CN110483914A - 一种电线用改性pvc材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电线用改性PVC材料,包括PVC基体300‑800份、ABS橡胶100‑200份、纳米二氧化硅50‑100份、纳米碳酸钙50‑100份、微晶白云母30‑50份、增塑剂2‑10份、稳定剂2‑10份、润滑剂2‑10份、可聚合碳碳双键偶联剂2‑10份,本材料通过将ABS和PVC混练,制得的材料成海‑岛结构,近连续相结构且剪切屈服兼有空穴化,最终产物耐疲劳性增加;分别通过纳米二氧化硅与PVC化学形式的改性,配合纳米碳酸钙物理形式的改性,化学形式的改性弥补了碳酸钙分散不均的问题,增加的微晶白云母经改性后,与PVC和ABS材料相容性增加,保证了分散均匀性,提高了材料的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域,尤其是涉及一种电线用改性PVC材料及其制备方法。
背景技术
现有技术及产品中,电线电缆的外皮通常是通过改性的PVC材料制成,而由于电线的用途不同,需要的性能也不相同,而在实际生产中,一些线缆在使用过程中是处于动态的,电线的抗摇摆性能要强。
而关于抗摇摆性能,通常是对材料进行改性,而现有的改性方法中,通常是在PVC材料中增加填料以增加PVC的性能,其中,较为有效的方法是加入纳米碳酸钙,为物理混合,能够增强PVC的韧性,但是由于纳米碳酸钙在PVC材料中的分散性较差,即使使用了改性材料,分散性仍一般,导致制得的产品抗摇摆性能不够稳定,总体的抗韧性。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种电线用改性PVC材料,包括PVC基体300-800份、ABS橡胶100-200份、纳米二氧化硅50-100份、纳米碳酸钙50-100份、微晶白云母30-50份、增塑剂2-10份、稳定剂2-10份、润滑剂2-10份、可聚合碳碳双键偶联剂2-10份。
优选的,所述增塑剂为磷酸酯及氧化石蜡。
优选的,所述稳定剂包括热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。
一种电线用改性PVC材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:取纳米二氧化硅并与去离子水混合,同时加入可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;
S2:取纳米碳酸钙,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、丙烯酸乙酯,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
S3:取PVC基体和ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;
S4:取微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
优选的,所述碳碳双键偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或硅烷偶联剂。
本发明提出的电线用改性PVC材料具有以下有益效果:1、通过将ABS和PVC混练,制得的材料成海-岛结构,近连续相结构且剪切屈服兼有空穴化,最终产物耐疲劳性增加;2、分别通过纳米二氧化硅与PVC化学形式的改性,配合纳米碳酸钙物理形式的改性,化学形式的改性弥补了碳酸钙分散不均的问题,3、增加的微晶白云母经改性后,与PVC和ABS材料相容性增加,保证了分散均匀性,提高了材料的力学性能。
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。
本发明提出了一种电线用改性PVC材料,包括PVC基体300-800份、ABS橡胶100-200份、纳米二氧化硅50-100份、纳米碳酸钙50-100份、微晶白云母30-50份、增塑剂2-10份、稳定剂2-10份、润滑剂2-10份、可聚合碳碳双键偶联剂2-10份,所述增塑剂为磷酸酯及氧化石蜡,所述稳定剂包括热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。并通过以下方法制备上述材料;
S1:取纳米二氧化硅并与去离子水混合,同时加入可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;该步骤是通过,通过纳米二氧化硅表面经过双键偶联剂修饰后,能够与PVC和ABS发生共聚反应,从而使得纳米二氧化硅与PVC之间形成稳定的共价键,以增加材料的耐折弯性。
S2:取纳米碳酸钙,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、丙烯酸乙酯,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;通过混合溶剂对纳米碳酸钙外部包裹后,能够使得纳米碳酸钙更润滑,在PVC中分散性提高。
S3:取PVC基体和ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;该步骤制得的改性聚乙烯制品,通过化学方法使得纳米二氧化硅成化学键的形式与PVC结合,之间的作用力增强,制得的材料强度,以及热稳定性都大大增加,同时抗摇摆强度相应增加。
S4:取微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
而为了进一步提高材料的耐摇摆强度,又增加了微晶白云母粉,为了防止微晶白云母粉与基体之间的分子间隙过大,导致强度变差,也是需要对微晶白云母粉进行改性,通过加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,使得表面润滑,能够有效分散在基体内,此处要说明的是,本方案相比现有的技术来说,是在聚合完纳米二氧化硅后再加入纳米碳酸钙和微晶白云母粉,两者的改性材料类似,在最终炼制时,两者的分散性会很高。
实施例1
S1:取纳米二氧化硅50份并与去离子水混合,同时加入2份可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;
