本发明涉及环保材料
技术领域：
，特别涉及添加有植物甾醇的PVC环保材料及其制备方法。
背景技术：
：PVC材料即聚氯乙烯，它是世界上产量最大的塑料产品之一。其价格便宜，应用广泛，具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点，可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯还用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。但PVC材料同时也存在如下缺点：如韧性差，受冲击时极易脆裂，因此不能用作结构材料。另外，聚氯乙烯的脆性受温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15℃，软质PVC的使用下限为-30℃。并且，PVC材料的热稳定性差，在100℃时就开始分解，高于150℃时分解更加迅速。因此，在一定程度上这些缺陷限制了其使用。目前，国内市场流通的PVC改性材料主要是通过添加铅稳定剂来保证加工稳定性和提高抗冲击强度，但铅稳定剂属于非环保材料，废弃后给环境带来了不可忽视的污染，不能满足环保要求。并且还容易受环境中硫化物的污染出现花斑。因而开发一种新型PVC材料以提高材料的抗冲击强度等物理性能，同时提高其环保性能就显得十分必要。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了添加有植物甾醇的PVC环保材料，通过采用特定的原料进行组合，配合特定的生产工艺，得到了添加有植物甾醇的PVC环保材料，其抗冲击强度高，不易热分解，韧性强，绝缘性能好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：添加有植物甾醇的PVC环保材料，由下列重量份的原料制成：PVC树脂70-80份、聚乙烯醇50-60份、三乙醇胺硼酸酯35-45份、邻苯二甲酸二异癸酯30-40份、乙酰柠檬酸三丁酯25-35份、环氧大豆油15-18份、双季戊四醇六丙烯酸酯12-16份、乙二胺四乙酸二钠10-14份、香茅油8-10份、重晶石粉6-8份、硬脂酸钡6-8份、气相白炭黑4-6份、氧化聚乙烯蜡4-6份、植物甾醇2-4份、魔芋粉2-4份、茶皂素1-3份、助剂3-5份、硅烷偶联剂3-5份。优选地，所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。优选地，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂A187中的任意一种。所述的添加有植物甾醇的PVC环保材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25-35分钟，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135-145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660-680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0-5.5，再于90℃搅拌5-7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70-80℃下，反应18-20分钟；再在90-100℃下，反应12-15分钟；最后在120℃下熟化2-3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品。优选地，所述步骤（2）中，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W。优选地，所述步骤（5）中，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125-135℃，熔融段175-185℃，均化段230-240℃，机头185-195℃，模口195-205℃，螺杆转速为45-55转/分。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的添加有植物甾醇的PVC环保材料以PVC树脂、聚乙烯醇、三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯为主要成分，通过加入环氧大豆油、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠、香茅油、重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑、氧化聚乙烯蜡、植物甾醇、魔芋粉、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的PVC环保材料抗冲击强度高，不易热分解，韧性强，绝缘性能好，提升了材料应用水平。（2）本发明的添加有植物甾醇的PVC环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1按照重量份数准确称取PVC树脂70份、聚乙烯醇50份、三乙醇胺硼酸酯35份、邻苯二甲酸二异癸酯30份、乙酰柠檬酸三丁酯25份、环氧大豆油15份、双季戊四醇六丙烯酸酯12份、乙二胺四乙酸二钠10份、香茅油8份、重晶石粉6份、硬脂酸钡6份、气相白炭黑4份、氧化聚乙烯蜡4份、植物甾醇2份、魔芋粉2份、茶皂素1份、助剂3份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌5小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应18分钟；再在90℃下，反应12分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125℃，熔融段175℃，均化段230℃，机头185℃，模口195℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例2按照重量份数准确称取PVC树脂75份、聚乙烯醇55份、三乙醇胺硼酸酯40