Pvc復(fù)合改性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種PVC改性材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知PVC樹(shù)脂難加工的特性表現(xiàn)在它呈熱敏性，它的加工溫度和分解溫度比 較接近，存在耐熱性差、抗老化性、熔體熱強(qiáng)度低、流動(dòng)性差、容易產(chǎn)生熱變形、玻璃化溫度 低及低溫性能和沖擊強(qiáng)度差、樹(shù)脂間粘合力不高，容易發(fā)生熔融破碎，并且加工性能不好， 所以樹(shù)脂在加工設(shè)備中的停留時(shí)間要比一般樹(shù)脂長(zhǎng)，容易在設(shè)備的死角結(jié)焦分解，造成加 工成型困難等缺點(diǎn)。因此為了解決上述弊端，人們采用了共聚接枝、共混填充、增強(qiáng)、交聯(lián)等 物理及化學(xué)方法，對(duì)其進(jìn)行改性，制備出許多性能優(yōu)異的PVC材料，使其應(yīng)用的領(lǐng)域向縱深 發(fā)展。
[0003] 聚氯乙烯(PVC)是以氯乙烯為單體聚合得到的聚合物，屬于熱塑性塑料，具有化學(xué) 穩(wěn)定性好，力學(xué)性能高、電器絕緣性優(yōu)良、難燃自熄、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。但是由于在分子鏈中 含有短程的間規(guī)立構(gòu)，屬于無(wú)定型聚合物，在聚合過(guò)程中由于發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)和歧化反應(yīng) 會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的不飽和端基和支鏈，少量端基為引發(fā)劑的殘基，這些雜結(jié)構(gòu)的存在使PVC 的熱穩(wěn)定性下降，使用溫度不高、脆性大、不耐寒、低溫沖擊強(qiáng)度低、在熱、氧和光的作用下 易老化、發(fā)生降解等缺點(diǎn)，使用改性的方式，還容易使制品表面不光滑、尺寸穩(wěn)定性不好，影 響制品的加工性能，更重要的提高了成本增加了費(fèi)用。為了解決上述問(wèn)題，急需一種能夠解 決上述缺陷的新型的PVC改性產(chǎn)品的出現(xiàn)。因此通過(guò)對(duì)PVC復(fù)合材料的改性，生產(chǎn)塑料建材 型材產(chǎn)品，應(yīng)用在塑料門窗行業(yè)通過(guò)驗(yàn)證，該種材料生產(chǎn)塑料型材產(chǎn)品，進(jìn)一步提高了PVC 材料制品的拉伸強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、低溫沖擊韌性及電性能，降低了熱變形和高溫蠕變、耐 降解等性能，改善了制品的應(yīng)力集中、龜裂等缺點(diǎn)，避免了塑料型材在低溫寒冷地區(qū)使用的 缺陷，降低分子粒徑直徑并控制其一定形態(tài)，提高了拉伸屈服強(qiáng)度和低溫沖擊強(qiáng)度，改善其 透明性和光澤性，降低成型時(shí)的加工溫度，從而延長(zhǎng)了制品的使用壽命，這種材料應(yīng)用在農(nóng) 業(yè)、建筑、化工、電氣、機(jī)械和日常生活中，用途極為廣泛，特別是采用該種材料生產(chǎn)的塑料 型材成功的應(yīng)用在溫差較大的環(huán)境下使用，取得了良好的效果。但是現(xiàn)有PVC改性材料的分 子鏈上還存在一定量的不飽和雙鍵，會(huì)形成活性中心將導(dǎo)致延展性差、容易導(dǎo)致熔體破碎， 致使制品表面粗糙及無(wú)光澤的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有PVC改性材料的分子鏈上還存在一定量的不飽和雙 鍵，會(huì)形成活性中心將導(dǎo)致延展性差、容易導(dǎo)致熔體破碎，致使制品表面粗糙及無(wú)光澤的問(wèn) 題，而提供PVC復(fù)合改性材料及其制備方法。
[0005] PVC復(fù)合改性材料按重量份數(shù)由60~85份的PVC樹(shù)脂、3.5~10份的低溫增韌劑、4 ~9份的抗沖改性劑、2~5份的加工助劑、0.5~1份的表面活性劑、2~5份的復(fù)合穩(wěn)定劑、2 ~5份的遮蓋劑、0.1~0.5份的引發(fā)劑和0.5~4.5份的交聯(lián)劑制備而成。
[0006] PVC復(fù)合改性材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：
[0007] 一、稱量：按重量份數(shù)稱取60~85份的PVC樹(shù)脂、3.5~10份的低溫增韌劑、4~9份 的抗沖改性劑、2~5份的加工助劑、0.5~1份的表面活性劑、2~5份的復(fù)合穩(wěn)定劑、2~5份 的遮蓋劑、0.1~0.5份的引發(fā)劑和0.5~4.5份的交聯(lián)劑；
[0008] 二、預(yù)混：將步驟一中稱取的60~85份的PVC樹(shù)脂、2~5份的復(fù)合穩(wěn)定劑和2~5份 的遮蓋劑依次放入高速混合機(jī)中，在溫度為70°C~80°C和轉(zhuǎn)速為10r/min~15r/min下混合 5min~15min，得到預(yù)混物；
[0009] 三、分步混:將步驟一中稱取的3.5~10份的低溫增韌劑、2~5份的加工助劑和4~ 9份的抗沖改性劑依次放入高速混合機(jī)中，高速混合機(jī)設(shè)定溫度為110°C，啟動(dòng)高速混合機(jī) 在轉(zhuǎn)速為l〇r/min~15r/min下混合，當(dāng)高速混合機(jī)的混合溫度達(dá)到70~80°C時(shí)，加入0.5~ 1份的表面活性劑，繼續(xù)混合，至高速混合機(jī)的混合溫度達(dá)到ll〇°C時(shí)放料，得到分步混合 物；
