CN112980106B - 一种弱电工程用pvc改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：PVC树脂100‑130份，增塑剂50‑90份，抗冲改性剂4‑10份，热稳定剂1‑5份，润滑剂0.1‑1份，抗氧化剂15‑25份。本发明在原料中加入紫外线吸收剂和无机纳米粒子显著提高材料的抗氧化性，通过两种物质的复配可以达到协同抗氧化效果，本发明的改性剂选自甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物，但是因其含有不饱和结构的丁二烯，紫外线吸收剂捕获活性自由基，降低了改性剂甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物的不饱和结构的氧化。本发明的PVC改性材料的强度高，压缩性能和韧性强，抗氧化性能强，加工性能优良，可广泛应用弱电工程领域。
Description
技术领域
本发明属于弱电工程领域，具体涉及一种弱电工程用PVC改性材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一，它具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点。PVC为无定形结构的白色粉末，PVC树脂一种热敏性塑料支化度较小，对光和热的稳定性差，经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，氯化氢会与周围潜在的对酸活性物质发生反应，而其共轭双键成为PVC分子链内心的活性位置，被光引发成大分子游离基后，PVC就容易遭受氧化，产生变色。
MBS树脂是甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有典型的核-壳结构。由于其溶度参数与PVC相近，故两者的热力学相容性好，表现为PVC在室温或低温下具有很高的抗冲击强度。并且由于它与PVC折光指数相近，故当两者共混熔融以后，容易达到均一的折射率,因此用MBS做PVC的抗冲改性剂不会影响PVC的透明性。所以MBS是PVC制取透明制品的最佳材料。另一方面，由于其与PVC相容性好，在室温或低温下具有很高的抗冲击性，故也适用于非透明性的各种制品。据资料介绍，当PVC中加入的MBS树脂时，可使其制品的抗冲击强度提高，同时还可以改善制品的耐寒性和加工流动性。因此，MBS作为PVC抗冲改性剂得到了广泛应用。此外，它还具有良好的着色性，可用于制作盛装容器、管材、板材、室内装饰板和软质制品等。但因其含有不饱和结构的丁二烯，易受氧和紫外线的作用而老化，故耐候性差，不适用于制作室外长期使用的制品。
发明内容
为了解决上述问题本发明第一方面提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂100-130份，增塑剂50-90份，抗冲改性剂4-10份，热稳定剂1-5份，润滑剂0.1-1份，抗氧化剂15-25份。
优选的，包括如下重量份的原料：PVC树脂110-115份，增塑剂60-70份，抗冲改性剂6-8份，热稳定剂1-2份，润滑剂0.5-0.7份，抗氧化剂18-20份。
优选的，所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯。
优选的，所述抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，甲基丙烯酸甲酯单元：丁二烯单元：苯乙烯单元的含量比为(1-2)：1：1。
优选的，所述润滑剂是由液体石蜡和硬脂酸甘油酯以重量比1-2:1组成的混合物。
优选的，所述抗氧化剂包括紫外线吸收剂和无机纳米粒子。
优选的，所述紫外线吸收剂为光稳定剂744。
优选的，所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅。
优选的，所述紫外线吸收剂和无机纳米粒子的重量比为(1～3)：1。
本发明第二方面提供了所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在100-140℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得PVC改性材料。
优选的，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130-150℃、二区温度130-155℃、三区温度140-160℃、四区温度135-150℃和五区温度125-140℃。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果：本发明通过提供了一种弱电工程用PVC改性材料，本发明加入紫外线吸收剂和无机纳米粒子可以显著提高材料的抗氧化性，通过两种物质的复配可以达到协同抗氧化效果，本发明的改性剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，但是因其含有不饱和结构的丁二烯，紫外线吸收剂捕获活性自由基，降低了改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的不饱和结构的氧化。本发明的润滑剂是由液体石蜡和硬脂酸甘油酯复配得到，能降低PVC熔体与模具、机筒的摩擦。本发明的PVC改性材料的强度高，压缩性能和韧性强，抗氧化性能强，加工性能优良，综合性能优异，可广泛应用弱电工程领域。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
光稳定剂744，成分为4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，为白色结晶粉末。熔点95～98℃，分解温度280℃以上。溶于丙酮、乙醇、醋酸乙酯、甲苯，不溶于水。为受阻型光稳定剂，可有效地捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效用。耐光性为一般紫外线吸收剂的数倍。不着色，不污染，耐热加工性良好，与抗氧剂和紫外线吸收剂并用，具有优良的协同效应。
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1～100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，不溶于水。
发明人发现光稳定剂744与纳米二氧化硅可以产生化学协同效应，显著提高PVC的抗氧化性。
硬脂酸甘油酯，粉末状物，熔点85-87℃，具有优良的耐热性和流动性，可增加填充剂用量，并可促进塑化。与蜡类并用，可改善PVC-U热稳定性。一般用量为0.2-0.6PHR。
石蜡，熔点57-63℃，不含极性基团，属典型的外润滑剂。由于它熔点低，易蒸发，熔体粘度小，只能在较窄范围内起润滑作用，适用于单、双螺杆挤出机挤出，一般用量为0.1-0.8PHR。本品透明度差，易泛白。
本发明中使用的原料购自以下厂家：
光稳定剂744，武汉远成共创科技有限公司
