该发明涉及一种耐磨聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料产品之一，中国是pvc在全球消费量及进口量最大、发展最快和最具市场潜力的国家。聚氯乙烯产品根据含增塑剂量分为硬质、半硬质、软质三种材料。由于其具有抗化学腐蚀、难燃、电绝缘性优良、耐磨、机械强度较高等优点，因而，广泛应用在工业、农业、建筑、日用品、包装以及电力等领域。目前，聚氯乙烯材料在耐磨性能和力学强度需要进一步提升。该发明采用聚氯乙烯、改性聚苯胺、改性聚甲基丙烯酸丁酯、聚噻吩制备了耐磨聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的耐磨聚氯乙烯材料具有优异的耐磨性能和力学强度。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种耐磨聚氯乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的耐磨性能和力学强度。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种耐磨聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将甲基丙烯酸丁酯、镍负载铜、石墨烯和安息香甲醚按照质量份数比为100：57～70：20～30：0.3～1加入到反应器中，搅拌速度为85～95r/min，维持体系温度20～30℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、将油酸铜、油酸铝、镁粉、水、op-10和羧甲基纤维素按照质量份数比40：15～25：14～19：90～107：2～6：1～3加入到反应器中，搅拌速度为100～150r/min，维持体系温度15～20℃条件下反应0.4～1h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、将银负载铜、铜负载铝、甲酰苯胺、过硫酸铵和盐酸按照质量份数比25：35～50：70～85：0.3～0.8：23～37加入到反应釜中，搅拌速度为80～100r/min，维持体系温度25～30℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、将聚氯乙烯、改性聚苯胺、改性聚甲基丙烯酸丁酯、聚噻吩、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：34～46：17～26：10～15：2～8：5～9加入到开炼机中，用开炼机在温度156～185℃混合反应0.1～0.5h，用挤出机在温度158～190℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。该发明所述的耐磨聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将甲基丙烯酸丁酯、镍负载铜、石墨烯和安息香甲醚按照质量份数比为100：57～70：20～30：0.3～1加入到反应器中，搅拌速度为85～95r/min，维持体系温度20～30℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；所述的甲基丙烯酸丁酯的目的为了提高镍负载铜和石墨烯的分散性和稳定性；所述的镍负载铜和石墨烯的目的为了提高聚氯乙烯的耐磨性。(2)、将油酸铜、油酸铝、镁粉、水、op-10和羧甲基纤维素按照质量份数比40：15～25：14～19：90～107：2～6：1～3加入到反应器中，搅拌速度为100～150r/min，维持体系温度15～20℃条件下反应0.4～1h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；所述的油酸铜和油酸铝的目的为了一方面提供铜源和铝源，另一方面提高产物铜和铝的分散稳定性。(3)、将银负载铜、铜负载铝、甲酰苯胺、过硫酸铵和盐酸按照质量份数比25：35～50：70～85：0.3～0.8：23～37加入到反应釜中，搅拌速度为80～100r/min，维持体系温度25～30℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；所述的甲酰苯胺的目的为了提高银负载铜和铜负载铝的分散性和稳定性，生成的聚合物聚甲酰苯胺分解生成聚苯胺。(4)、将聚氯乙烯、改性聚苯胺、改性聚甲基丙烯酸丁酯、聚噻吩、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：34～46：17～26：10～15：2～8：5～9加入到开炼机中，用开炼机在温度156～185℃混合反应0.1～0.5h，用挤出机在温度158～190℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料；所述的聚噻吩的目的为了提高聚氯乙烯的耐磨性。该发明的有益效果在于：1、镍负载铜和石墨烯具有优异的耐磨性，在光照条件下，甲基丙烯酸丁酯逐步聚合，镍负载铜、石墨烯被固定在聚甲基丙烯酸丁酯结构中，从而提高镍负载铜和石墨烯在聚甲基丙烯酸丁酯中的分散性和稳定性，能提高聚氯乙烯的耐磨性和力学强度；2、油酸铜和油酸铝在含有金属镁的水溶液中被镁还原为单质，生成的油酸镁作为金属铜和金属铝的乳化剂使用，从而提高铜和铝的分散稳定性，而铜和铝具有优异的耐磨性，能提高聚氯乙烯的耐磨性；3、银负载铜、铜负载铝具有优异的耐磨性，在光照条件下，甲酰苯胺逐步聚合，银负载铜、铜负载铝被固定在聚甲酰苯胺结构中，从而提高银负载铜、铜负载铝在聚甲酰苯胺中的分散性和稳定性，改性聚甲酰苯胺在高温处理后，得到改性聚苯胺，能提高聚氯乙烯的耐磨性和力学强度；4、聚噻吩具有耐磨和力学性能，能提高聚氯乙烯的耐磨性和力学强度。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、65份镍负载铜、23份石墨烯和0.5份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为88r/min，维持体系温度23℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、20份油酸铝、17份镁粉、98份水、3份op-10和1.5份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为130r/min，维持体系温度16℃条件下反应0.6h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、43份铜负载铝、73份甲酰苯胺、0.4份过硫酸铵和27盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、43份改性聚苯胺、19份改性聚甲基丙烯酸丁酯、13份聚噻吩、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度160℃混合反应0.2h，用挤出机在温度170℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例2一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、57份镍负载铜、20份石墨烯和0.3份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度20℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、15份油酸铝、14份镁粉、90份水、2份op-10和1份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度15℃条件下反应0.4h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、35份铜负载铝、70份甲酰苯胺、0.3份过硫酸铵和23盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度25℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、34份改性聚苯胺、17份改性聚甲基丙烯酸丁酯、10份聚噻吩、2份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度156℃混合反应0.5h，用挤出机在温度158℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例3一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、70份镍负载铜、30份石墨烯和1份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为95r/min，维持体系温度30℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、25份油酸铝、19份镁粉、107份水、6份op-10和3份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为150r/min，维持体系温度20℃条件下反应1h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、50份铜负载铝、85份甲酰苯胺、0.8份过硫酸铵和37盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度30℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、46份改性聚苯胺、26份改性聚甲