CN116023700A - 一种发泡pvc复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡PVC复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域，包括如下步骤：将分散剂、表面活性剂和氯化钠加入到水中配置成水相分散系；将交联剂、引发剂、低沸点发泡剂加入到双键类有机物中配置成油相混合液；将油相混合液加入至水相分散系中，悬浮聚合形成悬浮液，洗涤、干燥得到固体发泡剂；将PVC树脂、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂和增塑剂混匀后经挤出机熔融挤出，得到发泡PVC复合材料。本发明通过加入空心玻璃微珠，其具有滚珠轴承作用，提高了材料的流动性便于加工成型。另外，空心玻璃微珠含有的碱性氧化物能与聚氯乙烯受高温分解放出的氯化氢发生反应，能够同时提高聚氯乙烯材料的热稳定性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地，涉及一种发泡PVC复合材料的制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)发泡材料是一种新型轻质材料，广泛应用于建材、广告等行业。在环保意识越来越强的现代，开发聚氯乙烯发泡材料的意义重大。但是PVC发泡材料抗冲击性能差，易脆裂。同时增塑剂易迁移的特性会使得材料性能的下降，因此PVC材料的增韧一直是一个热门方向。另外，PVC由于其特殊的结构使得其在高温剪切加工时会产生氯化氢，生成的氯化氢又会催化PVC更快地降解，导致PVC出现变色、强度下降等问题。因此加工过程中需添加热稳定剂。
发明内容
本发明针对PVC发泡材料力学性能差的问题，加入空心玻璃微珠对其增强。由于空心玻璃微珠的滚珠轴承作用，提高了材料的流动性便于加工成型。另外，空心玻璃微珠含有的碱性氧化物能与聚氯乙烯受高温分解放出的氯化氢发生反应，能够同时提高聚氯乙烯材料的热稳定性。为了提高空心玻璃微珠与PVC的相容性，对空心玻璃微珠加入水滑石改性，使其能够与PVC很好的相容。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种发泡PVC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水相配置：将分散剂、表面活性剂和氯化钠加入到水中，搅拌均匀制备得到水相分散系；
油相配置：将交联剂、引发剂、低沸点发泡剂加入到双键类有机物中，搅拌均匀制备得到油相混合液；
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在50-60℃悬浮聚合20-24h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂；
(3)将PVC树脂、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂和增塑剂混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为180℃-190℃，即可得到发泡PVC复合材料。
进一步地，按照重量份数计，所述发泡PVC复合材料包括如下原料：PVC树脂100份、空心玻璃微珠20份、水滑石10份、低沸点发泡剂50份、表面活性剂2份、分散剂5份、氯化钠6份、水20份、交联剂1份、引发剂5份、双键类有机物40份、增塑剂5份、硫化剂1份。
进一步地，所述分散剂为氢氧化镁胶体、纳米二氧化硅和纳米石墨烯悬浮液中的一种或者一种以上的混合物。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
进一步地，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
进一步地，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
进一步地，所述低沸点发泡剂为正己烷和异辛烷中的一种或者两种按任意比例的混合物。
进一步地，所述双键类有机物为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或者一种以上的混合物。
本发明的有益效果：
1、制备的固体发泡剂，油相可以形成热塑性聚合物壳体，低沸点发泡剂在PVC发泡材料制备过程中分解产生气体，产生中空的胶囊结构。
2、空心玻璃微珠不仅能够在不影响发泡密度的情况下提升材料的机械性能，其含有的碱性氧化物还能与聚氯乙烯受高温分解放出的氯化氢发生反应，能够同时提高聚氯乙烯材料的热稳定性。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)水相配置：将表面活性剂十二烷基磺酸钠、分散剂氢氧化镁胶体和氯化钠加入到水中，搅拌均匀制备得到水相分散系。
油相配置：将交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、引发剂偶氮二异丁腈、低沸点发泡剂正己烷加入到双键类有机物中，搅拌均匀制备得到油相混合液。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在60℃悬浮聚合20h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为180℃，即可得到发泡PVC复合材料。
实施例2
(1)水相配置和油相配置的方法同实施例1，具体组分见表1。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在70℃悬浮聚合24h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为190℃，即可得到发泡PVC复合材料。
实施例3
(1)水相配置和油相配置的方法同实施例1，具体组分见表1。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在80℃悬浮聚合20h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为185℃，即可得到发泡PVC复合材料。
实施例4
(1)水相配置和油相配置的方法同实施例1，具体组分见表1。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在90℃悬浮聚合22h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为180℃，即可得到发泡PVC复合材料。
对比例1
(1)水相配置和油相配置的方法同实施例1，具体组分见表1。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在90℃悬浮聚合22h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为180℃，即可得到发泡PVC复合材料。
