Pvc交聯(lián)發(fā)泡材料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PVC交聯(lián)發(fā)泡材料及其生產(chǎn)工藝。所述交聯(lián)發(fā)泡材料由聚氯乙烯，不飽和酸酐，引發(fā)劑和穩(wěn)定劑經(jīng)混煉得到A料，再將A料與由環(huán)氧樹脂，發(fā)泡劑，發(fā)泡助劑，固化促進(jìn)劑和成核劑組成的B料混合，經(jīng)擠出，交聯(lián)，發(fā)泡制得。本發(fā)明將不飽和酸酐熔融接枝到聚氯乙烯鏈上形成大分子固化劑，再與環(huán)氧樹脂固化交聯(lián)，并同時(shí)使材料發(fā)泡。環(huán)氧樹脂固化后在聚氯乙烯基體中可形成均勻分散、不溶不熔、具有較強(qiáng)錨固作用的三維網(wǎng)狀硬直交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使所制得的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料交聯(lián)均勻，泡孔分散均勻，成型收縮率低，具有較高的拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度以及優(yōu)良的耐熱性。本發(fā)明所提供的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，效率高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】PVC交聯(lián)發(fā)泡材料及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種PVC交聯(lián)發(fā)泡材料及其生產(chǎn)工藝，屬于高分子材料加工與生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]聚烯烴發(fā)泡材料是一種以氣體為填料的復(fù)合材料，與普通的聚烯烴塑料相比，它具有許多優(yōu)越的性能，如密度低、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、緩沖性強(qiáng)以及隔音隔熱效果好等。因此其在建筑、汽車、電子、化工與機(jī)械等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
[0003]PVC作為一種可通過非石油資源生產(chǎn)的聚合物，其原料豐富、生產(chǎn)成本低，因此得到了廣泛的使用。但是，其高溫熔融時(shí)粘度偏低，不適合常規(guī)發(fā)泡生產(chǎn)工藝。解決這一問題的主要方法是使PVC部分交聯(lián)，以提高其熔體粘度。現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用輻照交聯(lián)、自由基交聯(lián)以及偶聯(lián)劑交聯(lián)等方法。
[0004]如中國專利CN201010171364.8、CN201110254995.0等公開了一種通過輻照交聯(lián)
制備PVC發(fā)泡材料的方法，但是其采用的輻照交聯(lián)設(shè)備極其昂貴，且存在輻射污染對(duì)人體
有一定的危害。
[0005]中國專利CN99123813.3、CN201110205931.1等公開了在熔融狀態(tài)下，采用自由基引發(fā)劑引發(fā)PVC鏈的自由基交聯(lián)，制備PVC發(fā)泡板的方法，在這一類方法中，由于PVC是以主鏈形式的交聯(lián)，其交聯(lián)點(diǎn)的錨固作用相對(duì)較低，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致在發(fā)泡的過程中容易開孔，使發(fā)泡材料的隔音隔熱性以及強(qiáng)度降低。
[0006]中國專利CN201110320450.5等中采用硅烷類或鈦酸酯類偶聯(lián)劑使PVC交聯(lián)。
[0007]美國專利US2576749、US3200089和中國專利CN201110255967.0等中采用酸酐或含環(huán)氧基團(tuán)小分子接枝改性PVC，再利用異氰酸酯類偶聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，這一類利用偶聯(lián)劑交聯(lián)的方法雖然通過接枝反應(yīng)的方式進(jìn)行交聯(lián)，增強(qiáng)了 PVC交聯(lián)點(diǎn)之間的錨固作用，但是生產(chǎn)過程中需要引入水或水蒸氣來催化交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生，這使得生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本增加。
[0008]中國專利CN201010109199.3和CN201010279784.8中公開了利用環(huán)氧樹脂的固化來制備交聯(lián)的PVC材料，在其公開的技術(shù)方案中，只是簡(jiǎn)單的將環(huán)氧樹脂，固化劑以及PVC共混后再固化，這樣容易造成交聯(lián)不均勻，不利于用于制備發(fā)泡材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種PVC交聯(lián)發(fā)泡材料及其生產(chǎn)工藝。通過熔融接枝，在PVC鏈上引入酸酐固化劑，利用環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，使PVC均勻交聯(lián)，交聯(lián)點(diǎn)錨固作用強(qiáng)；并通過選擇合適的發(fā)泡劑與助發(fā)泡劑配方來調(diào)節(jié)發(fā)泡溫度，使固化交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，從而使泡孔分散均勻，達(dá)到材料成型收縮率低，具有較高的拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度以及優(yōu)良的耐熱性的目的。
