％、氢氧化镁粒料4.49～5.43％、镁砂4.75～5.92％、二氧化硅1.52～1.95％、炭黑1.23～2.45％、氧化铝0.25～1.32％、海泡石0.13～0.85％、硅烷偶联剂0.15～2.20％、石墨烯0.2～0.8％、辅助添加剂为余量。
优选的，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22～24％、ABS树脂20～22％、硅酸镁粒料5.32～6.00％、氢氧化镁粒料4.52～5.20％、镁砂5.00～5.75％、二氧化硅1.62～1.84％、炭黑1.32～2.13％、氧化铝0.32～1.15％、海泡石0.21～0.76％、硅烷偶联剂0.25～2.00％、石墨烯0.3～0.7％、辅助添加剂为余量。
优选的，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22％、ABS树脂20％、硅酸镁粒料5.32％、氢氧化镁粒料4.52％、镁砂5.00％、二氧化硅1.62％、炭黑1.32％、氧化铝0.32％、海泡石0.21％、硅烷偶联剂0.25％、石墨烯0.3％、辅助添加剂为余量。
优选的，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂24％、ABS树脂22％、硅酸镁粒料6.00％、氢氧化镁粒料5.20％、镁砂5.75％、二氧化硅1.84％、炭黑2.13％、氧化铝1.15％、海泡石0.76％、硅烷偶联剂2.00％、石墨烯0.7％、辅助添加剂为余量。
优选的，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂23％、ABS树脂21％、硅酸镁粒料5.67％、氢氧化镁粒料4.82％、镁砂5.44％、二氧化硅1.71％、炭黑1.86％、氧化铝0.96％、海泡石0.57％、硅烷偶联剂1.25％、石墨烯0.5％、辅助添加剂为余量。
优选的，所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
优选的，所述抗菌剂为硝酸银、氧化铜、氧化锌或纳米二氧化钛的任意一种；所述抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
优选的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；所述流变助剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素醚或羧乙基纤维素的任意一种。
一种如上所述的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在55～75℃，然后采用磁力搅拌器以170～210转/分搅拌10～20分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在55～65℃，干燥时间为120～180分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在170～190℃的温度下焙烧1～3小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡3～5小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为0.1～2％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在65～80℃的温度下，按200～350转/分的转速搅拌10～30分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为2～7MPa，设定温度为80～95℃，设定时间为10～20分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
优选的，所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为5～8分钟，压力为14～17MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的配方更加的合理，该PVC/ABS合金改性材料，通过以PVC树脂和ABS树脂为主要原料，配合加入硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料以及耐高温粘合剂，使得该材料具有很好的耐热性和阻燃性；通过将镁砂改进后加入混合树脂中，可加强材料的抗侵蚀性；通过添加二氧化硅和石墨烯，可增强材料的强度和韧性；配合加入的抗菌剂可有效提高材料的抗菌性能，使其在实际运用中更加的环保；配合加入的抗氧剂可提高材料的抗氧化性；
本发明制备的PVC/ABS合金改性材料具有优异的强度、韧性和抗拉性能，具有较好的耐热性和阻燃性，兼使用性能和加工性能为一体，具有很好的推广效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂20％、ABS树脂18％、硅酸镁粒料5.23％、氢氧化镁粒料4.49％、镁砂4.75％、二氧化硅1.52％、炭黑1.23％、氧化铝0.25％、海泡石0.13％、硅烷偶联剂0.15％、石墨烯0.2％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为硝酸银；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧甲基纤维素钠。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在55℃，然后采用磁力搅拌器以170转/分搅拌10分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在55℃，干燥时间为120分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在170℃的温度下焙烧1小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡3小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为0.1％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在65℃的温度下，按200转/分的转速搅拌10分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为2MPa，设定温度为80℃，设定时间为10分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为5分钟，压力为14MPa。
