專利名稱：一種交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，泡沫夾芯材料在風(fēng)能、船舶、軌道交通、建筑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。使用低密度的泡沫芯材增加夾層結(jié)構(gòu)的厚度，可以在重量增加很少的前提下大幅度提高結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到減重及增強(qiáng)的效果。而且，與非金屬蜂窩芯材相比，泡沫芯材更易于加工，尤其是對(duì)于復(fù)雜的異型件，其可大大降低其加工成本。因此，在提倡節(jié)能減排的現(xiàn)在，泡沫夾芯材料是最理想的輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料之一。交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料是復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的一種理想芯材，它具有極佳的比剛度、比強(qiáng)度，壓縮、拉伸、剪切和彎曲性能優(yōu)良，同時(shí)還有良好的尺寸穩(wěn)定性和可加工性， 可應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片、機(jī)艙罩、導(dǎo)流罩中，地鐵、動(dòng)車、客車的車頭、車頂、隔倉板中，休閑游艇、工作艇的船殼、甲板中等等，為這些產(chǎn)品提供高強(qiáng)、輕質(zhì)和隔音等性能。目前，國內(nèi)外的交聯(lián)PVC發(fā)泡材料是以乙烯基聚合物為基礎(chǔ)，通過貫穿的聚氨酯聚合網(wǎng)絡(luò)修正的剛性交聯(lián)結(jié)構(gòu)泡沫材料。以這種方法進(jìn)行生產(chǎn)造成工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的要求很高。例如，中國專利CN 101580573A公布了一種改進(jìn)的交聯(lián)聚氯乙烯結(jié)構(gòu)泡沫及其制備方法，該泡沫由100份聚氯乙烯樹脂、30-120份異氰酸酯、0. 05-10份環(huán)氧組分、1-12份發(fā)泡劑、0. 5-10份三嗪化合物、1-30份酸酐制備而成，采用模壓半發(fā)泡再用熱水浴或蒸汽膨脹的方法。其缺點(diǎn)是PVC需依賴聚氨酯貫穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，這使得交聯(lián)PVC 泡沫的生產(chǎn)工藝很復(fù)雜，首先，要使聚氨酯產(chǎn)生貫穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較困難的，其需要對(duì)聚氨酯進(jìn)行預(yù)處理；其次，要使PVC均勻地插入該貫穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝要求苛刻， 而且還需采用精良的設(shè)備。同時(shí)，復(fù)雜的工藝及原料中聚氨酯的加入，也使得產(chǎn)品的成本大大提高。因此，目前國內(nèi)僅有一家企業(yè)生產(chǎn)該類交聯(lián)PVC泡沫。導(dǎo)致上述缺點(diǎn)的原因是一般的方法很難使PVC自身形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在給出一種生產(chǎn)工藝簡單、效率高、成本低、發(fā)泡泡孔分布更均勻、閉孔率更高，而且強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料及其制備方法。本發(fā)明所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，由下述重量份數(shù)的材料制備而成聚氯乙烯100份；耐熱改性劑10-60份；PVC加工助劑1-10份；增塑劑1-15份；穩(wěn)定劑1_15份； 發(fā)泡劑1-10份；敏化劑1-10份；潤滑劑0. 2-10份；無機(jī)填料1-25份。一種制備上述交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料的方法，包括如下步驟
A、在20 110°C下將各原料在高速混合機(jī)上初步混合；
B、將上述初步混合好的物料加入到密煉機(jī)中，在130 190°C混煉造粒，再用擠出機(jī)或開煉機(jī)制成片料；C、將冷卻后的片料進(jìn)行電子束輻照，輻照劑量為10 150kGy；輻照的速度控制在 10 20 m/min ；
D、將輻照后的片料放入油浴中發(fā)泡，油浴溫度設(shè)定在160 220°C，發(fā)泡時(shí)間為5 20
min ；
E、發(fā)泡完畢后，從油浴中取出，即得。一種制備上述交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料的方法，包括如下步驟
A、在20 110°C下將各原料在高速混合機(jī)上初步混合；
B、將上述初步混合好的物料加入到雙輥混煉機(jī)，在120-180°C塑煉5 15分鐘，制得混合物料，然后出料切成片料；
C、將冷卻后的片料進(jìn)行電子束輻照，輻照劑量為10 150kGy；輻照的速度控制在 10 20 m/min ；
D、將輻照后的PVC片料放入油浴中發(fā)泡，油浴溫度設(shè)定在160 220°C，發(fā)泡時(shí)間為 5 20 min ；
E、發(fā)泡完畢后，從油浴中取出，即得。上述配方中，所述耐熱改性劑可為ABS、AS、耐熱改性劑X-1202、S700N、CPVC中的一種或多種。上述的配方中，增塑劑無特別要求，可以選擇使用塑料加工過程中常用的普通增塑劑和一些耐遷移的高分子增塑劑。例如，增塑劑可選自如下物質(zhì)的一種或多種鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二異辛酯、間苯二甲酸二異辛酯、乙烯-CO共聚物(ECO)、EVA-CO三元共聚物和氯化聚乙烯(CPE)。在上述的配方中，優(yōu)選的穩(wěn)定劑為硬脂酸類穩(wěn)定劑或有機(jī)錫穩(wěn)定劑中的一種或多種；其中，硬脂酸類穩(wěn)定劑可以為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎘和/或硬脂酸鋅。在上述的配方中，發(fā)泡劑的分解溫度需與PVC的加工溫度相匹配。發(fā)泡劑可為偶氮二甲酰胺(AC發(fā)泡劑)、二亞硝基亞次甲基四胺、對(duì)甲基磺酰胺和偶氮二異丁腈中的一種或多種。