CN111925603A - 一种交联聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种交联聚氯乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交联聚氯乙烯材料及其制备方法。该交联PVC材料是由以下重量份数的原料组成：PVC100份，交联剂1～3份，吸酸剂5～20份，稳定剂2～5份，增塑剂5～45份，润滑剂0.2～1.5份。制备方法为将各物料放入高速搅拌机中进行高速搅拌10～15min使其混合均匀，将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，出片后置于平板硫化机中硫化成型，然后转入平板冷压机中定型，最后按需裁剪。本发明中通过使用新型交联剂，可以加快交联速率，提高交联度，在较短的时间内达到较高的交联密度，节省时间，提高效率。所得材料力学性能优异，耐热性能提升明显，能在较高温度下满足各项材料的使用要求。

Description

一种交联聚氯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯(PVC)的加工与应用领域，具体涉及一种交联PVC材料及其制备方法。
背景技术
PVC是目前世界上产量最大的热塑性塑料之一，由于其性能优异，价格低廉，广泛应用于管材、板材、薄膜、绝缘材料等方面。但是，由于PVC的微卡软化温度较低，耐热变形性能差，限制了其应用范围，为了进一步拓展PVC在工程材料的应用领域，人们采用了多种方法对其进行改性，PVC的交联就是其中的重要的方法之一。
本发明提供了一种制备高交联度PVC材料的方法。采用模压成型的方法，将PVC和交联剂及其它助剂混合均匀，在混炼设备上塑化，之后在模具中进行交联、定型、冷却，最后裁切至所需尺寸，制得高交联度PVC材料。本发明PVC材料交联度高，力学性能优异，耐热变形性能提升幅度较大。
本发明要解决的问题
目前，市场上的PVC材料耐热性能较差，无法满足在较高温度下的使用要求，这导致PVC的应用范围受到了限制。交联可以改进PVC的耐热性能，却因为目前缺乏好的配方和工艺导致交联度不高，性能改善不明显而没有大范围使用。因此，如果能找到一种加工方法简单，交联迅速，交联度高的制备方法，就能极大的拓宽PVC的适用范围。本发明提供了一种高交联度PVC材料及其制备方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是针对PVC材料耐热性能较差的问题，提供了一种高交联度PVC材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高交联度PVC材料，是由以下重量份数的原料组成：
PVC100份，交联剂1～3份，吸酸剂5～20份，稳定剂2～5份，增塑剂5～45份，润滑剂0.2～1.5份。
根据本发明，优选地，所述PVC树脂聚合度为800～1000。聚合度增加，树脂的基本性能变好，但是塑化时间随之延长，熔融因数变大，加工性能变差，聚合度为800～1000的PVC树脂，基本性能优良，加工性能好。
根据本发明，优选地，所述交联剂为三唑二巯基铵盐(FSH)、2-正丁胺-4，6-二巯基均三嗪(DB)的至少一种。所用交联剂一个分子中含有多个巯基基团，可以分别取代PVC大分子上的氯原子，使两条PVC大分子连接在一起，进而形成三维网络结构，最终交联。
根据本发明，优选地，所述稳定剂为钙锌稳定剂、硬脂酸铅、稀土稳定剂中的至少一种。稳定剂能够防止PVC树脂分子链中脱出氯化氢，或者阻止这一反应，终止分解作用，提高PVC树脂的分解温度。
根据本发明，优选地，所述吸酸剂为氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化钡中的至少一种。吸酸剂能够快速与取代反应生成的氯化氢进行反应，生成水和金属氯化物，起到吸收氯化氢的作用，防止PVC的进一步老化分解。
根据本发明，优选地，所述增塑剂环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。增塑剂是PVC制品的重要配方组分，对PVC制品影响很大，能够有效改善PVC制品的加工性能，本发明所选增塑剂为无毒增塑剂，有利于改善操作人员的工作环境。
根据本发明，优选地，所述润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡中的至少一种。润滑剂能够促进PVC树脂的塑化。
本发明所述的交联PVC的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)按配方称取各类原料放入高速搅拌机中进行高速搅拌使其混合均匀，时间为10～15min，制得混合料。
(2)将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，前辊温度150℃～165℃，后辊温度155℃～170℃，塑炼时间3～5min，然后出片。
(3)平板硫化机的温度设定为170℃～190℃，预热时间1min，压力为15MPa，保压2～5min，
(4)转入平板冷压机中定型3～5min，最后卸模。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中通过使用新型交联剂，可以加快交联速率，提高交联度，在较短的时间内达到较高的交联密度，节省时间，提高效率。
(2)本发明中制得的PVC材料具有较高的交联度，力学性能优异，耐热性能提升明显，能在较高温度下满足各项材料的使用要求。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例提出一种交联PVC材料，其原料配方重量组分如下：
