CN110229442A - 一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其包括,称取聚氯乙烯树脂、活性碳酸钙、植物纤维、硬质酸钙、硫酸钡、石蜡、碳酸氢钠、月桂酸锌、纳米二氧化钛、有机金属盐、贝壳粉、碳纳米管、滑石粉和稳定剂;搅拌加热;挤出后冷却,真空下冷却;牵引,即得有机金属盐高聚物复合材料,其中,所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物。该方法可以显著降低PVC复合材料加工温度(20~50℃),增加材料的韧性以及强度,缓解传统复合材料的渗出问题,延长复合材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法。
背景技术
随着全球资源日趋紧张,人们的环保意识日渐高涨,人们对生产以及生活中对产品提出了更高的要求。现有的PVC复合材料在使用的过程中因为含有一些酯类的增塑剂,用来提高复合材料的柔韧性,降低熔融的温度,使其更易加工,但是这些传统增塑剂通常都会存在一些问题。其中最严重的就是增塑剂的渗出,增塑剂渗出后一方面材料会变硬、变脆,甚至断裂,进而缩短使用寿命。另一方面,渗出还会对水环境有很大的影响。因此寻找一些更加稳定不易渗出的材料来代替传统增塑剂是很有必要的。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷,提出了本发明。
因此,作为本发明其中一个方面,本发明克服现有技术中存在的不足,提供一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,以解决PVC复合材料渗出的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其包括,称取聚氯乙烯树脂、活性碳酸钙、植物纤维、硬质酸钙、硫酸钡、石蜡、碳酸氢钠、月桂酸锌、纳米二氧化钛、有机金属盐、贝壳粉、碳纳米管、滑石粉和稳定剂;搅拌加热;挤出后冷却,真空下冷却;牵引,即得有机金属盐高聚物复合材料。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法的优选方案,其中:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种;所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800~1300。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法的优选方案,其中:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种,按质量百分比计,其中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%;所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000~1300。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法的优选方案,其中:按质量份数计,所述聚氯乙烯树脂为50~70份、所述活性碳酸钙为16~30份、所述植物纤维为2~6份、所述硬质酸钙为4~14份、所述硫酸钡为2~8份、所述石蜡为12~18份、所述碳酸氢钠为1~3份、所述月桂酸锌为2~6份、所述纳米二氧化钛为4~8份、所述有机金属盐为10~50份、所述为贝壳粉4~8份、所述为碳纳米管2~4份、所述为滑石粉3~5份和所述为稳定剂2~4份。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法的优选方案,其中:所述搅拌加热,其为在100~120℃、400~500r/min下搅拌1~2h,再在30~40℃、80~120r/min下搅拌30~50min;所述挤出后冷却,其挤出参数设定为一区110~120℃、二区125~135℃、三区140~150℃、四区165~175℃、合流芯105~110℃,其冷却为水冷;所述真空下冷却,其为在-10~-15℃下冷却。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法的优选方案,其中:所述搅拌加热,其为在101℃、450r/min下搅拌1.1h,再在31℃、80r/min下搅拌40min;所述挤出后冷却,其挤出参数设定为一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃、合流芯105-110℃,其冷却为水冷;所述真空下冷却,其为在-11℃下冷却。
作为本发明的另一个方面,本发明提供了一种利用权利要求1~6任一所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法制备的有机金属盐高聚物复合材料,其包括:包括聚氯乙烯树脂、活性碳酸钙、植物纤维、硬质酸钙、硫酸钡、石蜡、碳酸氢钠、月桂酸锌、纳米二氧化钛、有机金属盐、贝壳粉、碳纳米管、滑石粉和稳定剂;按质量份数计,所述聚氯乙烯树脂为50~70份、所述活性碳酸钙为16~30份、所述植物纤维为2~6份、所述硬质酸钙为4~14份、所述硫酸钡为2~8份、所述石蜡为12~18份、所述碳酸氢钠为1~3份、所述月桂酸锌为2~6份、所述纳米二氧化钛为4~8份、所述有机金属盐为10~50份、所述为贝壳粉4~8份、所述为碳纳米管2~4份、所述为滑石粉3~5份和所述为稳定剂2~4份。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的优选方案,其中:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种;所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800~1300。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的优选方案,其中:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种,按质量百分比计,其中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%;所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000~1300。
作为本发明所述的有机金属盐高聚物复合材料的优选方案,其中:渗出率为0.3%~15%。
本发明的有益效果:
(1)本发明添加有机金属盐使复合材料制备方法简单,生产成本低,分散速度快,生产效率高,制备过程中无污染、无废料,该种复合材料在废旧弃之后,可简单加工循环利用,符合绿色环保的要求;降低了对木材、钢材的利用,节省了生态资源,保护环境;
(2)有机金属盐加入复合材料中可以显著降低加工温度(20~50℃),能耗减少。代替传统增塑剂,增加材料的韧性以及强度,缓解传统复合材料的渗出问题,延长复合材料的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为800~1300,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙23份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例2:
称取聚氯乙烯树脂50份(聚合度为1300,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙16份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙6份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐10份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至110℃,速度控制在400r/min,混合1.5h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至105r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-10℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例3:
