CN1640927A - 纳米碳酸钙改性硬聚氯乙烯型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米碳酸钙改性硬PVC型材，其配方及组成为(以重量份数计)：PVC100份，复合稳定剂3－5份，加工助剂1－3份，抗冲改性剂7－10份，纳米碳酸钙6－10份，钛白粉4－6份，轻质活性碳酸钙8－12份，活性分散剂0.5－2份，增白剂适量。本发明采用了纳米碳酸钙代替部分CPE，由于纳米碳酸钙的价格低于CPE，因此，纳米碳酸钙在增加PVC型材材料的密实度的同时，还可以降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬性PVC型材，尤其涉及一种经过纳米碳酸钙改性的硬性PVC型材。
背景技术
现有硬PVC(聚氯乙烯)型材配方中用CPE(氯化聚乙烯)对PVC树脂进行共混改性，以弥补PVC材料低温韧性不足之缺陷，CPE作为橡胶弹性体在对硬PVC树脂增韧的同时会降低材料的模量，硬度和热变形温度。近年来随着纳米技术的发展，常使用纳米碳酸钙作为无机刚性粒子来增加硬PVC材料的刚性。成为从事塑料加工科技人员研究的课题，由于纳米碳酸钙与PVC树脂相容性存在较大的差异，所以迄今为止很少有实际应用于硬PVC型材的生产中。
根据CPE纳米碳酸钙物化性能分析比较，CPE作为高分子聚合物与PVC树脂有相似化学结构和物理参数，经共混改性后PVC/CPE体系相容性成型加工性好。纳米碳酸钙由于粒径细化后颗粒表面能非常大，颗粒易团聚，在传统的配方中调整助剂的用量，可增加颗粒的分散性，改善了与PVC树脂的相容性。增韧原理：合理的CPE用量保证PVC/CPE体系有一定的韧性的基础上，添加一定量的纳米碳酸钙来增加材料的密实度。在硬PVC型材中用纳米碳酸钙，CPE复合增韧体系满足PVC树脂的增强改性。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种经过纳米碳酸钙改性的硬性PVC型材。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种纳米碳酸钙改性硬PVC型材，其配方及组成为(以重量份数计)：
PVC 100
复合稳定剂 3-5
加工助剂 1-3
抗冲改性剂 7-10
纳米碳酸钙 6-10
钛白粉 4-6
轻质活性碳酸钙 8-12
活性分散剂 0.5-2
增白剂 适量
其中，所述的抗冲改性剂选用氯化聚乙烯，复合稳定剂选用铅盐类、金属皂及烃类，加工助剂选用丙烯酸酯类的聚合物，活性分散剂选用硬脂酸及其酯、烃类的一种或一种以上混合物。
所述钛白粉选用金红石型钛白粉。
本发明选用的原材料均可从市场购得：PVC：选择悬浮法疏松型树脂(κ值66-68)天津大洁化学公司生产的(TL-1000)型或苏州华苏塑料有限公司生产的(HS-1000)型；复合稳定剂：选择合适异型材生产的复合稳定剂(Pb0％45-55)镇江泰立塑胶有限公司生产的TL-AH9E或德国熊牌FP/4；加工助剂：苏州安利化工厂的ACR401、日本钟渊公司的PA-21或无锡科锋化工有限公司的ACR4型；抗冲改性剂：山东淮坊雅兴化工集团公司的CPE135A；钛白粉(金红石型)：美国杜邦公司的R-105。
本发明所使用的纳米碳酸钙经表面改性处理，解决了无机纳米碳酸钙和硬PVC树脂界面相容性问题，纳米碳酸钙表面改性处理方法如下：
A、首先将钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂等几种偶联剂进行复配制成一种水溶性的改性剂，将改性剂溶于温度在40℃-70℃之间的水中，水与改性剂的体积比为1∶1-3；再将碳化完成的纳米碳酸钙浆液升温至40-70℃
B、将溶解后的改性剂溶液加入到碳酸钙浆液中充分反应进行包覆，包覆时间为5-30min，所加入的改性剂的重量份为1-4份；优选的为改性剂的重量份为1-3份，包覆时间为10-
C、改性剂包覆完成后，将浆液温度升到70-90℃，将皂化好的脂肪酸盐加入到浆液中搅拌，加入的脂肪酸的重量份为0.5-2份，包覆反应时间为20-50min，优选的为脂肪酸的重量份为0.5-1.5份，包覆反应时间为25-40min；
所述C步骤中的搅拌转速为150-600转/min，优选200-400转/min。
按上述所述方法进行处理的纳米碳酸钙，能大量与PVC混溶。
本发明采用了纳米碳酸钙代替部分CPE，由于纳米碳酸钙的价格低于CPE，因此，纳米碳酸钙在增加PVC型材材料的密实度的同时，还可以降低生产成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的：
实施例1
PVC/CPE纳米碳酸钙体系
PVC 100
复合稳定剂 4
加工助剂 2
抗冲改性剂CPE 6
纳米碳酸钙 6
钛白粉 4
轻质活性碳酸钙 10
活性分散剂 0.8
增白剂 适量
实施例2
PVC/CPE纳米碳酸钙体系
PVC 100
复合稳定剂 4
加工助剂 2
抗冲改性剂CPE 5
纳米碳酸钙 8
钛白粉 4
轻质活性碳酸钙 10
活性分散剂 1
增白剂 适量
实施例3