实施例2：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂26％、ABS树脂24％、硅酸镁粒料6.18％、氢氧化镁粒料5.43％、镁砂5.92％、二氧化硅1.95％、炭黑2.45％、氧化铝1.32％、海泡石0.85％、硅烷偶联剂2.20％、石墨烯0.8％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为氧化铜；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧甲基纤维素。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在75℃，然后采用磁力搅拌器以210转/分搅拌20分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在65℃，干燥时间为180分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在190℃的温度下焙烧3小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡5小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为2％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在80℃的温度下，按350转/分的转速搅拌30分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为7MPa，设定温度为95℃，设定时间为20分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为6分钟，压力为15MPa。
实施例3：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22％、ABS树脂20％、硅酸镁粒料5.32％、氢氧化镁粒料4.52％、镁砂5.00％、二氧化硅1.62％、炭黑1.32％、氧化铝0.32％、海泡石0.21％、硅烷偶联剂0.25％、石墨烯0.3％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为氧化锌；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧甲基纤维素醚。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在58℃，然后采用磁力搅拌器以180转/分搅拌12分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在58℃，干燥时间为130分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在172℃的温度下焙烧2小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡4小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为0.3％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在67℃的温度下，按220转/分的转速搅拌12分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为3MPa，设定温度为82℃，设定时间为12分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为7分钟，压力为16MPa。
实施例4：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂24％、ABS树脂22％、硅酸镁粒料6.00％、氢氧化镁粒料5.20％、镁砂5.75％、二氧化硅1.84％、炭黑2.13％、氧化铝1.15％、海泡石0.76％、硅烷偶联剂2.00％、石墨烯0.7％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
进一步地，抗菌剂为氧化铜；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
进一步地，增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧甲基纤维素钠。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在72℃，然后采用磁力搅拌器以200转/分搅拌18分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在62℃，干燥时间为170分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在185℃的温度下焙烧2小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡4小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为1.6％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在76℃的温度下，按320转/分的转速搅拌25分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为6MPa，设定温度为92℃，设定时间为18分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为7分钟，压力为16MPa。