称取聚氯乙烯树脂65份(聚合度为1100,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙24份、植物纤维3份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙10份、硫酸钡3份、石蜡14份、碳酸氢钠2份、月桂酸锌3份、纳米二氧化钛6份(粒径为60~80nm)、有机金属盐40份、贝壳粉5份、碳纳米管3份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3.5份和稳定剂2.5份(液体钡锌复合稳定剂);其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至120℃,速度控制在500r/min,混合2h;分散完成后,然后将温度降至40℃,速度调至120r/min、混合50min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-15℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。。
实施例4:
称取聚氯乙烯树脂70份(聚合度为1200,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙30份、植物纤维6份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙12份、硫酸钡8份、石蜡18份、碳酸氢钠3份、月桂酸锌6份、纳米二氧化钛8份(粒径为60~80nm)、有机金属盐50份、贝壳粉8份、碳纳米管4份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉5份和稳定剂4份(液体钙锌复合稳定剂);其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至90℃,速度控制在450r/min,混合2h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至120r/min、混合35min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-13℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例5:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为1300,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙23份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至110℃,速度控制在400r/min,混合1.5h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至105r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-10℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例6:
称取聚氯乙烯树脂65份(聚合度为1100,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙24份、植物纤维3份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙10份、硫酸钡3份、石蜡14份、碳酸氢钠2份、月桂酸锌3份、纳米二氧化钛6份(粒径为60~80nm)、有机金属盐40份、贝壳粉5份、碳纳米管3份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3.5份和稳定剂2.5份(液体钡锌复合稳定剂);其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至120℃,速度控制在500r/min,混合2h;分散完成后,然后将温度降至40℃,速度调至120r/min、混合50min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-15℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例7:
称取聚氯乙烯树脂70份(聚合度为1300,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙30份、植物纤维6份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙12份、硫酸钡8份、石蜡18份、碳酸氢钠3份、月桂酸锌6份、纳米二氧化钛8份(粒径为60~80nm)、有机金属盐50份、贝壳粉8份、碳纳米管4份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉5份和稳定剂4份(液体钡锌复合稳定剂);其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至90℃,速度控制在450r/min,混合2h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至120r/min、混合35min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-13℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例8:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为1000,密度为1.38g/cm3)、碳酸钙23份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例9:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为1000,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙23份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例10:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为900,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙23份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂),其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例11:
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为800,密度为1.38g/cm3)、活性碳酸钙20份、植物纤维2份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙9份、硫酸钡2份、石蜡12份、碳酸氢钠1份、月桂酸锌2份、纳米二氧化钛4份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉4份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份;其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至90℃,速度控制在450r/min,混合2h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至120r/min、混合35min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-13℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例12