[0010]四、終混：步驟二得到的預(yù)混物和步驟三得到的分步混合物依次放入高速混合機(jī) 中，再依次加入步驟一中稱取的0.5~4.5份的交聯(lián)劑和0.1~0.5份的引發(fā)劑，高速混合機(jī) 設(shè)定溫度為70~80°C，啟動(dòng)高速混合機(jī)在轉(zhuǎn)速為10r/min~15r/min下混合，當(dāng)高速混合機(jī) 的混合溫度達(dá)到70~80°C時(shí)停止混合，得到終混物；
[0011]五、擠出造粒:將步驟四得到的終混物轉(zhuǎn)移至擠出機(jī)中，依次通過(guò)擠出機(jī)的剪切、 混煉、捏合和冷卻制粒，得到PVC復(fù)合改性材料;擠出過(guò)程從料口到口模處的工藝溫度分別 為：1區(qū)：160~165°C，2區(qū)：165~170°C，3區(qū)：175~180°C，4區(qū)：180~185°C，5區(qū)：185~190 °C，6區(qū)：195~205°C，熔體壓力不超過(guò)lOMPa。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0013] -、本發(fā)明技術(shù)的特點(diǎn)，在加工生產(chǎn)PVC材料時(shí)，根據(jù)PVC塑料是以PVC樹(shù)脂為載體 的特點(diǎn)，采用加入各種塑料助劑制備成多組分塑料，改變配方采用獨(dú)有的纖維分布結(jié)構(gòu)，提 高材料的抗蠕變性能，提高低溫沖擊性能，制得程度不同及多種功能的塑料材料和制品，提 尚廣品的適用性。
[0014] 二、本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合改性材料中，是通過(guò)分子間或化學(xué)鍵力與聚合物材料相結(jié) 合，將其自身的特殊性能與聚合物材料的基本性能融為一體，在增強(qiáng)材料與聚合物相互纏 結(jié)的作用力中，使兩者有充分的親和力以其達(dá)到增強(qiáng)的目的。因此改性的PVC復(fù)合材料，具 有密度低、強(qiáng)度高、加工快，可回收等特點(diǎn)，屬于高性能、低成本、綠色環(huán)保的新型復(fù)合材料， 并部分替代了價(jià)格昂貴的工程塑料。
[0015] 三、本發(fā)明制備的PVC復(fù)合改性材料，克服了 PVC對(duì)熱敏感、熱穩(wěn)定性差、耐老化性 及抗變形性差缺點(diǎn)，提高了制品拉伸強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性，沖擊韌性、熱穩(wěn)定性及電性能，降低 了熱變形和高溫蠕變等性能，改善制品應(yīng)力集中，龜裂等缺點(diǎn)，從而延長(zhǎng)制品使用性命等而 制備出性能優(yōu)異的制品材料。與改性前后對(duì)比，老化性能由改性前的拉伸強(qiáng)度4.5MPa提高 到7.6MPa，沖擊脆化溫度有原來(lái)的-20°C提高到-40°C。
[0016] 四、與現(xiàn)有PVC材料相比，PVC交聯(lián)有助于提高材料的拉伸強(qiáng)度。
[0017] 五、與現(xiàn)有PVC材料相比，PVC交聯(lián)有助于提高材料的熱穩(wěn)定性。
[0018] 六、與現(xiàn)有PVC材料相比，本發(fā)明制備的PVC復(fù)合改性材料提高材料的電絕緣性。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式是PVC復(fù)合改性材料，按重量份數(shù)由60~85份的PVC 樹(shù)脂、3.5~10份的低溫增韌劑、4~9份的抗沖改性劑、2~5份的加工助劑、0.5~1份的表面 活性劑、2~5份的復(fù)合穩(wěn)定劑、2~5份的遮蓋劑、0.1~0.5份的引發(fā)劑和0.5~4.5份的交聯(lián) 劑制備而成。
[0020] PVC樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性，決定其質(zhì)量的重要因素，可以直接影響加工性能和使用壽 命，研究PVC就是考慮PVC樹(shù)脂本身固有的分子結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)就造成具備有不穩(wěn)定的因 素，因此本發(fā)明在原有改性的基礎(chǔ)上，增加 PVC熔體的粘彈性，從而改善離模膨脹和提高熔 體強(qiáng)度，改善聚合物的分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、微結(jié)晶的方向、交聯(lián)程度等，從而將線性支鏈結(jié)構(gòu) 變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使聚合物對(duì)強(qiáng)韌性、沖擊性更好，對(duì)提高PVC的性能更加有力，滿足了一 些特殊條件下的需要，擴(kuò)展了 PVC的應(yīng)用場(chǎng)合。
【具體實(shí)施方式】 [0021] 二:本實(shí)施方式與一的不同點(diǎn)是:所述的PVC樹(shù)脂為硬 度值在70的PVC樹(shù)脂。其他與一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同點(diǎn)是:所述的遮蓋 劑為金紅石型二氧化鈦。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】四：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同點(diǎn)是：所述的低溫 增韌劑為粉末丁腈橡膠。其他與【具體實(shí)施方