实施例5：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22％、ABS树脂20％、硅酸镁粒料5.32％、氢氧化镁粒料4.52％、镁砂5.00％、二氧化硅1.62％、炭黑1.32％、氧化铝0.32％、海泡石0.21％、硅烷偶联剂0.25％、石墨烯0.3％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为氧化锌；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧甲基纤维素醚。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在60℃，然后采用磁力搅拌器以190转/分搅拌14分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在60℃，干燥时间为140分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在180℃的温度下焙烧2小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡4小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为0.9％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在70℃的温度下，按250转/分的转速搅拌18分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为4MPa，设定温度为86℃，设定时间为15分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为7分钟，压力为16MPa。
实施例6：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂24％、ABS树脂22％、硅酸镁粒料6.00％、氢氧化镁粒料5.20％、镁砂5.75％、二氧化硅1.84％、炭黑2.13％、氧化铝1.15％、海泡石0.76％、硅烷偶联剂2.00％、石墨烯0.7％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为纳米二氧化钛；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧乙基纤维素。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在70℃，然后采用磁力搅拌器以190转/分搅拌15分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在60℃，干燥时间为160分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在180℃的温度下焙烧2小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡4小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为1.3％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在72℃的温度下，按270转/分的转速搅拌20分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为5MPa，设定温度为90℃，设定时间为15分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为8分钟，压力为17MPa。
实施例7：
一种PVC/ABS合金改性材料，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂23％、ABS树脂21％、硅酸镁粒料5.67％、氢氧化镁粒料4.82％、镁砂5.44％、二氧化硅1.71％、炭黑1.86％、氧化铝0.96％、海泡石0.57％、硅烷偶联剂1.25％、石墨烯0.5％、辅助添加剂为余量。
所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
所述抗菌剂为硝酸银；抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；流变助剂为羧乙基纤维素。
一种如上的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在70℃，然后采用磁力搅拌器以190转/分搅拌15分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在60℃，干燥时间为160分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在180℃的温度下焙烧2小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡4小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为1.3％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在72℃的温度下，按270转/分的转速搅拌20分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为5MPa，设定温度为90℃，设定时间为15分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为8分钟，压力为17MPa。
对比例1
与实施例7相比，缺少二氧化硅和石墨烯。
对比例2
与实施例7相比，缺少硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料和耐高温粘合剂。
测试例1
将本发明实施例1～7制备的PVC/ABS合金改性材料进行性能测试，结果见表1。
表1
| 组别 | 冲击强度(J/m) | Tg(℃) | 拉伸强度(MPa) | 阻燃级别 |
| 实施例1 | 537 | 208 | 83 | V-0 |
| 实施例2 | 540 | 210 | 84 | V-0 |
| 实施例3 | 542 | 206 | 85 | V-0 |
| 实施例4 | 539 | 213 | 87 | V-0 |
| 实施例5 | 550 | 206 | 81 | V-0 |
| 实施例6 | 547 | 210 | 87 | V-0 |
| 实施例7 | 553 | 212 | 85 | V-0 |
| 对比例1 | 327 | 198 | 43 | V-0 |
| 对比例2 | 546 | 126 | 79 | V-2 |
由上表可知，本发明实施例制备的PVC/ABS合金改性材料具有较好的综合性能：冲击强度为537～553J/m之间，拉伸强度高(81～87MPa)，耐热性能好，玻璃化温度Tg在206～212℃之间，阻燃级别为V-0，具有很好的阻燃性能，因此，该PVC/ABS合金改性材料具有很好的推广效果。通过与对比例1比较发现，二氧化硅和石墨烯的添加使得合金材料的力学性能明显加强，提高了其抗冲击性和抗拉强度；通过与对比例2比较发现，硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料和耐高温粘合剂的添加能够显著提高材料的玻璃化温度和阻燃性级别，使得材料的耐高温性能提高，具有很好的阻燃性。