在上述的配方中，優(yōu)選的敏化劑選自于丙烯酸酯類和/或甲基丙烯酸酯類物質(zhì)， 更優(yōu)選為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA )、一縮二乙二醇二丙烯酸酯(DGDA)、三烯丙基異氰酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯中的一種或多種。在上述配方中，所述的潤滑劑可為硅油、石蠟、PE蠟、氧化PE蠟、硬脂醇、環(huán)氧大豆油中的一種或多種。在上述配方中，PVC加工助劑為高分子量的丙烯酸酯類加工助劑，優(yōu)選為 ACR-530、PA-530中的一種或多種。在上述配方中，所述的無機(jī)填料可為氧化鋅、碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、高嶺土等中的一種或多種。其中優(yōu)選使用氧化鋅和碳酸鈣兩種，氧化鋅能夠調(diào)整發(fā)泡劑的分解溫度， 碳酸鈣有助于成核。另外，在本發(fā)明的上述配方中，還可以使用適量的常規(guī)顏料或無機(jī)粒子填料。本發(fā)明所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料的制備方法，引入了電子束輻照交聯(lián)技術(shù)， 經(jīng)過電子束輻照，PVC能在不添加其它交聯(lián)聚合物或交聯(lián)劑的情況下，自身形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這大幅提高了交聯(lián)分布的均勻性，使發(fā)泡時(shí)泡孔分散得更加均勻；同時(shí)，也大大降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。而且，輻照參數(shù)可控，通過設(shè)定輻照的強(qiáng)度及輻照速度，可控制交聯(lián)度，從而保證板材達(dá)到規(guī)定的交聯(lián)度指標(biāo)，使發(fā)泡泡孔分布均勻，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)更高的閉孔率。從而，泡孔的孔徑也可通過控制交聯(lián)度來設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例權(quán)利要求
1.一種交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于由下述重量份數(shù)的材料制備而成聚氯乙烯100份；耐熱改性劑10 60份；PVC加工助劑1 10份；增塑劑1 15份；穩(wěn)定劑 1 15份；發(fā)泡劑1 10份；敏化劑1 10份；潤滑劑0. 2 10份；無機(jī)填料1 25份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于所述耐熱改性劑為八85、々5、耐熱改性劑乂-1202、570(^、氯化聚氯乙烯(CPVC)中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、二亞硝基亞次甲基四胺、對(duì)甲基磺酰胺和偶氮二異丁腈中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于所述敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、一縮二乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙基異氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于所述PVC加工助劑為 ACR-530 和 / 或 PA-530。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料，其特征在于所述無機(jī)填料為氧化鋅、碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、高嶺土中的一種或多種。
7.制備權(quán)利要求1至6所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料的方法，包括如下步驟A、在20 110°C下將各原料在高速混合機(jī)上初步混合；B、將上述初步混合好的物料加入到密煉機(jī)中，在130-190°C混煉造粒，再用擠出機(jī)或開煉機(jī)制成片料；C、將冷卻后的片料進(jìn)行電子束輻照，輻照劑量為10 150kGy；輻照的速度控制在 10 20 m/min ；D、將輻照后的片料放入油浴中發(fā)泡，油浴溫度設(shè)定在160 220°C，發(fā)泡時(shí)間為5 20min ；E、發(fā)泡完畢后，從油浴中取出，即得。
8.制備權(quán)利要求1至6所述的交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料的方法，包括如下步驟A、在20 110°C下將各原料在高速混合機(jī)上初步混合；B、將上述初步混合好的物料加入到雙輥混煉機(jī)，在120-180°C塑煉5-15分鐘，制得混合物料，然后出料切成片料；C、將冷卻后的片料進(jìn)行電子束輻照，輻照劑量為10 150kGy；輻照的速度控制在 10 20 m/min ；D、將輻照后的PVC片料放入油浴中發(fā)泡，油浴溫度設(shè)定在160 220°C，發(fā)泡時(shí)間為 5 20 min ；E、發(fā)泡完畢后，從油浴中取出，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交聯(lián)聚氯乙烯發(fā)泡材料及其制備方法。所述發(fā)泡材料由一定重量份數(shù)的聚氯乙烯、耐熱改性劑、PVC加工助劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、敏化劑、潤滑劑和無機(jī)填料，混合均勻后，經(jīng)混煉、造粒，擠出制成片料；經(jīng)過電子加速器輻照，而后放入油浴中發(fā)泡制得。所述聚氯乙烯能在不添加交聯(lián)聚合物或交聯(lián)劑的情況下，自身形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所制備的聚氯乙烯發(fā)泡材料交聯(lián)均勻，泡孔分散也均勻，且其生產(chǎn)成本低、效率高。
文檔編號(hào)C08K13/02GK102358794SQ20111025499
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者李永鴻, 謝映雪, 趙照, 陳廣建, 陳曉尚 申請(qǐng)人:佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司