CN109867881A - 一种亚光聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚光聚氯乙烯材料，属于聚氯乙烯材料领域，其技术方案要点是按重量份数计，原料包括消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯40‑60份、过氧化二异丙苯1.5‑2.5份、氧化镁1.2‑2.0份、聚乙二醇10‑16份、纳米钙20‑40份、消光剂0.5‑1.5份、钙锌稳定剂1‑9份、内润滑剂0.1‑1份、着色剂0.1‑0.3份。达到提高聚氯乙烯材料的亚光性能的效果。

Description

一种亚光聚氯乙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉聚氯乙烯材料领域，特别涉及一种亚光聚氯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

消光聚氯乙烯具有普通聚氯乙烯树脂的特性，还可在较宽的温度范围内获得良好的加工性能，具有更好的耐溶剂性、机械强度和加工尺寸稳定性。消光聚氯乙烯树脂是高分子聚合物，消光聚氯乙烯树脂的主要用途是生产消光聚氯乙烯电线、电缆，在汽车工业中，用于制作消光仪表盘，按钮以及汽车装饰品，消光皮革和飞机地板等。

目前一般采用高聚合度PVC树脂或部分交联PVC树脂，但制成的PVC树脂的亚光效果不明显，表面光亮度太高，达不到要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种亚光聚氯乙烯材料及其制备方法，达到提高聚氯乙烯材料的亚光性能的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种亚光聚氯乙烯材料，按重量份数计，原料包括消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯40-60份、过氧化二异丙苯1.5-2.5份、氧化镁1.2-2.0份、聚乙二醇10-16份、纳米钙20-40份、消光剂0.5-1.5份、钙锌稳定剂1-9份、内润滑剂0.1-1份、着色剂0.1-0.3份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，原料包括消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯50份、过氧化二异丙苯2.0份、氧化镁1.6份、聚乙二醇13份、纳米钙30份、消光剂1份、钙锌稳定剂5份、内润滑剂0.5份、着色剂0.2份。

通过采用上述技术方案，采用消光PVC树脂作为基础料时，能够有效提高聚氯乙烯材料的亚光度，降低聚氯乙烯材料的光泽度。对苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，能够有效改善PVC树脂的柔软性以及电绝缘性能，同时对苯二甲酸二辛酯与PVC树脂的相容性好，能够削弱PVC树脂分子链间的作用力，提高PVC树脂的流动性。

过氧化二异丙苯与氧化镁配合使用作为交联剂，使得PVC树脂转变为三维网状结构，从而使得消光剂、钙锌稳定剂能够充分与PVC树脂结合，降低PVC树脂的分子间作用力，提供PVC树脂的机械强度、柔软度和亚光度。聚乙二醇作为分散剂，能够提高PVC树脂的流动性，同时还能与过氧化二异丙苯相容，有助于过氧化二异丙苯与PVC树脂的结合。

钙锌稳定剂和纳米钙的配合使用，能够吸收PVC树脂中挥发处的HCl，从而提高PVC树脂的机械强度，同时钙锌稳定剂的加入，能够改变PVC树脂的热稳定性、光稳定性还能提高着色剂与PVC树脂的结合强度，从而提高着色剂的着色力。

内润滑剂的添加，能够减少PVC树脂分子链间流动时的内摩擦力，提高PVC的流动性，同时也有助于PVC树脂与过氧化二异丙苯、氧化镁、对苯二甲酸二辛酯的结合，改善PVC树脂表面的光洁度。

本发明进一步设置为，按重量份数计，原料还包括乙烯基三乙氧基硅烷1.1-1.5份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，原料还包括乙烯基三乙氧基硅烷1.3份。

通过采用上述技术方案，乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二异丙苯结合，形成交联剂，而氧化镁有助于乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二异丙苯的结合，改善PVC树脂的硫化性能，削弱PVC树脂分子链间的作用力，从而有助于消光剂分散到PVC树脂中，提高PVC树脂的亚光性能，同时乙烯基三乙氧基硅烷的加入，能够改善PVC树脂与纳米钙的粘结强度，从而提高PVC树脂的撕裂强度。