通过以上四组实施例均可制得PVC/ABS合金改性材料，与现有技术相比，本发明的配方更加的合理，该PVC/ABS合金改性材料，通过以PVC树脂和ABS树脂为主要原料，配合加入硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料以及耐高温粘合剂，使得该材料具有很好的耐热性和阻燃性；通过将镁砂改进后加入混合树脂中，可加强材料的抗侵蚀性；通过添加二氧化硅和石墨烯，可增强材料的强度和韧性；配合加入的抗菌剂可有效提高材料的抗菌性能，使其在实际运用中更加的环保；配合加入的抗氧剂可提高材料的抗氧化性；本发明制备的PVC/ABS合金改性材料具有优异的强度、韧性和抗拉性能，具有较好的耐热性和阻燃性，兼使用性能和加工性能为一体，具有很好的推广效果。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂20～26％、ABS树脂18～24％、硅酸镁粒料5.23～6.18％、氢氧化镁粒料4.49～5.43％、镁砂4.75～5.92％、二氧化硅1.52～1.95％、炭黑1.23～2.45％、氧化铝0.25～1.32％、海泡石0.13～0.85％、硅烷偶联剂0.15～2.20％、石墨烯0.2～0.8％、辅助添加剂为余量。
2.根据权利要求1所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22～24％、ABS树脂20～22％、硅酸镁粒料5.32～6.00％、氢氧化镁粒料4.52～5.20％、镁砂5.00～5.75％、二氧化硅1.62～1.84％、炭黑1.32～2.13％、氧化铝0.32～1.15％、海泡石0.21～0.76％、硅烷偶联剂0.25～2.00％、石墨烯0.3～0.7％、辅助添加剂为余量。
3.根据权利要求1所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂22％、ABS树脂20％、硅酸镁粒料5.32％、氢氧化镁粒料4.52％、镁砂5.00％、二氧化硅1.62％、炭黑1.32％、氧化铝0.32％、海泡石0.21％、硅烷偶联剂0.25％、石墨烯0.3％、辅助添加剂为余量。
4.根据权利要求1所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂24％、ABS树脂22％、硅酸镁粒料6.00％、氢氧化镁粒料5.20％、镁砂5.75％、二氧化硅1.84％、炭黑2.13％、氧化铝1.15％、海泡石0.76％、硅烷偶联剂2.00％、石墨烯0.7％、辅助添加剂为余量。
5.根据权利要求1所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于，包括以下按质量百分比计的成分：PVC树脂23％、ABS树脂21％、硅酸镁粒料5.67％、氢氧化镁粒料4.82％、镁砂5.44％、二氧化硅1.71％、炭黑1.86％、氧化铝0.96％、海泡石0.57％、硅烷偶联剂1.25％、石墨烯0.5％、辅助添加剂为余量。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于：所述辅助添加剂包括耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂，且耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂、溶剂和流变助剂的重量比为2:1:1:1:2:2。
7.根据权利要求6所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于：所述抗菌剂为硝酸银、氧化铜、氧化锌或纳米二氧化钛的任意一种；所述抗氧剂为受阻酚类氧化剂。
8.根据权利要求6所述的一种PVC/ABS合金改性材料，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述溶剂为正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的混合溶剂，且正丁醇、二甲苯、二甲亚砜和乙酸乙酯的体积比为2:1:1:2；所述流变助剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素醚或羧乙基纤维素的任意一种。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的PVC/ABS合金改性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：备料：根据PVC/ABS合金改性材料的既定组分进行配料；
步骤二：制备混合树脂溶液：将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中，加入溶剂和50％增塑剂混合，温度控制在55～75℃，然后采用磁力搅拌器以170～210转/分搅拌10～20分钟，得到混合树脂溶液；
步骤三：干燥研磨：取硅酸镁粒料、氢氧化镁粒料、二氧化硅和石墨烯置入干燥机中进行干燥，干燥温度控制在55～65℃，干燥时间为120～180分钟，干燥后分别通过球磨机进行球磨，球磨后的粉末分别过200目筛进行筛分，筛分后得到硅酸镁粉末、氢氧化镁粉末、二氧化硅粉末和石墨烯粉末，将粉末混合并搅拌均匀，得到混合粉末；
步骤四：制备改性镁砂：将镁砂加到焙烧炉中，在170～190℃的温度下焙烧1～3小时，然后将加热后的镁砂趁热加到旋转研磨装置中，通过高速搅拌研磨脱去表面粘结剂，再将该镁砂加到纯化水超声振荡3～5小时，烘干，均匀喷洒质量百分数为0.1～2％的硅烷偶联剂的乙醇溶液后，加入相应组分的海泡石、炭黑和氧化铝，搅拌均匀后研磨，然后过200目的筛网，得到改性镁砂；
步骤五：制备软性合金材料：将混合树脂溶液、混合粉末和改性镁砂依次加入高压釜中，在65～80℃的温度下，按200～350转/分的转速搅拌10～30分钟，搅拌过程中依次加入耐高温粘合剂、抗菌剂、抗氧剂、流变助剂和剩余50％增塑剂，搅拌结束后将其投放到蒸汽炉中，设定蒸汽炉中的蒸汽压力为2～7MPa，设定温度为80～95℃，设定时间为10～20分钟，蒸汽结束后取出得到软性合金材料；
步骤七：挤出成型：将软性合金材料经过双螺杆挤出机挤出成型，即可得到成型PVC/ABS合金改性材料。
10.根据权利要求9所述的一种PVC/ABS合金改性材料的制备方法，其特征在于：所述步骤七中双螺杆挤出机的各区温度分别为：255℃、265℃、275℃、285℃、295℃，喂料时间为5～8分钟，压力为14～17MPa。
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