专利名称：纳米碳酸钙改性硬聚氯乙烯型材的制作方法
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。
具体实施例方式
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1PVC/CPE纳米碳酸钙体系PVC100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2PVC/CPE纳米碳酸钙体系
PVC100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3PVC/CPE纳米碳酸钙体系PVC100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 4190 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)
表二(60框 壁厚2.5mm)
表三(88框 壁厚2.5mm)
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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号C08L27/06GK1640927SQ20041008471
公开日2005年7月20日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者季慧君, 朱明 , 颜培刚, 蒋旭华, 丁建文, 杨雪梅, 朱丽莹, 余海峰 申请人:上海建筑材料(集团)总公司