对比例2
(1)水相配置和油相配置的方法同实施例1，具体组分见表1。
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在80℃悬浮聚合24h形成悬浮液，洗涤、干燥得到平均粒径为1-20微米的固体发泡剂。
(3)将PVC、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂过氧化二异丙苯和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，通过挤出机熔融挤出，发泡温度为200℃，即可得到发泡PVC复合材料。
表1各对比例和实施例组分的质量份数
表2各对比例和实施例所得复合材料的性能检测结果
| 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 弯曲强度(MPa) | <![CDATA[发泡密度(g/cm<sup>3</sup>)]]> | |
| 检测标准 | GB/T1040.2-2006 | GB/T1040.2-2006 | GB/T9341-2008 | GB/T6342-1995 |
| 实施例1 | 27.2 | 30.2 | 29.6 | 0.685 |
| 实施例2 | 24.3 | 28.4 | 37.5 | 0.886 |
| 实施例3 | 20.9 | 22.3 | 32.4 | 0.942 |
| 实施例4 | 32.1 | 25.6 | 25.6 | 0.812 |
| 对比例1 | 18.1 | 32.5 | 25.2 | 0.774 |
| 对比例2 | 14.2 | 31.7 | 22.8 | 0.882 |
从表2结果可知，本发明发泡PVC复合材料通过加入水滑石改性的空心玻璃微珠在不影响密度的情况下获得了优异的力学性能。这是由于空心玻璃微珠本身为空心结构，内部存在大量空气，其表观密度只有0.18g/cm3左右，所以空心玻璃微珠的加入，实质上只是引入了大量的缝隙，从而保持复合材料的密度降低。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)水相配置：将分散剂、表面活性剂和氯化钠加入到水中，搅拌均匀制备得到水相分散系；
油相配置：将交联剂、引发剂、低沸点发泡剂加入到双键类有机物中，搅拌均匀制备得到油相混合液；
(2)将油相混合液加入至水相分散系中，形成乳化液，在50-60℃悬浮聚合20-24h形成悬浮液，洗涤、干燥得到固体发泡剂；
(3)将PVC树脂、固体发泡剂、水滑石、空心玻璃微珠、硫化剂和增塑剂混合均匀，通过挤出机熔融挤出，即可得到发泡PVC复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，所述发泡PVC复合材料包括如下原料：PVC树脂100份、空心玻璃微珠20份、水滑石10份、低沸点发泡剂50份、表面活性剂2份、分散剂5份、氯化钠6份、水20份、交联剂1份、引发剂5份、双键类有机物40份、增塑剂5份、硫化剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为氢氧化镁胶体、纳米二氧化硅和纳米石墨烯悬浮液中的一种或者一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
7.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述低沸点发泡剂为正己烷和异辛烷中的一种或者两种按任意比例的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，所述双键类有机物为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或者一种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)得到的固体发泡剂的平均粒径为1-20微米。
10.根据权利要求1所述的一种发泡PVC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中发泡温度为180℃-190℃。
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| CN202310093742.2A Pending CN116023700A (zh) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 一种发泡pvc复合材料的制备方法 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN116023700A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106609011A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 大电塑料（上海）有限公司 | 一种发泡pvc材料及其制备方法和用途 |
| CN109593302A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-09 | 高密浩翰木塑材料科技有限公司 | 一种隔热保温pvc发泡板及其制备方法 |
| US20220081545A1 (en) * | 2020-09-17 | 2022-03-17 | Mexichem Specialty Resins Inc. | Low density polyvinyl chloride microparticles |
| CN115322496A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 联塑科技发展(贵阳)有限公司 | 一种发泡pvc复合材料及其制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-02-10 CN CN202310093742.2A patent/CN116023700A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106609011A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 大电塑料（上海）有限公司 | 一种发泡pvc材料及其制备方法和用途 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 戚欢;汪艳;陈康;魏元生;: "玻璃微珠填充PVC复合材料结构与性能的研究", 塑料工业, no. 11, pages 52 - 54 * |
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