CN113337054B - 一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 - Google Patents
一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113337054B CN113337054B CN202110731418.XA CN202110731418A CN113337054B CN 113337054 B CN113337054 B CN 113337054B CN 202110731418 A CN202110731418 A CN 202110731418A CN 113337054 B CN113337054 B CN 113337054B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- pvc
- porous polymer
- carboxyl
- foamed sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 title abstract description 100
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 title abstract description 99
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 90
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 88
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 61
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 29
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004209 oxidized polyethylene wax Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000013873 oxidized polyethylene wax Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 56
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 42
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 38
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 36
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 36
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 22
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 18
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 16
- KPAUUJWXEALZDA-UHFFFAOYSA-N 1-(2-aminophenyl)-1-phenylthiourea Chemical compound C=1C=CC=C(N)C=1N(C(=S)N)C1=CC=CC=C1 KPAUUJWXEALZDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 15
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical group [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 15
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N Dicylcohexylcarbodiimide Chemical compound C1CCCCC1N=C=NC1CCCCC1 QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 9
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 8
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 8
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 claims description 3
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 abstract description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L Zinc chloride Inorganic materials [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- IHBCFWWEZXPPLG-UHFFFAOYSA-N [Ca].[Zn] Chemical compound [Ca].[Zn] IHBCFWWEZXPPLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007033 dehydrochlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N Allyl chloride Chemical compound ClCC=C OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003547 Friedel-Crafts alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 Lewis acid zinc chloride Chemical class 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/009—Use of pretreated compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
- C08J9/102—Azo-compounds
- C08J9/103—Azodicarbonamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/36—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/18—Binary blends of expanding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2425/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2425/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2425/08—Copolymers of styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/12—Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
Abstract
本发明涉及PVC发泡板材领域，公开了一种高强度耐热PVC发泡板材及其制备方法。所述高强度耐热PVC发泡板材按重量份计，包括以下原料：PVC树脂90‑100份，发泡剂0.5‑0.8份，发泡调节剂3‑7份，热稳定剂4‑6份，氯化聚乙烯3‑5份，陶土20‑30份，硬脂酸0.5‑1份，氧化聚乙烯蜡0.5‑1份，二氧化钛0‑3份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。本发明中采用具有特殊结构的热稳定剂，能置换聚氯乙烯中的不稳定氯原子并去除氯化氢，从而减少PVC在加工和使用过程中由于降解而造成强度下降，同时，还能在PVC分子链之间形成共价交联，进一步提高PVC发泡板材的强度。
Description
