专利名称：一种交联聚氯乙烯发泡材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种交联聚氯乙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，泡沫夹芯材料在风能、船舶、轨道交通、建筑等领域得到广泛应用。使用低密度的泡沫芯材增加夹层结构的厚度，可以在重量增加很少的前提下大幅度提高结构刚度，达到减重及增强的效果。而且，与非金属蜂窝芯材相比，泡沫芯材更易于加工，尤其是对于复杂的异型件，其可大大降低其加工成本。因此，在提倡节能减排的现在，泡沫夹芯材料是最理想的轻质高强结构材料之一。交联聚氯乙烯发泡材料是复合材料夹层结构的一种理想芯材，它具有极佳的比刚度、比强度，压缩、拉伸、剪切和弯曲性能优良，同时还有良好的尺寸稳定性和可加工性， 可应用于多种领域，如在风力发电机的叶片、机舱罩、导流罩中，地铁、动车、客车的车头、车顶、隔仓板中，休闲游艇、工作艇的船壳、甲板中等等，为这些产品提供高强、轻质和隔音等性能。目前，国内外的交联PVC发泡材料是以乙烯基聚合物为基础，通过贯穿的聚氨酯聚合网络修正的刚性交联结构泡沫材料。以这种方法进行生产造成工艺复杂，对设备的要求很高。例如，中国专利CN 101580573A公布了一种改进的交联聚氯乙烯结构泡沫及其制备方法，该泡沫由100份聚氯乙烯树脂、30-120份异氰酸酯、0. 05-10份环氧组分、1-12份发泡剂、0. 5-10份三嗪化合物、1-30份酸酐制备而成，采用模压半发泡再用热水浴或蒸汽膨胀的方法。其缺点是PVC需依赖聚氨酯贯穿的网络结构来实现交联结构，这使得交联PVC 泡沫的生产工艺很复杂，首先，要使聚氨酯产生贯穿的网络结构比较困难的，其需要对聚氨酯进行预处理；其次，要使PVC均勻地插入该贯穿的网络结构中对整个生产工艺要求苛刻， 而且还需采用精良的设备。同时，复杂的工艺及原料中聚氨酯的加入，也使得产品的成本大大提高。因此，目前国内仅有一家企业生产该类交联PVC泡沫。导致上述缺点的原因是一般的方法很难使PVC自身形成交联结构。
发明内容
本发明旨在给出一种生产工艺简单、效率高、成本低、发泡泡孔分布更均勻、闭孔率更高，而且强度高、质量轻的交联聚氯乙烯发泡材料及其制备方法。本发明所述的交联聚氯乙烯发泡材料，由下述重量份数的材料制备而成聚氯乙烯100份；耐热改性剂10-60份；PVC加工助剂1-10份；增塑剂1-15份；稳定剂1_15份； 发泡剂1-10份；敏化剂1-10份；润滑剂0. 2-10份；无机填料1-25份。一种制备上述交联聚氯乙烯发泡材料的方法，包括如下步骤
A、在20 110°C下将各原料在高速混合机上初步混合；
B、将上述初步混合好的物料加入到密炼机中，在130 190°C混炼造粒，再用挤出机或开炼机制成片料；C、将冷却后的片料进行电子束辐照，辐照剂量为10 150kGy；辐照的速度控制在 10 20 m/min ；
D、将辐照后的片料放入油浴中发泡，油浴温度设定在160 220°C，发泡时间为5 20
min ；
E、发泡完毕后，从油浴中取出，即得。一种制备上述交联聚氯乙烯发泡材料的方法，包括如下步骤
A、在20 110°C下将各原料在高速混合机上初步混合；
B、将上述初步混合好的物料加入到双辊混炼机，在120-180°C塑炼5 15分钟，制得混合物料，然后出料切成片料；
C、将冷却后的片料进行电子束辐照，辐照剂量为10 150kGy；辐照的速度控制在 10 20 m/min ；
D、将辐照后的PVC片料放入油浴中发泡，油浴温度设定在160 220°C，发泡时间为 5 20 min ；
E、发泡完毕后，从油浴中取出，即得。上述配方中，所述耐热改性剂可为ABS、AS、耐热改性剂X-1202、S700N、CPVC中的一种或多种。上述的配方中，增塑剂无特别要求，可以选择使用塑料加工过程中常用的普通增塑剂和一些耐迁移的高分子增塑剂。例如，增塑剂可选自如下物质的一种或多种邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异辛酯、间苯二甲酸二异辛酯、乙烯-CO共聚物(ECO)、EVA-CO三元共聚物和氯化聚乙烯(CPE)。在上述的配方中，优选的稳定剂为硬脂酸类稳定剂或有机锡稳定剂中的一种或多种；其中，硬脂酸类稳定剂可以为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉和/或硬脂酸锌。在上述的配方中，发泡剂的分解温度需与PVC的加工温度相匹配。发泡剂可为偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)、二亚硝基亚次甲基四胺、对甲基磺酰胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。