一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚氯乙烯技术领域，尤其涉及一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料。
【背景技术】
[0002]聚氯乙烯是一种用途广泛的通用塑料，它成本低廉，成型方便。作为高分子材料，其具有良好的物理机械性能、电气性能及耐化学腐蚀性能，并且产量大、价廉以及通过适当的配料及各种成型加工方法可以制成一系列由软到硬、性能各异的多种塑料制品，目前已被广泛应用于建筑、轻工、化工、电器、电线电缆等领域。聚氯乙烯材料也是汽车胶管常用的材料之一，但是在实际应用中，聚氯乙烯材料存在着耐热性差、受热易变形、耐老化性和阻燃性不是很理想的缺点，限制了其在汽车胶管领域的应用，必须通过多种方法对其进行物理化学改性。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料，其耐热性好，耐老化性和阻燃性能优异，用其制作的汽车胶管使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯5-20份、羧基丁苯胶乳5-12份、聚氨酯弹性体3-10份、聚乙烯醇缩丁醛2-10份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份、纳米氧化锌3-10份、氢氧化镁2-8份、氢氧化铝3-12份、季戊四醇5-15份、纳米碳酸钙2_10份、滑石粉3-15份、硼酸锌3-15份、磷酸三异丙苯酯5-12份、氨三乙酸锌2_4份、氨三乙酸钙3-5份、硬脂酸2-5份、环氧大豆油1-5份、聚乙烯蜡2-5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2-0.5份、三聚氰酸三烯丙酯0.2-1份、硅烷偶联剂2-5份、纳米氧化钇1-5份。
[0005]优选地，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯12-15份、羧基丁苯胶乳8-10份、聚氨酯弹性体5.8-7份、聚乙烯醇缩丁醛5.9-7份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3.2-4份、纳米氧化锌6-8.5份、氢氧化镁5.8-6.2份、氢氧化铝7-9份、季戊四醇10-12份、纳米碳酸钙5.5-6.3份、滑石粉8_11份、硼酸锌7_10份、磷酸三异丙苯酯8-9.5份、氨三乙酸锌2.9-3.4份、氨三乙酸钙3.8-4.2份、硬脂酸3-3.6份、环氧大豆油3.2-4份、聚乙烯蜡3.5-4份、亚磷酸酯类抗氧剂0.3-0.5份、三聚氰酸三烯丙酯0.5-0.8份、硅烷偶联剂2.8-3.5份、纳米氧化钇3.2-4份。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯13份、羧基丁苯胶乳9份、聚氨酯弹性体6.5份、聚乙烯醇缩丁醛6.3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3.8份、纳米氧化锌7份、氢氧化镁6份、氢氧化铝8份、季戊四醇11份、纳米碳酸钙6份、滑石粉9份、硼酸锌8.5份、磷酸三异丙苯酯9.2份、氨三乙酸锌3份、氨三乙酸钙4.2份、硬脂酸3.2份、环氧大豆油3.6份、聚乙烯蜡3.8份、亚磷酸酯类抗氧剂0.34份、三聚氰酸三烯丙酯0.7份、硅烷偶联剂3份、纳米氧化钇3.8份。
[0007]优选地，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备:按重量份将30-50份纳米氧化钇加入30-50份二甲苯中，搅拌均匀后加入10-20份甲基丙烯酸，在65-80°C下反应35-50min，然后调节温度为95-100°C，反应1.5_2h，反应结束后降温至室温，然后加入25-50份聚氯乙烯和50-100份四氢呋喃，在45-60°C下搅拌20_35min，然后加入0.5-2份过硫酸铵，反应3-5h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙烯。
[0008]优选地，所述稀土改性聚氯乙烯按照以下工艺进行制备:按重量份将38份纳米氧化钇加入40份二甲苯中，搅拌均匀后加入15份甲基丙烯酸，在67°C下反应40min，然后调节温度为98°C，反应1.7h，反应结束后降温至室温，然后加入35份聚氯乙烯和70份四氢呋喃，在55°C下搅拌30min，然后加入1.3份过硫酸铵，反应4h，反应结束后甲苯抽提，然后干燥得到所述稀土改性聚氯乙稀;
[0009]优选地，在稀土改性聚氯乙烯的制备过程中，所述纳米氧化钇的平均粒径为65_86nm0