技术领域
本发明涉及PVC发泡板材领域，尤其涉及一种高强度耐热PVC发泡板材及其制备方法。
背景技术
PVC发泡板是指以聚氯乙烯(PVC)为主要原料，添加发泡剂、稳定剂、润滑剂等助剂，经发泡、塑化而制成的不同规格的板材，又被称为雪弗板或安迪板。PVC发泡板因其密度小热导率低、吸音性能好、阻燃性能和耐化学性能优良、易于用常规机械加工等特点，现广泛应用于室内装潢装修、公共场所建筑物隔间、地板等。
由于聚氯乙烯的结构特殊性，其在高温和高剪切条件下进行加工时易脱去分子上的氯化氢，催化聚氯乙烯的降解脱氯化氢反应，生成的氯化氢由将催化聚氯乙烯更快地降解，最终致使聚氯乙烯出现变色、强度下降等问题。因此，在聚氯乙烯加工中需要添加热稳定剂来提高其稳定性。
目前PVC发泡材料中常用的热稳定剂包括铅盐类热稳定剂、有机锡类热稳定剂和钙锌热稳定剂。其中，铅盐类稳定剂虽然热稳定性优异，价格低廉，但其含有铅、镉等重金属元素，毒性较大，会对环境造成污染；而有机锡类稳定剂虽然无毒，但其气味较大，且对生产设备要求较高，生产成本较高，致使有机锡类热稳定剂价格偏髙，性价比很低；钙锌热稳定剂无毒、环保，且具有良好的润滑性和透明性，但其作用过程会生成路易斯酸氯化锌，催化PVC降解，存在显著的锌烧现象，导致长期热稳定效果不佳，此外，还存在与PVC相容性差的问题，会影响PVC发泡材料的强度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度耐热PVC发泡板材及其制备方法。本发明中采用具有特殊结构的热稳定剂，能置换聚氯乙烯中的不稳定氯原子并去除氯化氢，从而减少PVC在加工和使用过程中由于降解而造成强度下降，同时，还能在PVC分子链之间形成共价交联，进一步提高PVC发泡板材的强度。
本发明的具体技术方案为：
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂90-100份，发泡剂0.5-0.8份，发泡调节剂3-7份，热稳定剂4-6份，氯化聚乙烯3-5份，陶土20-30份，硬脂酸0.5-1份，氧化聚乙烯蜡0.5-1份，二氧化钛0-3份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
聚氯乙烯中的烯丙基氯等不稳定位脱氯化氢，是造成聚氯乙烯材料在加工、使用过程中降解的主要原因。本发明中的热稳定剂利用其表面的硫脲，置换聚氯乙烯分子链中的不稳定氯原子，一方面能够阻断不稳定氯原子的继续形成以及大量共轭双键的形成，从而减缓PVC降解，另一方面，硫脲置换不稳定氯原子后，能够与PVC分子链形成共价连接，通过这种方式，热稳定剂能在PVC分子链之间形成交联，从而提高PVC发泡板材的强度。同时，热稳定剂利用其多孔结构，能吸附PVC中生成的氯化氢，防止其与PVC接触而催化进一步降解，多孔聚合物内部负载的碳酸钙能及时中和吸附的氯化氢，提高热稳定剂对氯化氢的吸附量，并防止氯化氢脱附，通过这种方式，多孔结构与碳酸钙之间能够发挥协同作用；并且，硫脲在置换不稳定氯原子后，会生成氯化氢，同样会加速PVC降解，导致长期热稳定效果不佳，而本发明将硫脲接枝在多孔聚合物的表面，能利用多孔聚合物中的孔隙以及其中负载的碳酸钙，及时去除硫脲置换不稳定氯原子后产生的氯化氢，避免其与PVC接触而催化降解，从而提高热稳定剂的效果。
此外，本发明所使用的热稳定剂主要由有机材料构成，碳酸钙被负载在有机载体中，因而与聚氯乙烯具有较好的相容性，不会相容性差而影响PVC发泡板材的强度。
作为优选，所述发泡剂包括碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈中的至少一种；所述发泡调节剂包括丙烯酸酯类发泡调节剂。
作为优选，所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入乳化剂水溶液中，混合均匀后，加入过硫酸钾，在80-90℃、搅拌条件下反应3-4h后，加入乙醇中，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，混合均匀后，在85-95℃、搅拌条件下反应10-15h，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到氯化钙溶液中，搅拌吸附1-1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入碳酸铵溶液中，搅拌反应1-2h，离心，将沉淀干燥后，获得负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物；
(1.4)将二环己基碳二亚胺(DCC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，向其中加入负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物，分散均匀后，在20-30℃、搅拌条件下反应20-24h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，在10-30℃、搅拌条件下反应10-12h，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
通过以上步骤制备热稳定剂的机制如下：
在步骤(1.1)中，利用过硫酸钾作为引发剂，使苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯发生自由基聚合反应，形成交联度较低的聚合物。在上述过程中，丙烯酸单体能在多孔聚合物中引入羧基，为后续钙离子提供结合位点，从而提高碳酸钙的负载量，并提高碳酸钙与多孔聚合物之间的结合强度，防止其在后续接枝硫脲的反应过程以及PVC发泡板材的制备过程中脱落，确保碳酸钙与多孔聚合物之间能够发挥协同作用；并且，羧基还能为N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲提供接枝位点，使硫脲接枝到多孔聚合物表面。
在步骤(1.2)中，在无水氯化铁的催化下，低交联聚合物中的苯环与二甲氧基甲烷发生后交联Friedel-Crafts烷基化反应，形成具有较高耐热性的多孔聚合物。
在步骤(1.3)中，钙离子被吸附到多孔聚合物的孔隙内，并与羧基形成配位键，而后与碳酸根离子形成碳酸钙。
在步骤(1.4)中，多孔聚合物表面的羧基与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲中的氨基反应，使硫脲接枝到多孔聚合物表面。
作为优选，步骤(1.1)中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的质量比为5.8-7.2:1:1.8-3.6。
作为优选，步骤(1.1)中，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠(SDS)；所述乳化剂水溶液中，乳化剂的质量分数为0.6-1.0wt％；所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:40-50mL。
作为优选，步骤(1.1)中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.3-0.5。
作为优选，步骤(1.3)中，所述氯化钙溶液的质量分数为3-8wt％；所述硫酸铵溶液的质量分数为3-8wt％。
作为优选，步骤(1.4)中，所述二环己基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺与负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物之间的质量比为0.09-0.18:0.05-0.10:1。
作为优选，步骤(1.4)中，所述负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.05-0.10。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在120-140℃下以1200-1500rpm的转速混合15-20min，而后转移至冷混机中，以100-110rpm的转速冷混至物料温度降低到40-45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在170-180℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明中的热稳定剂采用表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物作为热稳定剂，能置换聚氯乙烯中的不稳定氯原子并去除氯化氢，从而减少PVC在加工和使用过程中的降解，提高PVC发泡板材的强度；