Figure BSA0000183122210000031
所述PVC树脂聚合度为1000。所述交联剂为三唑二巯基铵盐(FSH)。所述吸酸剂为氧化镁。所述稳定剂为钙锌稳定剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述润滑剂为硬脂酸。
本实施例所述的交联PVC材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)按配方称取各类原料放入高速搅拌机中进行高速搅拌使其混合均匀，时间为10min，制得混合料。
(2)将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，前辊温度150℃，后辊温度155℃，塑炼时间3min，然后出片。
(3)平板硫化机的温度设定为180℃，预热时间1min，压力为15MPa，保压2min，
(4)转入平板冷压机中定型，最后卸模。
性能测试结果：其凝胶率为89％，与未交联制品相比，维卡软化点温度提高了32％，其缺口冲击强度提高了26％，拉伸强度提高了11％。
实施例2
本实施例提出一种交联PVC材料，其原料配方重量组分如下：
Figure BSA0000183122210000032
Figure BSA0000183122210000041
所述PVC树脂聚合度为800。所述交联剂为2-正丁胺-4，6-二巯基均三嗪(DB)。所述吸酸剂为氧化钡。所述稳定剂为硬脂酸铅。所述增塑剂为环氧大豆油。所述润滑剂为石蜡。
本实施例所述的交联PVC材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)按配方称取各项原料放入高速搅拌机中进行高速搅拌使其混合均匀，时间为15min，制得混合料。
(2)将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，前辊温度155℃，后辊温度160℃，塑炼时间3min，然后出片。
(3)平板硫化机的温度设定为185℃，预热时间1min，压力为15MPa，保压4min，
(4)转入平板冷压机中定型，最后卸模。
性能测试结果：其凝胶率为69％，与未交联制品相比，维卡软化点温度提高了22％，其缺口冲击强度提高了16％，拉伸强度提高了8％。
实施例3
本实施例提出一种交联PVC材料，其原料配方重量组分如下：
Figure BSA0000183122210000042
所述PVC树脂聚合度为1000。所述交联剂为三唑二巯基铵盐(FSH)。所述吸酸剂为氧化镁。所述稳定剂为稀土稳定剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述润滑剂为硬脂酸。
本实施例所述的交联PVC材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)按配方称取各项原料放入高速搅拌机中进行高速搅拌使其混合均匀，时间为12min，制得混合料。
(2)将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，前辊温度160℃，后辊温度165℃，塑炼时间3min，然后出片。
(3)平板硫化机的温度设定为180℃，预热时间1min，压力为15MPa，保压2min，
(4)转入平板冷压机中定型，最后卸模。
性能测试结果：其凝胶率为86％，与未交联制品相比，维卡软化点温度提高了36.8％，其缺口冲击强度提高了6％，拉伸强度提高了7％。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种交联聚氯乙烯材料及其制备方法，其特征在于，该交联PVC材料包括以重量份计的以下组分：
Figure FSA0000183122200000011
2.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，PVC树脂聚合度为800～1000。
3.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，交联剂为三唑二巯基铵盐(FSH)、2-正丁胺-4，6-二巯基均三嗪(DB)的至少一种。
4.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，稳定剂为钙锌稳定剂、硬脂酸铅、稀土稳定剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，吸酸剂为氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化钡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，增塑剂环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的交联PVC材料，其中，润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡中的至少一种。
8.权利要求1-7中任意一项所述的交联PVC材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
放入高速搅拌机中进行高速搅拌使其混合均匀，时间为10～15min，制得混合料。将混合料在双辊炼塑机中熔融共混，前辊温度150℃～165℃，后辊温度155℃～170℃，塑炼时间3min，然后出片。平板硫化机的温度设定为170℃～190℃，预热时间1min，压力为15MPa，保压2～5min，然后转入平板冷压机中定型，最后卸模。
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