CN110283406B - 一种免辐照耐高温pvc材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种免辐照耐高温PVC材料及其制备方法。该材料包括以下组分：PVC树脂粉、改性水滑石、热稳定剂、增塑剂、加工软化助剂、改性助剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂。采用对苯二甲酸根置换处理的改性水滑石，在层间引入的基团可以抑制粒子间的团聚，进而改善了水滑石在基体材料中的分散性。苯基团的引入可以改善水滑石与基体材料的相容性。

Description

一种免辐照耐高温PVC材料
技术领域
本发明总体涉及汽车材料领域，并且更具体地涉及一种免辐照耐高温PVC材料。
背景技术
现在市面上耐温125℃的汽车线绝缘料以辐照交联为主，但是辐照设备投资大，辐照时产生大量的废水对环境污染大，同时废水处理成本太高，辐照时射线存在对操作人员的身体伤害，同时在辐照交联过程中材料容易开裂。另外还采用添加热稳定剂的方式来改善PVC材料的高温稳定性，但仍存在进一步改善PVC材料高温稳定性的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种免辐照耐高温PVC材料。该材料使用改性水滑石，不仅提高了水滑石在基体材料中的分散性，还改善了其与基体材料的相容性，进而显著提高了PVC材料的高温热稳定性。
根据本发明的一方面，提供一种免辐照耐高温PVC材料，该材料包括以下组分：PVC树脂粉、改性水滑石、热稳定剂、增塑剂、加工软化助剂、改性助剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂。
根据本发明的一个实施例，各组分的配比为：PVC树脂粉90-110重量份、改性水滑石12-15重量份、热稳定剂8-16重量份、增塑剂40-60重量份、加工软化助剂1-2重量份、改性助剂4-8重量份、阻燃剂2-4重量份、抗氧剂0.5-1重量份、紫外线吸收剂0.5-1重量份。
根据本发明的一个实施例，改性水滑石是采用对苯二甲酸根对水滑石中的部分阴离子置换处理获得。具体通过以下方法制备：
纳米水滑石材料分散：取适量的纳米水滑石，例如MgAl-CO3型、ZnMgAl-CO3型以及与含有稀土元素的类似LDH材料，将其放入适量乙二醇中，调节pH值至酸性，在5左右，超声搅拌制成悬浊液待用；
称取定量的对苯二甲酸溶于乙二醇中，将分散好的水滑石悬浊液加入溶有对苯二甲酸的乙二醇中，升温至100-150℃左右，搅拌，使两者反应30分钟，离心获得粉体，洗涤至中性，干燥获得改性纳米水滑石粉。
根据本发明的一个实施例，增塑剂包括甘油酯、聚己二酸酯、己二酸双酯、壬二酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，热稳定剂是钙锌热稳定剂、硬脂酸锌中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，加工软化助剂为ACR401加工软化助剂。
根据本发明的一个实施例，抗氧剂包括1076抗氧剂或亚磷酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，改性助剂为NR188。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制备上述免辐照耐高温PVC材料的方法，该方法包括下列步骤：
按配比称取PVC树脂粉、改性水滑石、热稳定剂、增塑剂、加工软化助剂、改性助剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂；
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到第一预定温度时排料至冷混机进行冷却；
当混合料在冷混机中温度下降到第二预定温度时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料；
将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切。
根据本发明的一个实施例，第一预定温度为110℃-130℃，第二预定温度为40℃-60℃，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为173℃-185℃，塑化区为175℃-185℃，机头温度为180℃-190℃，水冷的温度为10℃-30℃。
本发明所公开的免辐照耐高温PVC材料和方法可以获得以下多种有益效果：
(1)采用对苯二甲酸根置换处理的改性水滑石，在层间引入的基团可以抑制粒子间的团聚，进而改善了水滑石在基体材料中的分散性；
(2)苯基团的引入可以改善水滑石与基体材料的相容性；
(3)水滑石中的部分CO3 2+被置换，但仍有一部分被保留以保持其吸收HCl的能力；
(4)当将改性水滑石与硬脂酸锌复配使用时，两者协同，取得了比使用双份量的单一组分物质更好的热稳定性改善作用，尤其是改善长期热稳定性方面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
制备改性纳米水滑石材料。
步骤1，纳米水滑石材料分散：取0.5g的ZnMgAl-CO3型纳米水滑石，将其放入80ml乙二醇中，调节pH值至酸性，升温至60℃，超声搅拌2h制成悬浊液待用；
按酸和水滑石的质量比为2:1称取对苯二甲酸溶于150ml的乙二醇中，将分散好的水滑石悬浊液加入溶有对苯二甲酸的乙二醇中，升温至100-150℃左右，搅拌，使两者反应30分钟，离心获得粉体，洗涤至中性，80℃干燥获得改性纳米水滑石粉。
实施例2
首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉90重量份、改性水滑石12重量份、钙锌热稳定剂8重量份、甘油酯40重量份、ACR401加工软化助剂1重量份、NR188改性助剂4重量份、三氧化二锑2重量份、1076抗氧剂0.5重量份、UV531紫外线吸收剂0.5重量份。
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到110℃时排料至冷混机进行冷却。
当混合料在冷混机中温度下降到40℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料。
将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为173℃，塑化区为175℃，机头温度为180℃，水冷的温度为10℃。