(2)本发明中的热稳定剂能在PVC分子链之间形成共价交联，进一步提高PVC发泡板材的强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。以下实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂95份，碳酸氢钠0.6份，发泡调节剂ACR 5份，热稳定剂5份，氯化聚乙烯4份，陶土25份，硬脂酸0.8份，氧化聚乙烯蜡0.8份，二氧化钛1.5份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为6.5:1:2.5的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入0.8wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:45mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.4，在85℃、搅拌条件下反应3.5h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.6g:0.7g:60mL，混合均匀后，在90℃、搅拌条件下反应12h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到5wt％的氯化钙溶液中，搅拌吸附1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入5wt％的碳酸铵溶液中，搅拌反应1.5h，离心，将沉淀干燥后，获得负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物；
(1.4)将DCC和NHS溶于DMF中，向其中加入负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物，所述DCC、NHS、负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与DMF之间的质量体积比为0.013g:0.08g:1g，分散均匀后，在25℃、搅拌条件下反应22h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，所述负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.08，在20℃、搅拌条件下反应11h，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1350rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以105rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在175℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
实施例2
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂90份，偶氮二甲酰胺0.5份，发泡调节剂ACR 3份，热稳定剂4份，氯化聚乙烯3份，陶土20份，硬脂酸0.5份，氧化聚乙烯蜡0.5份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为5.8:1:3.6的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入0.6wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:40mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.3，在80℃、搅拌条件下反应4h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.78g:0.9g:65mL，混合均匀后，在95℃、搅拌条件下反应10h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到3wt％的氯化钙溶液中，搅拌吸附1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入3wt％的碳酸铵溶液中，搅拌反应2h，离心，将沉淀干燥后，获得负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物；
(1.4)将DCC和NHS溶于DMF中，向其中加入负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物，所述DCC、NHS、负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与DMF之间的质量体积比为0.09g:0.05g:1g，分散均匀后，在30℃、搅拌条件下反应24h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，所述负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.05，在10℃、搅拌条件下反应12h，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在120℃下以1200rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以110rpm的转速冷混至物料温度降低到40℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在170℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
实施例3
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂100份，碳酸氢钠0.4份，偶氮二异丁腈0.4份，发泡调节剂ACR 7份，热稳定剂6份，氯化聚乙烯5份，陶土30份，硬脂酸1份，氧化聚乙烯蜡1份，二氧化钛3份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为7.2:1:1.8的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入1.0wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:50mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.5，在90℃、搅拌条件下反应3h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.8g:1.1g:70mL，混合均匀后，在85℃、搅拌条件下反应15h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到8wt％的氯化钙溶液中，搅拌吸附1h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入8wt％的碳酸铵溶液中，搅拌反应1h，离心，将沉淀干燥后，获得负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物；
(1.4)将DCC和NHS溶于DMF中，向其中加入负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物，所述DCC、NHS、负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与DMF之间的质量体积比为0.18g:0.10g:1g，分散均匀后，在20℃、搅拌条件下反应20h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，所述负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.10，在30℃、搅拌条件下反应10h，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1500rpm的转速混合15min，而后转移至冷混机中，以100rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在180℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