[0010]本發(fā)明所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，由以下組分組成:
[0011]A料:100重量份的聚氯乙烯，3~10重量份的不飽和酸酐，0.1~0.5重量份的引發(fā)劑和0.1~0.5重量份的穩(wěn)定劑；
[0012]B料:5~10重量份的環(huán)氧樹脂，0.3~3重量份的發(fā)泡劑，0.5~1.5重量份的發(fā)泡助劑，0.1~0.5重量份的固化促進(jìn)劑和0.5~1.5重量份的成核劑。
[0013]其中，所述的不飽和酸酐是指分子中含有不飽和碳碳雙鍵的酸酐，可以是順丁烯二酸酐、降冰片烯二酸酐、四氫苯酐或甲基四氫苯酐中的一種或多種。
[0014]上述不飽和酸酐中的不飽和碳碳雙鍵在自由基引發(fā)劑的熱引發(fā)下，可以和所述的PVC樹脂發(fā)生接枝反應(yīng)，使酸酐接枝到聚氯乙烯主鏈上，得到酸酐接枝的PVC大分子固化劑，以順
[0015]丁烯二酸酐為例，其反應(yīng)過程可以用式(I)來描述:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，該材料由以下組份組成: A料:100重量份的聚氯乙烯，3~10重量份的不飽和酸酐，0.1~0.5重量份的引發(fā)劑和0.1~0.5重量份的穩(wěn)定劑； B料:5~10重量份的環(huán)氧樹脂，0.3~3重量份的發(fā)泡劑，0.5~1.5重量份的發(fā)泡助劑，0.1~0.5重量份的固化促進(jìn)劑和0.5~1.5重量份的成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的不飽和酸酐是指分子中含有不飽和碳碳雙鍵的酸酐，為順丁烯二酸酐、降冰片烯二酸酐、四氫苯酐或甲基四氫苯酐中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的不飽和酸酐經(jīng)過混煉工序，利用其分子中含有的不飽和碳碳雙鍵接枝到聚氯乙烯主鏈上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過氧化物引發(fā)劑，為過氧化二苯甲酰、過氧化二叔丁基或過氧化二異丙苯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑，為二月桂酸二丁基錫，二月桂酸二正苯基錫，雙(硫代甘醇酸異辛脂)二正苯基錫或雙(硫代甘醇酸異辛酯)二正丁基錫中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P VC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，雙酚F型環(huán)氧樹脂或者酚醛型環(huán)氧樹脂中的一種，環(huán)氧當(dāng)量為0.38~.0.56eq/100g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺；所述的發(fā)泡助劑由氧化鋅和硬脂酸組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的固化促進(jìn)劑為甲基咪唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料，其特征在于，所述的成核劑為滑石粉，粒度為4000~5000目。
10.一種權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的PVC交聯(lián)發(fā)泡材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將100重量份的聚氯乙烯，3~10重量份的不飽和酸酐，0.1~0.5重量份的引發(fā)劑和0.1~0.5重量份的穩(wěn)定劑在加入到密煉機(jī)中，在150~170°C下混煉10~15分鐘后造粒，得到A料； (2)將上述得到的A料與由5~10重量份的環(huán)氧樹脂，0.3~3重量份的發(fā)泡劑，0.5~.1.5重量份的發(fā)泡助劑，0.1~0.5重量份的固化促進(jìn)劑和0.5~1.5重量份的成核劑組成的B料在高速混合機(jī)上混合均勻后，經(jīng)擠出機(jī)組擠出，得到可發(fā)性板材，其中擠出機(jī)的溫度為:機(jī)筒I區(qū)130°C，機(jī)筒II區(qū)140°C，機(jī)筒III區(qū)150°C，模頭區(qū)160°C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20~30轉(zhuǎn)/分鐘； (3)將上述得到的可發(fā)性板材，在成型板模中加熱，進(jìn)行交聯(lián)和發(fā)泡，加熱程序依次為:110~130°C下，加熱40~60分鐘，進(jìn)行預(yù)固化交聯(lián)；140~160°C下，加熱20~40分鐘，進(jìn)行進(jìn)一步固化交聯(lián)，使環(huán)氧樹脂固化程度達(dá)到60%以上；再將模具溫度加熱到發(fā)泡劑的分解溫度170~200°C之間，時(shí)間為5~20分鐘，使發(fā)泡劑充分分解，同時(shí)交聯(lián)反應(yīng)完成，即制得PVC交聯(lián)發(fā)泡材料。
【文檔編號(hào)】C08J9/10GK103788557SQ201410039533
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】周學(xué)衛(wèi), 苗祥成, 王根林, 孫鋒, 苗偉 申請(qǐng)人:山東博拓塑業(yè)股份有限公司