在上述的配方中，优选的敏化剂选自于丙烯酸酯类和/或甲基丙烯酸酯类物质， 更优选为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA )、一缩二乙二醇二丙烯酸酯(DGDA)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯中的一种或多种。在上述配方中，所述的润滑剂可为硅油、石蜡、PE蜡、氧化PE蜡、硬脂醇、环氧大豆油中的一种或多种。在上述配方中，PVC加工助剂为高分子量的丙烯酸酯类加工助剂，优选为 ACR-530、PA-530中的一种或多种。在上述配方中，所述的无机填料可为氧化锌、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土等中的一种或多种。其中优选使用氧化锌和碳酸钙两种，氧化锌能够调整发泡剂的分解温度， 碳酸钙有助于成核。另外，在本发明的上述配方中，还可以使用适量的常规颜料或无机粒子填料。本发明所述的交联聚氯乙烯发泡材料的制备方法，引入了电子束辐照交联技术， 经过电子束辐照，PVC能在不添加其它交联聚合物或交联剂的情况下，自身形成三维网状结构，这大幅提高了交联分布的均勻性，使发泡时泡孔分散得更加均勻；同时，也大大降低了成本，提高了生产效率。而且，辐照参数可控，通过设定辐照的强度及辐照速度，可控制交联度，从而保证板材达到规定的交联度指标，使发泡泡孔分布均勻，同时还能实现更高的闭孔率。从而，泡孔的孔径也可通过控制交联度来设计。
具体实施方式
实施例权利要求
1.一种交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于由下述重量份数的材料制备而成聚氯乙烯100份；耐热改性剂10 60份；PVC加工助剂1 10份；增塑剂1 15份；稳定剂 1 15份；发泡剂1 10份；敏化剂1 10份；润滑剂0. 2 10份；无机填料1 25份。
2.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述耐热改性剂为八85、々5、耐热改性剂乂-1202、570(^、氯化聚氯乙烯(CPVC)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、二亚硝基亚次甲基四胺、对甲基磺酰胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、一缩二乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述PVC加工助剂为 ACR-530 和 / 或 PA-530。
6.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述无机填料为氧化锌、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土中的一种或多种。
7.制备权利要求1至6所述的交联聚氯乙烯发泡材料的方法，包括如下步骤A、在20 110°C下将各原料在高速混合机上初步混合；B、将上述初步混合好的物料加入到密炼机中，在130-190°C混炼造粒，再用挤出机或开炼机制成片料；C、将冷却后的片料进行电子束辐照，辐照剂量为10 150kGy；辐照的速度控制在 10 20 m/min ；D、将辐照后的片料放入油浴中发泡，油浴温度设定在160 220°C，发泡时间为5 20min ；E、发泡完毕后，从油浴中取出，即得。
8.制备权利要求1至6所述的交联聚氯乙烯发泡材料的方法，包括如下步骤A、在20 110°C下将各原料在高速混合机上初步混合；B、将上述初步混合好的物料加入到双辊混炼机，在120-180°C塑炼5-15分钟，制得混合物料，然后出料切成片料；C、将冷却后的片料进行电子束辐照，辐照剂量为10 150kGy；辐照的速度控制在 10 20 m/min ；D、将辐照后的PVC片料放入油浴中发泡，油浴温度设定在160 220°C，发泡时间为 5 20 min ；E、发泡完毕后，从油浴中取出，即得。
全文摘要
本发明公开了一种交联聚氯乙烯发泡材料及其制备方法。所述发泡材料由一定重量份数的聚氯乙烯、耐热改性剂、PVC加工助剂、增塑剂、稳定剂、发泡剂、敏化剂、润滑剂和无机填料，混合均匀后，经混炼、造粒，挤出制成片料；经过电子加速器辐照，而后放入油浴中发泡制得。所述聚氯乙烯能在不添加交联聚合物或交联剂的情况下，自身形成三维网状结构。所制备的聚氯乙烯发泡材料交联均匀，泡孔分散也均匀，且其生产成本低、效率高。
文档编号C08K13/02GK102358794SQ20111025499
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者李永鸿, 谢映雪, 赵照, 陈广建, 陈晓尚 申请人:佛山佛塑科技集团股份有限公司