对比例1
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂95份，碳酸氢钠0.6份，发泡调节剂ACR 5份，钙锌热稳定剂5份，氯化聚乙烯4份，陶土25份，硬脂酸0.8份，氧化聚乙烯蜡0.8份，二氧化钛1.5份。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1350rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以105rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在175℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
对比例2
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂95份，碳酸氢钠0.6份，发泡调节剂ACR 5份，热稳定剂5份，氯化聚乙烯4份，陶土25份，硬脂酸0.8份，氧化聚乙烯蜡0.8份，二氧化钛1.5份；所述热稳定剂为内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为6.5:1:2.5的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入0.8wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:45mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.4，在85℃、搅拌条件下反应3.5h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.6g:0.7g:60mL，混合均匀后，在90℃、搅拌条件下反应12h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到5wt％的氯化钙溶液中，搅拌吸附1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入5wt％的碳酸铵溶液中，搅拌反应1.5h，离心，将沉淀干燥后，获得热稳定剂。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1350rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以105rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在175℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
对比例3
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂95份，碳酸氢钠0.6份，发泡调节剂ACR 5份，内部负载有碳酸钙的多孔聚合物4.63份，N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲0.37份，氯化聚乙烯4份，陶土25份，硬脂酸0.8份，氧化聚乙烯蜡0.8份，二氧化钛1.5份。
所述内部负载有碳酸钙的多孔聚合物的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为6.5:1:2.5的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入0.8wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:45mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.4，在85℃、搅拌条件下反应3.5h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.6g:0.7g:60mL，混合均匀后，在90℃、搅拌条件下反应12h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将羧基多孔聚合物分散到5wt％的氯化钙溶液中，搅拌吸附1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入5wt％的碳酸铵溶液中，搅拌反应1.5h，离心，将沉淀干燥后，获得内部负载有碳酸钙的多孔聚合物。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1350rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以105rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在175℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
对比例4
一种高强度耐热PVC发泡板材，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂95份，碳酸氢钠0.6份，发泡调节剂ACR 5份，热稳定剂5份，氯化聚乙烯4份，陶土25份，硬脂酸0.8份，氧化聚乙烯蜡0.8份，二氧化钛1.5份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲的多孔聚合物。
所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
(1.1)将质量比为6.5:1:2.5的苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入0.8wt％的SDS水溶液中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:45mL，混合均匀后，加入过硫酸钾，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.4，在85℃、搅拌条件下反应3.5h后，加入SDS水溶液三倍体积的乙醇中，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
(1.2)将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，所述低交联聚合物、二甲氧基甲烷、无水氯化铁与1,2-二氯乙烷的质量体积比为1g:0.6g:0.7g:60mL，混合均匀后，在90℃、搅拌条件下反应12h，离心，对沉淀进行甲醇洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
(1.3)将DCC和NHS溶于DMF中，向其中加入羧基多孔聚合物，所述DCC、NHS、羧基多孔聚合物与DMF之间的质量体积比为0.013g:0.08g:1g，分散均匀后，在25℃、搅拌条件下反应22h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，所述羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.08，在20℃、搅拌条件下反应11h，离心，对沉淀进行乙醇洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
所述PVC发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料；
(2)将所有原料加入热混机中，在130℃下以1350rpm的转速混合20min，而后转移至冷混机中，以105rpm的转速冷混至物料温度降低到45℃，获得混合料；
(3)将混合料转移至挤出机中，在175℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
对实施例1-3和对比例1-4制得的PVC发泡板材进行力学性能和热稳定性测试，结果见表1。
表1
从表1数据可以看出：