基丙烯酸丁酯、15份聚噻吩、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、9份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度185℃混合反应0.1h，用挤出机在温度190℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例4一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、60份镍负载铜、23份石墨烯和0.6份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为89r/min，维持体系温度25℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、19份油酸铝、17份镁粉、97份水、3份op-10和1.5份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为130r/min，维持体系温度19℃条件下反应0.7h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、41份铜负载铝、75份甲酰苯胺、0.7份过硫酸铵和28盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度29℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、36份改性聚苯胺、19份改性聚甲基丙烯酸丁酯、14份聚噻吩、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度165℃混合反应0.2h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例5一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、64份镍负载铜、28份石墨烯和0.8份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度29℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、23份油酸铝、16份镁粉、94份水、4份op-10和2份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为135r/min，维持体系温度18℃条件下反应0.7h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、43份铜负载铝、75份甲酰苯胺、0.6份过硫酸铵和29盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度29℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、39份改性聚苯胺、18份改性聚甲基丙烯酸丁酯、14份聚噻吩、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、8份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度166℃混合反应0.4h，用挤出机在温度170℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例6一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、65份镍负载铜、29份石墨烯和0.6份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为89r/min，维持体系温度28℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、22份油酸铝、16份镁粉、103份水、5份op-10和1.5份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为130r/min，维持体系温度17℃条件下反应0.6h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、41份铜负载铝、82份甲酰苯胺、0.6份过硫酸铵和29盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为96r/min，维持体系温度27℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、41份改性聚苯胺、23份改性聚甲基丙烯酸丁酯、12份聚噻吩、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、8份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度167℃混合反应0.3h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例7一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、59份镍负载铜、22份石墨烯和0.9份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度21℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、23份油酸铝、17份镁粉、105份水、5份op-10和1.8份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为125r/min，维持体系温度18℃条件下反应0.7h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、46份铜负载铝、73份甲酰苯胺、0.5份过硫酸铵和29盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为94r/min，维持体系温度29℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、38份改性聚苯胺、18份改性聚甲基丙烯酸丁酯、15份聚噻吩、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度175℃混合反应0.2h，用挤出机在温度180℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。实施例8一种耐磨聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份甲基丙烯酸丁酯、58份镍负载铜、28份石墨烯和0.7份安息香甲醚加入到反应器中，搅拌速度为92r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.5h，经2000w汞灯光照3s，得到改性聚甲基丙烯酸丁酯；(2)、称取40份油酸铜、15份油酸铝、19份镁粉、97份水、3份op-10和3份羧甲基纤维素加入到反应器中，搅拌速度为109r/min，维持体系温度18℃条件下反应0.6h，产物经500ml乙醇洗涤3次，50℃、-0.06mpa真空干燥0.5h，得到铜负载铝；(3)、称取25份银负载铜、44份铜负载铝、81份甲酰苯胺、0.7份过硫酸铵和27盐酸加入到反应釜中，搅拌速度为99r/min，维持体系温度26℃条件下反应0.4h，经1000w汞灯光照5s，产物经155℃、-0.08mpa真空干燥2h，即得到改性聚苯胺；(4)、称取100份聚氯乙烯、34份改性聚苯胺、23份改性聚甲基丙烯酸丁酯、15份聚噻吩、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度175℃混合反应0.1h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到耐磨聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加改性聚甲基丙烯酸丁酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加铜负载铝，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加改性聚苯胺，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加聚噻吩，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，配方中选用普通聚甲基丙烯酸丁酯替代实施例1中的改性聚甲基丙烯酸丁酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通铝替代实施例1中的铜负载铝，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，配方中选用普通聚苯胺替代实施例1中的改性聚苯胺，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～7制得的耐磨聚氯乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7耐磨性/转36683017293130673267276323152810拉伸强度/mpa5551494743454443以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12