S2:取纳米碳酸钙50份,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯10份、乳化剂15份、丙烯酸乙酯10份,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
S3:取300份PVC基体和100份ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;
S4:取30份微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
实施例2
本发明提出了一种电线用改性PVC材料,包括PVC基体300-800份、ABS橡胶100-200份、纳米二氧化硅50-100份、纳米碳酸钙50-100份、微晶白云母30-50份、增塑剂2-10份、稳定剂2-10份、润滑剂2-10份、可聚合碳碳双键偶联剂2-10份。
S1:取纳米二氧化硅80份并与去离子水混合,同时加入2份可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;
S2:取纳米碳酸钙80份,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯1份、乳化剂15份、丙烯酸乙酯10份,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
S3:取500份PVC基体和150份ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;
S4:取40份微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
实施例3
S1:取纳米二氧化硅50份并与去离子水混合,同时加入7份可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;
S2:取纳米碳酸钙100份,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯10份、乳化剂15份、丙烯酸乙酯10份,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
S3:取800份PVC基体和200份ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;
S4:取50份微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
对比例1
本实施例是在实施例1的基础上减少ABS的加入;
对比例2
取纳米碳酸钙50份,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯10份、乳化剂15份、丙烯酸乙酯10份,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
取300份PVC基体和100份ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将改性的纳米碳酸钙加入,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
对比例3
取纳米二氧化硅50份并与去离子水混合,同时加入7份可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃,取800份PVC基体和200份ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
对比例4
取50份微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;再将改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
将上述的实施例和对比例制得的PVC进行抗摇摆实验,抗摇摆实验通过摇摆试验机记录;摇摆速度为A=4次/s和B=2次/s的频率;
通过高倍显微镜记录碳纳米碳酸钙和微晶白云母的分散情况
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种电线用改性PVC材料,其特征在于,包括PVC基体300-800份、ABS橡胶100-200份、纳米二氧化硅50-100份、纳米碳酸钙50-100份、微晶白云母30-50份、增塑剂2-10份、稳定剂2-10份、润滑剂2-10份、可聚合碳碳双键偶联剂2-10份。
2.根据权利要求1所述的电线用改性PVC材料,其特征在于,所述增塑剂为磷酸酯及氧化石蜡。
3.根据权利要求1所述的电线用改性PVC材料,其特征在于,所述稳定剂包括热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。
4.一种根据权利要求1所述的电线用改性PVC材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:取纳米二氧化硅并与去离子水混合,同时加入可聚合碳碳双键偶联剂,加热搅拌30min,温度为70-80℃;
S2:取纳米碳酸钙,加入混合溶剂甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、丙烯酸乙酯,搅拌使得纳米碳酸钙外部包裹混合溶剂粒子;
S3:取PVC基体和ABS橡胶进行聚合反应,将两者混合物用分散剂均匀分散在水中,反应过程中将S1中制得的改性纳米二氧化硅加入,制得改性聚乙烯制品A;
S4:取微晶白云母粉末,去吸附水后,加入偶联剂,并通过高速搅拌机进行混合,制得改性白云母粉末;
S5:取S3中制得的改性聚乙烯制品A,再将S4中改性白云母粉末和S2中制得的被包裹的纳米碳酸钙混合,加入增塑剂、稳定剂通过双辊混炼机混炼制得改性PVC。
5.根据权利要求4所述的电线用改性PVC材料的制备方法,其特征在于,所述碳碳双键偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或硅烷偶联剂。
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