(1)相较于采用市售钙锌热稳定剂的对比例1而言，实施例1采用表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物作为热稳定剂，制得的PVC发泡板材的强度和热稳定性均较高。这是由于钙锌热稳定剂在使用过程中会产生氯化锌，催化PVC降解，造成PVC发泡板材变色和强度下降，而本发明的热稳定剂由硫脲置换不稳定氯原子而产生的氯化氢能被及时去除，且不会产生氯化锌等其他路易斯酸，因而热稳定效果较好；并且，本发明的热稳定剂置换不稳定氯原子后，能在PVC分子链之间形成共价交联，从而进一步提高PVC发泡板材的强度。
(2)相较于内部负载有碳酸钙的多孔聚合物作为热稳定剂的对比例2而言，实施例1在热稳定剂表面接枝硫脲，制得的PVC发泡板材的强度和热稳定性均较高。这是由于硫脲能置换聚氯乙烯分子链中的不稳定氯原子，一方面能够阻断不稳定氯原子的继续形成以及大量共轭双键的形成，从而减缓PVC降解，另一方面，硫脲置换不稳定氯原子后，能够与PVC分子链形成共价连接，通过这种方式，热稳定剂能在PVC分子链之间形成交联，从而提高PVC发泡板材的强度。
(3)相较于将内部负载有碳酸钙的多孔聚合物与硫脲分散添加的对比例3而言，实施例1将硫脲接枝在多孔聚合物表面，制得的PVC发泡板材的强度和热稳定性均较高。这是由于硫脲在置换不稳定氯原子后，会生成氯化氢，同样会加速PVC降解，导致长期热稳定效果不佳，而多孔聚合物能利用其中的孔隙以及负载的碳酸钙去除氯化氢，避免其与PVC接触而催化降解，从而提高热稳定剂的效果；若将硫脲与内部负载有碳酸钙的多孔聚合物分散添加，则会造成硫脲置换不稳定氯原子后产生的氯化氢无法被及时去除。
(4)相较于采用表面接枝有硫脲的多孔聚合物作为热稳定剂的对比例4而言，实施例1在多孔聚合物中负载碳酸钙，制得的PVC发泡板材的强度和热稳定性均较高。这是由于多孔聚合物内部负载的碳酸钙能及时中和吸附的氯化氢，提高热稳定剂对氯化氢的吸附量，并防止氯化氢脱附，从而更好地避免氯化氢催化PVC降解。
上面虽然结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所述技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护的范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。
Claims (9)
1.一种高强度耐热PVC发泡板材，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：PVC树脂90-100份，发泡剂0.5-0.8份，发泡调节剂3-7份，热稳定剂4-6份，氯化聚乙烯3-5份，陶土20-30份，硬脂酸0.5-1份，氧化聚乙烯蜡0.5-1份，二氧化钛0-3份；所述热稳定剂为表面接枝有硫脲且内部负载有碳酸钙的多孔聚合物；所述热稳定剂的制备方法包括以下步骤：
（1.1）将苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯加入乳化剂水溶液中，混合均匀后，加入过硫酸钾，在80-90℃、搅拌条件下反应3-4h后，加入乙醇中，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得低交联聚合物；
（1.2）将低交联聚合物加入1,2-二氯乙烷中，充分溶解后，加入二甲氧基甲烷和无水氯化铁，混合均匀后，在85-95℃、搅拌条件下反应10-15h，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得羧基多孔聚合物；
（1.3）将羧基多孔聚合物分散到氯化钙溶液中，搅拌吸附1-1.5h后，离心，将沉淀干燥后，获得负载有钙离子的羧基多孔聚合物，放入碳酸铵溶液中，搅拌反应1-2h，离心，将沉淀干燥后，获得负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物；
（1.4）将二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺溶于二甲基甲酰胺中，向其中加入负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物，分散均匀后，在20-30℃、搅拌条件下反应20-24h；加入N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲，在10-30℃、搅拌条件下反应10-12h，离心，对沉淀进行洗涤、干燥后，获得热稳定剂。
2.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，所述发泡剂包括碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈中的至少一种；所述发泡调节剂包括丙烯酸酯类发泡调节剂。
3.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.1）中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的质量比为5.8-7.2:1:1.8-3.6。
4.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.1）中，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠；所述乳化剂水溶液中，乳化剂的质量分数为0.6-1.0wt%；所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与乳化剂水溶液的体积之间的比例为1g:40-50mL。
5.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.1）中，所述苯乙烯、丙烯酸、二乙烯基苯的总质量与过硫酸钾的质量之间的比例为1:0.3-0.5。
6.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.3）中，所述氯化钙溶液的质量分数为3-8wt%；所述碳酸铵溶液的质量分数为3-8wt%。
7.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.4）中，所述二环己基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺与负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物之间的质量比为0.09-0.18:0.05-0.10:1。
8.如权利要求1所述的PVC发泡板材，其特征在于，步骤（1.4）中，所述负载有碳酸钙的羧基多孔聚合物与N-(2-氨基苯基)-N-苯基硫脲的质量比为1:0.05-0.10。
9.如权利要求1-8任一项所述PVC发泡板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量份称取各原料；
（2）将所有原料加入热混机中，在120-140℃下以1200-1500rpm的转速混合15-20min，而后转移至冷混机中，以100-110rpm的转速冷混至物料温度降低到40-45℃，获得混合料；
（3）将混合料转移至挤出机中，在170-180℃下熔融挤出，在模具中冷却成型，获得高强度耐热PVC发泡板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110731418.XA CN113337054B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110731418.XA CN113337054B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113337054A CN113337054A (zh) | 2021-09-03 |
| CN113337054B true CN113337054B (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=77481563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110731418.XA Active CN113337054B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113337054B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114014816A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-08 | 山东慧科助剂股份有限公司 | 辛醛双脲嘧啶及其制备方法和应用 |