称取聚氯乙烯树脂60份(聚合度为1200,密度1.38g/cm3)、活性碳酸钙25份、植物纤维3.5份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙10份、硫酸钡2份、石蜡14份、碳酸氢钠2份、月桂酸锌3份、纳米二氧化钛3份(粒径为60~80nm)、有机金属盐30份、贝壳粉3份、碳纳米管3份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂3份,其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
实施例13
聚氯乙烯树脂为60份(聚合度为1200,密度1.38g/cm3)、活性碳酸钙为23份、植物纤维为4份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙为9份、硫酸钡为5份、石蜡为15份、碳酸氢钠为1.5份、月桂酸锌为4份、纳米二氧化钛为6份(粒径为60~80nm)、有机金属盐为30份、贝壳粉6份、碳纳米管3份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉4份和稳定剂3份,其中,有机金属盐(购买自江苏爱特恩高分子材料有限公司,成型剂,型号为WY-68)为苯甲酸金属盐,其结构式如下:
其中,n=1、2和3,M为铜、铁、锌、镁、钙等阳离子;按质量百分比计,有机金属盐中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%。
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
对照例1:
称取聚氯乙烯树脂58份(聚合度为1400,密度1.38g/cm3)、活性碳酸钙17份、植物纤维3份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙6份、硫酸钡3份、石蜡13份、碳酸氢钠1.5份、月桂酸锌2.5份、纳米二氧化钛3份(粒径为60~80nm)、贝壳粉5份、碳纳米管2份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉3份和稳定剂2份(液体钡锌复合稳定剂);
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至101℃,速度控制在450r/min,混合1.1h;分散完成后,然后将温度降至31℃,速度调至80r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-11℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
对照例2:
称取聚氯乙烯树脂74份(聚合度为1100,密度1.38g/cm3)、活性碳酸钙32份、植物纤维6.5份(蔗渣、棉杆及农作物秸杆混合物)、硬质酸钙14份、硫酸钡8份、石蜡18份、碳酸氢钠2份、月桂酸锌4份、纳米二氧化钛6份(粒径为60~80nm)、增塑剂12份、贝壳粉6份、碳纳米管6份(在20℃时密度2.1g/cm3)、滑石粉5份和稳定剂4份(液体钡锌复合稳定剂);
将上述原料加入到高速混合机,将温度升高至110℃,速度控制在400r/min,混合1.5h;分散完成后,然后将温度降至35℃,速度调至105r/min、混合40min得到混合物;
所得的混合物通过双螺杆塑料挤出定型,水冷却后得到型材,双螺杆挤出机的设置为:一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃,合流芯105-110℃;
将型材送入-15℃,真空环境下冷却后,牵引,得到成品。
对实施例1~13及对比例1~2制备的PVC成品进行性能检测,结果如下:
注:渗出率测试条件:在干燥的情况和50~60℃下测试2周后渗出质量占复合材料原来总质量;加工温度是注射过程中机筒的温度。
分析以上试验数据发现,本发明有机金属盐的加入,可能是改变了与PVC发生反应的反应位点,改善了原料中各物质的配合关系,与对照组相比,拉伸强度和断裂伸长率更高,渗出率明显降低,因此可以判断该型复合材料不仅在加工时具有更低的加工温度,而且具有更好的韧性,不容易断裂。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:包括,
称取聚氯乙烯树脂、活性碳酸钙、植物纤维、硬质酸钙、硫酸钡、石蜡、碳酸氢钠、月桂酸锌、纳米二氧化钛、有机金属盐、贝壳粉、碳纳米管、滑石粉和稳定剂;
搅拌加热;
挤出后冷却,真空下冷却;
牵引,即得有机金属盐高聚物复合材料。
2.如权利要求1所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种;
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800~1300。
3.如权利要求2所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种,按质量百分比计,其中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%;
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000~1300。
4.如权利要求1或2所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:按质量份数计,所述聚氯乙烯树脂为50~70份、所述活性碳酸钙为16~30份、所述植物纤维为2~6份、所述硬质酸钙为4~14份、所述硫酸钡为2~8份、所述石蜡为12~18份、所述碳酸氢钠为1~3份、所述月桂酸锌为2~6份、所述纳米二氧化钛为4~8份、所述有机金属盐为10~50份、所述为贝壳粉4~8份、所述为碳纳米管2~4份、所述为滑石粉3~5份和所述为稳定剂2~4份。
5.如权利要求1~4任一所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:所述搅拌加热,其为在100~120℃、400~500r/min下搅拌1~2h,再在30~40℃、80~120r/min下搅拌30~50min;所述挤出后冷却,其挤出参数设定为一区110~120℃、二区125~135℃、三区140~150℃、四区165~175℃、合流芯105~110℃,其冷却为水冷;所述真空下冷却,其为在-10~-15℃下冷却。
6.如权利要求1~4任一所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法,其特征在于:所述搅拌加热,其为在101℃、450r/min下搅拌1.1h,再在31℃、80r/min下搅拌40min;所述挤出后冷却,其挤出参数设定为一区110-120℃、二区125-135℃、三区140-150℃、四区165-175℃、合流芯105-110℃,其冷却为水冷;所述真空下冷却,其为在-11℃下冷却。
7.一种利用权利要求1~6任一所述的有机金属盐高聚物复合材料的制备方法制备的有机金属盐高聚物复合材料,其特征在于:包括聚氯乙烯树脂、活性碳酸钙、植物纤维、硬质酸钙、硫酸钡、石蜡、碳酸氢钠、月桂酸锌、纳米二氧化钛、有机金属盐、贝壳粉、碳纳米管、滑石粉和稳定剂;
按质量份数计,所述聚氯乙烯树脂为50~70份、所述活性碳酸钙为16~30份、所述植物纤维为2~6份、所述硬质酸钙为4~14份、所述硫酸钡为2~8份、所述石蜡为12~18份、所述碳酸氢钠为1~3份、所述月桂酸锌为2~6份、所述纳米二氧化钛为4~8份、所述有机金属盐为10~50份、所述为贝壳粉4~8份、所述为碳纳米管2~4份、所述为滑石粉3~5份和所述为稳定剂2~4份。
8.如权利要求7所述的有机金属盐高聚物复合材料,其特征在于:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种;
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800~1300。
9.如权利要求7所述的有机金属盐高聚物复合材料,其特征在于:所述有机金属盐为苯甲酸金属盐混合物,结构式见下图,
其中,n包括1、2或3的一种或几种,M包括铜、铁、锌、镁、钙阳离子的一种或几种,按质量百分比计,其中苯甲酸金属盐的含量为70%~80%,二苯甲酸金属盐的含量为剩余的60%~70%;
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1000~1300。
10.如权利要求7~9任一所述的有机金属盐高聚物复合材料,其特征在于:渗出率为0.3%~15%。
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