本发明进一步设置为，按重量份数计，消光剂采用聚乙烯石蜡1.2-2.0份和纳米二氧化硅1.5-2.3份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，消光剂采用聚乙烯石蜡1.6份和纳米二氧化硅1.9份。

通过采用上述技术方案，乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二异丙苯的作用下，PVC树脂呈现网状结构，有助于聚乙烯石蜡和纳米二氧化硅与PVC树脂结合，聚乙烯石蜡和纳米二氧化硅均能够改善PVC树脂的亚光度，提高PVC树脂的亚光性能，同时聚乙烯石蜡的加入能够提高PVC树脂的耐湿热和防玷污性，但是当只使用聚乙烯石蜡作为消光剂时，聚乙烯石蜡层会阻碍溶剂的蒸发和氧气的渗入，影响涂膜的枯燥和复涂。但是聚乙烯石蜡和网状的纳米二氧化硅结合后，使得聚乙烯石蜡扩散的空间增大，从而使得PVC树脂表面出现不平，提高PVC树脂的亚光性能。纳米二氧化硅与PVC树脂产生键合作用后，能够提高PVC树脂的耐磨性、抗老化性以及耐热性能。

本发明进一步设置为，其中内润滑剂采用油酸酰胺。

通过采用上述技术方案，油酸酰胺作为内润滑剂能够改善PVC树脂的润滑性能，改善PVC树脂的加工性能，同时油酸酰胺还具有抗静电效果，有效减少PVC树脂与原料间的静电力，从而有助于PVC树脂与其他原料充分结合。油酸酰胺还能减少灰尘在PVC树脂表面的吸附作用，从而提高PVC树脂表面的光洁度。

本发明进一步设置为，其中着色剂采用炭黑。

通过采用上述技术方案，炭黑是一种无定形碳，比表面积非常大，在PVC树脂中，炭黑既是着色剂，同时也是PVC树脂的补强剂，提高PVC树脂的机械强度，同时炭黑的加入还有助于提高PVC树脂的耐老化性能。

本发明的目的二：提高一种亚光聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按重量份数称取消光PVC树脂、对苯二甲酸二辛酯、过氧化二异丙苯、氧化镁、纳米钙、钙锌稳定剂、着色剂、聚乙二醇、乙烯基三乙氧基硅烷和内润滑剂加入聚合釜内，在温度为40℃-75℃反应15-20分钟；

S2：等S1中的原料在聚合釜内反应15-20分钟后，加入消光剂搅拌20-40秒后冷却到室温；

S3：将S2中冷却后的原料经离心、干燥后得到亚光聚氯乙烯材料。

通过采用上述技术方案，先将消光PVC树脂、对苯二甲酸二辛酯、过氧化二异丙苯、氧化镁、钙锌稳定剂、着色剂和聚乙二醇加入聚合釜内先进行反应时，在聚乙二醇的分散作用下，使得PV树脂与过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯进行交联，使得PVC树脂呈空间网格结构，增大PVC树脂与对苯二甲酸二辛酯的接触面积，有助于PVC树脂与对苯二甲酸二辛酯结合，削弱PVC树脂分子链间的作用力，提高氧化镁、纳米钙、着色剂与PVC树脂的结合强度，提高PVC树脂的机械强度，同时润滑剂加入后，有效减小PVC树脂流动的摩擦力，有助于PVC树脂与氧化镁、纳米钙、着色剂的结合。

聚乙烯石蜡与PVC树脂的相容性好，又纳米二氧化硅呈空间网状结构时，有助于聚乙烯石蜡与纳米二氧化硅结合并有效分散到PVC树脂中，使得PVC树脂的亚光程度一致，同时在S2中将消光剂加入时，消光剂中的聚乙烯石蜡能够有效防止S2中的原料沉降，从而使得消光剂与PVC树脂、其他原料充分混合。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、过氧化二异丙苯与氧化镁、乙烯基三乙氧基硅烷的配合使用，改善PVC树脂的硫化性能，削弱PVC树脂分子链间的作用力，从而有助于消光剂分散到PVC树脂中，提高PVC树脂的亚光性能；