份、邻苯二甲酸二异癸酯35份、乙酰柠檬酸三丁酯30份、环氧大豆油16份、双季戊四醇六丙烯酸酯14份、乙二胺四乙酸二钠12份、香茅油9份、重晶石粉7份、硬脂酸钡7份、气相白炭黑5份、氧化聚乙烯蜡5份、植物甾醇3份、魔芋粉3份、茶皂素2份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.3，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应14分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例3按照重量份数准确称取PVC树脂80份、聚乙烯醇60份、三乙醇胺硼酸酯45份、邻苯二甲酸二异癸酯40份、乙酰柠檬酸三丁酯35份、环氧大豆油18份、双季戊四醇六丙烯酸酯16份、乙二胺四乙酸二钠14份、香茅油10份、重晶石粉8份、硬脂酸钡8份、气相白炭黑6份、氧化聚乙烯蜡6份、植物甾醇4份、魔芋粉4份、茶皂素3份、助剂5份、硅烷偶联剂A1875份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂A187和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.5，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在80℃下，反应20分钟；再在100℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段185℃，均化段240℃，机头195℃，模口205℃，螺杆转速为55转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例4按照重量份数准确称取PVC树脂80份、聚乙烯醇50份、三乙醇胺硼酸酯45份、邻苯二甲酸二异癸酯30份、乙酰柠檬酸三丁酯35份、环氧大豆油15份、双季戊四醇六丙烯酸酯16份、乙二胺四乙酸二钠10份、香茅油10份、重晶石粉6份、硬脂酸钡8份、气相白炭黑4份、氧化聚乙烯蜡6份、植物甾醇2份、魔芋粉4份、茶皂素1份、助剂5份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应20分钟；再在90℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段175℃，均化段240℃，机头185℃，模口205℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例1按照重量份数准确称取PVC树脂75份、聚乙烯醇55份、三乙醇胺硼酸酯40份、邻苯二甲酸二异癸酯35份、乙酰柠檬酸三丁酯30份、环氧大豆油16份、乙二胺四乙酸二钠12份、香茅油9份、重晶石粉7份、硬脂酸钡7份、气相白炭黑5份、氧化聚乙烯蜡5份、植物甾醇3份、魔芋粉3份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡、魔芋粉，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、香茅油、植物甾醇、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.3，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应14分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例2按照重量份数准确称取PVC树脂80份、聚乙烯醇50份、三乙醇胺硼酸酯45份、邻苯二甲酸二异癸酯30份、乙酰柠檬酸三丁酯35份、环氧大豆油15份、双季戊四醇六丙烯酸酯16份、乙二胺四乙酸二钠10份、重晶石粉6份、硬脂酸钡8份、气相白炭黑4份、氧化聚乙烯蜡6份、植物甾醇2份、茶皂素1份、助剂5份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入氧化聚乙烯蜡，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将PVC树脂、聚乙烯醇、环氧大豆油、植物甾醇、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应20分钟；再在90℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段175℃，均化段240℃，机头185℃，模口205℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的添加有植物甾醇的PVC环保材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的添加有植物甾醇的PVC环保材料分别进行抗冲击强度、热分解、断裂伸长率、介电强度这几项性能测试。表1 抗冲击强度（KJ/m2）热分解温度（℃）断裂伸长率（%）介电强度（MV/m）实施例121.9155≥280≥38实施例223.4170≥300≥43实施例323.0165≥290≥41实施例422.5160≥280≥39对比例113.8130≥230≥32对比例213.3125≥210≥30本发明的添加有植物甾醇的PVC环保材料以PVC树脂、聚乙烯醇、三乙醇胺硼酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、乙酰柠檬酸三丁酯为主要成分，通过加入环氧大豆油、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠、香茅油、重晶石粉、硬脂酸钡、气相白炭黑、氧化聚乙烯蜡、植物甾醇、魔芋粉、茶皂素、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的PVC环保材料抗冲击强度高，不易热分解，韧性强，绝缘性能好，提升了材料应用水平。本发明的添加有植物甾醇的PVC环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3