PVC树脂，南通润丰石油化工有限公司
对苯二甲酸二辛酯，佛山今佳新材料科技有限公司
邻苯二甲酸二辛酯，佛山今佳新材料科技有限公司
甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，美国罗门哈斯EXL2690
钙锌稳定剂，山东宝利莱塑料助剂有限公司
液体石蜡，青岛捷隆化工有限公司
硬脂酸甘油酯，默克Sigma-Aldrich
实施例1
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂100份，
增塑剂对苯二甲酸二辛酯50份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物4份，
热稳定剂钙锌稳定剂1份，
润滑剂液体石蜡和硬脂酸甘油酯0.1份，
抗氧化剂光稳定剂744和纳米二氧化硅15份，所述光稳定剂744和纳米二氧化硅的重量比为1：1。
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
实施例2
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂115份，
增塑剂对苯二甲酸二辛酯70份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物8份，
热稳定剂钙锌稳定剂2份，
润滑剂液体石蜡和硬脂酸甘油酯0.7份，
抗氧化剂光稳定剂744和纳米二氧化硅20份，所述光稳定剂744和纳米二氧化硅的重量比为1：1。
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
对比例1
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂115份，
增塑剂邻苯二甲酸二辛酯70份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物8份，
热稳定剂钙锌稳定剂2份，
润滑剂液体石蜡和硬脂酸甘油酯0.7份，
抗氧化剂光稳定剂744和纳米二氧化硅20份，所述光稳定剂744和纳米二氧化硅的重量比为1：1。
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
对比例2
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂115份，
增塑剂对苯二甲酸二辛酯70份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物8份，
热稳定剂钙锌稳定剂2份，
润滑剂液体石蜡0.7份，
抗氧化剂光稳定剂744和纳米二氧化硅20份，所述光稳定剂744和纳米二氧化硅的重量比为1：1。。
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
对比例3
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂115份，
增塑剂对苯二甲酸二辛酯70份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物8份，
热稳定剂钙锌稳定剂2份，
润滑剂液体石蜡和硬脂酸甘油酯0.7份，
抗氧化剂纳米二氧化硅20份。
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，、包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
对比例4
本实施例提供了一种弱电工程用PVC改性材料，包括如下重量份的原料：
PVC树脂115份，
增塑剂对苯二甲酸二辛酯70份，
抗冲改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物8份，
热稳定剂钙锌稳定剂2份，
润滑剂液体石蜡和硬脂酸甘油酯0.7份，
所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，混合；
(2)将混合后的原料放入高速共混机中，在120℃温度下搅拌；
(3)将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度130℃、二区温度130℃、三区温度140℃、四区温度135℃和五区温度125℃，制得PVC改性材料。
性能测试
本发明实施例1～2和对比例1～3制得的PVC改性材料的性能测试如下表所示。
表1性能测试结果
将实施例1～2和对比例1～4制得的PVC改性材料放置室外，通过实验发现实施例1和2制得的PVC改性材料的变黄时间明显晚于对比例1～4的PVC改性材料变黄时间。本发明PVC改性材料强度高，压缩性能和韧性强，抗氧化性能强，加工性能优良，综合性能优异，可广泛应用弱电工程领域。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种弱电工程用PVC改性材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：
PVC 树脂100-130份，增塑剂50-90份，抗冲改性剂4-10份，热稳定剂1-5份，润滑剂0.1-1份，抗氧化剂15-25份；
所述抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，甲基丙烯酸甲酯单元：丁二烯单元：苯乙烯单元的含量比为（1-2）：1：1；
所述抗氧化剂包括紫外线吸收剂和无机纳米粒子；
所述紫外线吸收剂为光稳定剂744；
所述增塑剂为对苯二甲酸二辛酯；
所述润滑剂是由液体石蜡和硬脂酸甘油酯以重量比1-2:1组成的混合物；
所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅；
所述紫外线吸收剂和无机纳米粒子的重量比为（1~3）：1。
2.根据权利要求1所述的弱电工程用PVC改性材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：PVC 树脂110-115份，增塑剂60-70份，抗冲改性剂6-8份，热稳定剂1-2份，润滑剂 0.5-0.7份，抗氧化剂18-20份。
3.根据权利要求1所述的弱电工程用PVC改性材料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂。
4.一种根据权利要求1所述的弱电工程用PVC改性材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取原料，混合；
（2）将混合后的原料放入高速共混机中，在100-140℃温度下搅拌；
（3）将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得PVC改性材料。
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