2、聚乙烯石蜡和纳米二氧化硅的配合使用，既能提高PVC树脂的亚光性能，同时还能提高PVC树脂的耐老化性能，聚乙烯石蜡和纳米二氧化硅配合使用后，有助于聚乙烯石蜡扩散到PVC树脂内，提高PVC树脂亚光度的均匀性。

具体实施方式

实施例1

一种亚光聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按重量份数称取消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯40份、过氧化二异丙苯1.5份、氧化镁1.2份、聚乙二醇10份、纳米钙20份、钙锌稳定剂1份、内润滑剂0.1份、着色剂0.1份、乙烯基三乙氧基硅烷1.1份，加入聚合釜内，在温度为40℃-75℃反应15-20分钟，其中内润滑剂采用油酸酰胺，着色剂采用炭黑；

S2：等S1中的原料在聚合釜内反应15-20分钟后，加入消光剂消光剂0.5份搅拌20-40秒后冷却到室温，其中消光剂采用聚乙烯石蜡1.2份和纳米二氧化硅1.5份；

S3：将S2中冷却后的原料经离心、干燥后得到亚光聚氯乙烯材料。

实施例2

一种亚光聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按重量份数称取消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯50份、过氧化二异丙苯2.0份、过氧化二异丙苯2.0份、氧化镁1.6份、聚乙二醇13份、纳米钙30份、钙锌稳定剂5份、内润滑剂0.5份、着色剂0.2份、乙烯基三乙氧基硅烷1.3份，加入聚合釜内，在温度为40℃-75℃反应15-20分钟，其中内润滑剂采用油酸酰胺，着色剂采用炭黑；

S2：等S1中的原料在聚合釜内反应15-20分钟后，加入消光剂消光剂1份搅拌20-40秒后冷却到室温，其中消光剂采用聚乙烯石蜡1.6份和纳米二氧化硅1.9份；

S3：将S2中冷却后的原料经离心、干燥后得到亚光聚氯乙烯材料。

实施例3

一种亚光聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按重量份数称取消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯60份、过氧化二异丙苯2.5份、氧化镁2.0份、聚乙二醇16份、纳米钙40份、钙锌稳定剂9份、内润滑剂1份、着色剂0.3份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5份，加入聚合釜内，在温度为40℃-75℃反应15-20分钟，其中内润滑剂采用油酸酰胺，着色剂采用炭黑；

S2：等S1中的原料在聚合釜内反应15-20分钟后，加入消光剂消光剂1.5份搅拌20-40秒后冷却到室温，其中消光剂采用聚乙烯石蜡2.0份和纳米二氧化硅2.3份；

S3：将S2中冷却后的原料经离心、干燥后得到亚光聚氯乙烯材料。

对比例1

与实施例2的不同之处在于，原料中不包含乙烯基三乙氧基硅烷。

对比例2

与实施例2的不同之处在于，消光剂只采用聚乙烯石蜡。

对比例3

与实施例2的不同之处在于，消光剂只采用纳米二氧化硅。

对本发明实施例1-3和对比例1-3制得的高弹性聚氯乙烯线缆料进行检测，检测依据GB8815-88，按照GB2951.11-2008的规定，进行老化试验，实现条件为120℃×160h;检测结果如表1所示。

表1亚光聚氯乙烯材料检测结果

测试项目	标准值	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
								热变形温度（℃）	≥50.0	135.2	140.4	136.1	110.2	116.4	124.8
拉伸强度（MPa）	≥15.0	24.5	26.2	23.8	20.2	19.8	20.4
								断裂伸长率（%）	≥150	341.6	368.7	338.2	320.1	318.2	321.5
老化后断裂伸长率（%）	-	295.8	330.5	302.8	200.4	198.2	180.9
								镜面光泽%	-	25	21	28	38	40	34
鱼眼（个/400cm<sup>2</sup>）	-	7	4	8	17	14	13