[0010]优选地，所述纳米氧化锌的平均粒径为10-35mn ;所述纳米碳酸钙的平均粒径为15_40nmo
[0011]本发明中选择了稀土改性聚氯乙烯为主料，赋予复合材料优异的耐热性、耐老化性和阻燃性，优选方式中，在稀土改性聚氯乙烯的制备过程中，首先选择了纳米氧化钇与甲基丙烯酸进行反应，得到了甲基丙烯酸钇，与聚氯乙烯混合后，在过硫酸铵的引发下，将热稳定的甲基丙烯酸钇接枝到了聚氯乙烯分子中，一方面，形成了以稀土离子为中心的立体交联结构，使聚氯乙烯分子的构象从稳定性小的平面锯齿式的间同立构转变成了稳定性大的全同立构，有效阻止了长共轭多烯的形成，从而提高了聚氯乙烯的分解温度，改善了稀土改性聚氯乙烯的热稳定性和耐老化性，另一方面，甲基丙烯酸钇能作为HC1的吸收剂，使得稀土改性聚氯乙烯分子链上自身带有能够有效提高热稳定的链段，进一步改善了聚氯乙烯分子的热稳定性和耐老化性；配合稀土改性聚氯乙烯加入的聚偏氟乙烯、羧基丁苯胶乳、聚氨酯弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与稀土改性聚氯乙烯具有很好的相容性，通过调节各物质的含量，使其性能协同，一方面，与纳米碳酸钙、滑石粉和磷酸三异丙苯酯配合，改善了因稀土离子的加入引起的聚氯乙烯脆性大的缺陷，另一方面，提高了体系的耐热性、机械强度、耐紫外线性、加工性、耐磨性，改善了复合材料的耐老化性；纳米氧化锌、氢氧化镁、氢氧化铝、纳米碳酸钙、滑石粉、硼酸锌、纳米氧化钇通过上述比例加入体系中，在硅烷偶联剂的辅助下，在体系中分散均匀，与体系的相容性好，一方面与季戊四醇、磷酸三异丙苯酯配合，赋予复合材料优异的阻燃性，使复合材料的氧指数达到42以上，另一方面，与纳米氧化钇和亚磷酸酯类抗氧剂配合，提高了复合材料的耐热性、耐老化性和机械强度；三聚氰酸三烯丙酯加入体系中具有交联的作用，提高体系强度的同时进一步提高了复合材料的阻燃性。
[0012]对本发明所述汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料进行性能检测，其抗张强度彡18.9MPa，断裂伸长率彡450% ;经过136°C X 168h老化后，抗张强度保留率彡92.3%，断裂伸长率保留率彡93.4%。
【具体实施方式】
[0013]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0014]实施例1
[0015]本发明提出的一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯5份、羧基丁苯胶乳12份、聚氨酯弹性体3份、聚乙烯醇缩丁醛10份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份、纳米氧化锌10份、氢氧化镁2份、氢氧化铝12份、季戊四醇5份、纳米碳酸钙10份、滑石粉3份、硼酸锌15份、磷酸三异丙苯酯5份、氨三乙酸锌4份、氨三乙酸钙3份、硬脂酸5份、环氧大豆油1份、聚乙烯蜡5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2份、三聚氰酸三烯丙酯1份、硅烷偶联剂2份、纳米氧化钇1份。
[0016]实施例2
[0017]本发明提出的一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯20份、羧基丁苯胶乳5份、聚氨酯弹性体10份、聚乙烯醇缩丁醛2份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、纳米氧化锌3份、氢氧化镁8份、氢氧化铝3份、季戊四醇15份、纳米碳酸钙2份、滑石粉15份、硼酸锌3份、磷酸三异丙苯酯12份、氨三乙酸锌2份、氨三乙酸钙5份、硬脂酸2份、环氧大豆油5份、聚乙烯蜡2份、亚磷酸酯类抗氧剂0.5份、三聚氰酸三烯丙酯0.2份、硅烷偶联剂5份、纳米氧化钇5份。
[0018]实施例3
[0019]本发明提出的一种汽车胶管用高阻燃耐老化聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:稀土改性聚氯乙烯100份、聚偏氟乙烯12份、羧基丁苯胶乳10份、聚氨酯弹性体5.8份、聚乙烯醇缩丁醛7份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3.2份、纳米氧化锌8.5份、氢氧化镁5.8份、氢氧化铝9份、季戊四醇12份、纳米碳酸钙6.3份、滑石粉8份、硼酸锌10份、磷酸三异丙苯酯8份、氨三乙酸锌3.4份、氨三乙酸钙3.8份、硬脂酸3.6份、环氧大豆油3.2份、聚乙烯蜡4份、亚磷酸酯类抗氧剂0.3份、三聚氰酸三烯丙酯0.8份、硅烷偶联剂2.8份、纳米氧化乾4份；