实施例3
首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉90重量份、改性水滑石13重量份、硬脂酸锌热稳定剂10重量份、聚己二酸酯45重量份、ACR401加工软化助剂1.5重量份、NR188改性助剂5重量份、三氧化二锑3重量份、1076抗氧剂0.7重量份、UV531紫外线吸收剂0.7重量份。
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到120℃时排料至冷混机进行冷却。
当混合料在冷混机中温度下降到50℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料。
将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为178℃，塑化区为180℃，机头温度为183℃，水冷的温度为15℃。
实施例4
首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉100重量份、改性水滑石14重量份、硬脂酸锌稳定剂14重量份、己二酸双酯55重量份、ACR401加工软化助剂1.8重量份、NR188改性助剂6重量份、三氧化二锑3重量份、1076抗氧剂0.8重量份、UV531紫外线吸收剂0.8重量份。
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到120℃时排料至冷混机进行冷却。
当混合料在冷混机中温度下降到55℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料。
将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为183℃，塑化区为185℃，机头温度为185℃，水冷的温度为20℃。
实施例5
首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉110重量份、改性水滑石15重量份、硬脂酸锌热稳定剂16重量份、壬二酸酯60重量份、ACR401加工软化助剂2重量份、NR188改性助剂8重量份、三氧化二锑4重量份、1076抗氧剂1重量份、UV531紫外线吸收剂1重量份。
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到130℃时排料至冷混机进行冷却。
当混合料在冷混机中温度下降到60℃时，将原料放入挤出喂料机挤出喂料。
将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为185℃，塑化区为185℃，机头温度为190℃，水冷的温度为30℃。
上述实施例的性能测试结果如下：
Figure BDA0002137153650000051
Figure BDA0002137153650000061
由上述测试结果可以看出，按照本发明公开的组分和方法制备的PVC材料热稳定性较好，其它性能也符合要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述材料包括以下组分：PVC树脂粉、改性水滑石、热稳定剂、增塑剂、加工软化助剂、改性助剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂，所述改性水滑石是采用对苯二甲酸根对水滑石中的部分阴离子置换处理获得的，各组分的配比为：PVC树脂粉90-110重量份、改性水滑石12-15重量份、热稳定剂8-16重量份、增塑剂40-60重量份、加工软化助剂1-2重量份、改性助剂4-8重量份、阻燃剂2-4重量份、抗氧剂0.5-1重量份、紫外线吸收剂0.5-1重量份，其中具体通过以下方法制备所述改性水滑石：纳米水滑石材料分散：称取纳米水滑石，将其放入乙二醇中，调节pH值至5，超声搅拌制成悬浊液待用；称取定量的对苯二甲酸溶于乙二醇中，将分散好的水滑石悬浊液加入溶有对苯二甲酸的乙二醇中，升温至100-150℃，搅拌，使两者反应30分钟，离心获得粉体，洗涤至中性，干燥获得改性纳米水滑石粉。
2.根据权利要求1所述的免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述增塑剂选自甘油酯、聚己二酸酯、己二酸双酯、壬二酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述热稳定剂选自钙锌热稳定剂、硬脂酸锌中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述加工软化助剂为ACR401加工软化助剂。
5.根据权利要求1所述的免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述抗氧剂选自1076抗氧剂或亚磷酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的免辐照耐高温PVC材料，其特征在于，所述改性助剂为NR188。
7.一种用于制备根据权利要求1-6中任一项所述的免辐照耐高温PVC材料的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
按配比称取PVC树脂粉、改性水滑石、热稳定剂、增塑剂、加工软化助剂、改性助剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂，所述改性水滑石是采用对苯二甲酸根对水滑石中的部分阴离子置换处理获得的；
将上述所有物质加入高速螺杆捏和机内进行调整捏和，待达到第一预定温度时排料至冷混机进行冷却；
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将喂料输送至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机造粒后，进行水冷热切。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一预定温度为110℃-130℃，所述第二预定温度为40℃-60℃，双螺杆挤出机中各区的温度控制如下，进料区为173℃-185℃，塑化区为175℃-185℃，机头温度为180℃-190℃，水冷的温度为10℃-30℃。
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