从表1可得出，实施例2中的热变形温度、拉伸强度和断裂伸长率均高于实施例1和实施例3中的热变形温度、拉伸强度和断裂伸长率，实施例2中的镜面光泽占比和鱼眼个数均小于实施例1和实施例3中的镜面光泽占比和鱼眼个数，说明实施例2中的配方生产出的亚光聚氯乙烯材料不仅可以降低PVC树脂的亚光度，同时制得的聚氯乙烯材料的机械强度、耐老化性以及柔软度均比较好，并符合国家标准。

对比例1-3和实施例2对比可得，实施例2中的各项参数均优于对比例1-3中的各项参数，说明当原料中缺少乙烯基三乙氧基硅烷、纳米二氧化硅和聚乙烯石蜡时，材料的各项性能均降低，对比例1-3比较可得，当对比例1中缺少乙烯基三乙氧基硅烷，对比例1的热变形温度、镜面光泽和鱼眼个数均比对比例2和对比例3中的热变形温度、镜面光泽和鱼眼个数的性能差，说明当乙烯基三乙氧基硅烷时，过氧化二异丙苯与PVC树脂的结合强度差，导致PVC树脂分子链间作用力大，PVC树脂与其他原料的结合强度差，导致PVC树脂的亚光度差，机械强度和耐老化性能均降低。对比例2和对比例3比较可得，当原料中缺少纳米二氧化硅或聚乙烯石蜡时，PVC树脂的各项性能相比于实施例2均下降，说明聚乙烯石蜡和纳米二氧化硅是相辅相成的，纳米二氧化硅的存在有助于聚乙烯石蜡的扩散，增加聚乙烯石蜡与PVC树脂间的接触面积，从而有助于消光剂在PVC树脂里扩散均匀，提高PVC树脂的亚光度以及PVC树脂的耐老化性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯40-60份、过氧化二异丙苯1.5-2.5份、氧化镁1.2-2.0份、聚乙二醇10-16份、纳米钙20-40份、消光剂0.5-1.5份、钙锌稳定剂1-9份、内润滑剂0.1-1份、着色剂0.1-0.3份。

2.根据权利要求1所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括消光PVC树脂100份、对苯二甲酸二辛酯50份、过氧化二异丙苯2.0份、氧化镁1.6份、聚乙二醇13份、纳米钙30份、消光剂1份、钙锌稳定剂5份、内润滑剂0.5份、着色剂0.2份。

3.根据权利要求1所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，原料还包括乙烯基三乙氧基硅烷1.1-1.5份。

4.根据权利要求3所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，原料还包括乙烯基三乙氧基硅烷1.3份。

5.根据权利要求1所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，消光剂采用聚乙烯石蜡1.2-2.0份和纳米二氧化硅1.5-2.3份。

6.根据权利要求5所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：按重量份数计，消光剂采用聚乙烯石蜡1.6份和纳米二氧化硅1.9份。

7.根据权利要求1所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：其中内润滑剂采用油酸酰胺。

8.根据权利要求1所述的一种亚光聚氯乙烯材料，其特征在于：其中着色剂采用炭黑。

9.一种由权利要求1-8任一所述的一种亚光聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按重量份数称取消光PVC树脂、对苯二甲酸二辛酯、过氧化二异丙苯、氧化镁、纳米钙、钙锌稳定剂、着色剂、聚乙二醇、乙烯基三乙氧基硅烷和内润滑剂加入聚合釜内，在温度为40℃-75℃反应15-20分钟；

S2：等S1中的原料在聚合釜内反应15-20分钟后，加入消光剂搅拌20-40秒后冷却到室温；

S3：将S2中冷却后的原料经离心、干燥后得到亚光聚氯乙烯材料。