| CN114456284B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-09-08 | 浙江宏天新材料科技有限公司 | 一种低温增韧多离子聚合物、pvc热稳定剂和pvc畜牧板 |
| CN114058065A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-02-18 | 湖南绿舟新型材料科技有限公司 | 一种功能化蒙脱土改性pvc板材及制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2431037A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Agrolinz Melamin Gmbh | Modified inorganic particles |
| CN108383800A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-08-10 | 广东工业大学 | 氨基脲嘧啶马来酰胺酸盐及制备方法和聚氯乙烯热稳定剂 |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110731418.XA patent/CN113337054B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2431037A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Agrolinz Melamin Gmbh | Modified inorganic particles |
| CN108383800A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-08-10 | 广东工业大学 | 氨基脲嘧啶马来酰胺酸盐及制备方法和聚氯乙烯热稳定剂 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 耐热氯化聚乙烯电缆料的研制与开发;王丽华;《化学工程与装备》;20100615(第06期);第18-19页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113337054A (zh) | 2021-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113337054B (zh) | 一种高强度耐热pvc发泡板材及其制备方法 | |
| KR101956735B1 (ko) | 열가소성 그라프트 공중합체 수지, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 | |
| US4376843A (en) | Notched impact resistant vinyl chloride polymers | |
| KR101497766B1 (ko) | 가교 고분자 나노입자 함유 조성물, 공중합체의 제조 방법 및 이를 포함한 발포 성형성 보강 염화비닐 수지 | |
| JP3161030B2 (ja) | アクリル系フォーム用組成物 | |
| CN1860138A (zh) | 制备膨胀性聚苯乙烯树脂的方法及膨胀性聚苯乙烯树脂组合物 | |
| JPH07188445A (ja) | スポンジ用ゴム組成物 | |
| KR20200060928A (ko) | 코어-쉘 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 | |
| JP2017538789A (ja) | アクリル系加工助剤及びこれを含む塩化ビニル系樹脂組成物 | |
| JPH05209105A (ja) | 軟質フイルム用エチレンポリマー類含有ポリマーブレンド物 | |
| US4415690A (en) | Succinic anhydride derivatives as a scorch inhibitor for carboxylated rubbers | |
| AU770204B2 (en) | Expandable vinyl chloride resin composition | |
| US6723762B1 (en) | Foamable vinyl chloride-base resin compositions | |
| KR20170142763A (ko) | 아크릴계 가공조제 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물 | |
| KR101584844B1 (ko) | 충격강도가 우수한 알킬아크릴레이트-비닐방향족 화합물-비닐시안 화합물 공중합체의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 | |
| CN113402826B (zh) | 一种环保型高强度聚氯乙烯电缆料及其制备方法 | |
| TWI741414B (zh) | 發泡體及形成經亞乙烯基取代之芳族單體之鏈延長/分支共聚物的發泡體的方法 | |
| KR20170132409A (ko) | 아크릴계 가공조제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물 | |
| KR20150050079A (ko) | 아크릴계 가공조제 조성물 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물 | |
| KR20200053806A (ko) | 공중합체 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 폴리카보네이트계 수지 조성물 | |
| JPH0616954A (ja) | フォーム用ビニル系重合体エマルジョン組成物 | |
| US4435535A (en) | Adipic acid as a scorch inhibitor for carboxylated rubbers | |
| KR20170038334A (ko) | Mbs계 충격 보강제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 폴리유산 수지 조성물 | |
| KR100217764B1 (ko) | 스티렌계 난연수지 조성물 | |
| KR20170033056A (ko) | 아크릴계 가공조제 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220624 Address after: 510300 room 3905, building e, No. 1022, Xingang East Road, Haizhu District, Guangzhou, Guangdong Province (not for plant use) Applicant after: GUANGZHOU OPEL NEW ADVANCED MATERIAL STOCK CO.,LTD. Address before: Room 2007, No. 111, Baiyun Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong 510030 Applicant before: Wang Zhixin |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high-strength and heat-resistant PVC foam board and its preparation method Granted publication date: 20220715 Pledgee: China Construction Bank Corporation Guangzhou Artificial Intelligence and Digital Economy Experimental Zone Branch Pledgor: GUANGZHOU OPEL NEW ADVANCED MATERIAL STOCK CO.,LTD. Registration number: Y2024980010036 |