PVC/CPE纳米碳酸钙体系
PVC 100
复合稳定剂 4
加工助剂 2
抗冲改性剂CPE 4
纳米碳酸钙 10
钛白粉 4
轻质活性碳酸钙 10
活性分散剂 1.4
增白剂 适量
对比例
给出未填加纳米碳酸钙的单纯PVC/CPE体系的硬性PVC型材的配方：
PVC/CPE体系
PVC 100
复合稳定剂 4
加工助剂 2
抗冲改性剂 8
钛白粉 4
轻质活性碳酸钙 10
增白剂 适量
将实施例1、实施例2、实施例3及对比例所给出的上述配方称量后，用高速混料混合料温至(110-120℃)进低速冷混机冷却后，出料备用。
上机试料：Ф60锥双螺杆挤出机(德国克劳斯马菲公司制造)
工艺参数为：
1段 2段 3段 4段 合流芯 压力 料温 转速 扭矩
160 165 165 160 160 300-320 193 20转/5 55
模头温度 1 2 3 4
190 190 195 195
按以上工艺条件对各实施例及对比例进行挤出成型试验，然后对材料进行测试，结果见下表：
表一(77框 壁厚2.5mm)
| 对比例PVC/CPE | 实施例1 PVC/CPE纳米碳酸钙 | |
| 硬度/HRR | 100 | 102 |
| 断裂伸长率/％ | 202 | 192 |
| 弯曲弹性模量/Mpa | 2460 | 2530 |
| 低温落槌冲击/个 | 10/0 | 192 |
| 未卡软化点/℃ | 82 | 84 |
表二(60框 壁厚2.5mm)
| 对比例PVC/CPE | 实施例2 PVC/CPE纳米碳酸钙 | |
| 硬度/HRR | 100 | 106 |
| 断裂伸长率/％ | 197 | 190 |
| 弯曲弹性模量/Mpa | 2485 | 2690 |
| 低温落槌冲击/个 | 10/0 | 10/0 |
| 未卡软化点/℃ | 82 | 86 |
表三(88框 壁厚2.5mm)
| 对比例PVC/CPE | 实施例3 PVC/CPE纳米碳酸钙 | |
| 硬度/HRR | 101 | 115 |
| 断裂伸长率/％ | 198 | 165 |
| 弯曲弹性模量/Mpa | 2492 | 2720 |
| 低温落槌冲击/个 | 10/0 | 10/1 |
| 未卡软化点/℃ | 82 | 87 |
从以上试验情况得出：
实施例1-3随着CPE用量减少，纳米碳酸钙用量增加，材料的物理指标硬度、模量、维卡软化点增加，而断裂伸长率、低温冲击稍有下降，说明在实际生产过程中纳米碳酸钙替代部分CPE对硬PVC型材确实有增强作用，但替代量过多，会影响硬度PVC型材的低温韧性。
Claims (3)
1、一种纳米碳酸钙改性硬PVC型材，其配方及组成为(以重量份数计)：
PVC 100
复合稳定剂 3-5
加工助剂 1-3
抗冲改性剂 7-10
纳米碳酸钙 6-10
钛白粉 4-6
轻质活性碳酸钙 8-12
活性分散剂 0.5-2
增白剂 适量
2、根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙改性硬PVC型材，其特征在于：其中，所述的抗冲改性剂选用氯化聚乙烯，复合稳定剂选用铅盐类、金属皂及烃类中的一种或一种以上的混合物，加工助剂选用丙烯酸酯类的聚合物，活性分散剂选用硬脂酸及其酯、烃类的一种或一种以上混合物。
3、根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙改性硬PVC型材，其特征在于：所述钛白粉选用金红石型钛白粉。
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| CN 200410084712 CN1640927A (zh) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | 纳米碳酸钙改性硬聚氯乙烯型材 |
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Publications (1)
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| CN 200410084712 Pending CN1640927A (zh) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | 纳米碳酸钙改性硬聚氯乙烯型材 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101597948B (zh) * | 2009-07-13 | 2011-06-29 | 华浚塑料建材有限公司 | 环保无铅pvc天花板板材及其制造方法和应用 |
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- 2004-11-30 CN CN 200410084712 patent/CN1640927A/zh active Pending
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