专利名称：一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法
技术领域：
本发明涉及炭黑填充硬质聚氯乙烯材料，具体涉及一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，塑料的高电绝缘性在许多场合变成了缺点，导电塑料的研究已势在必行。目前，最适用的当数整体复合型导电塑料。导电塑料中应用最多的一类是抗静电塑料，而使用最多的填料是炭黑。国产炭黑虽然价格低廉，但导电性较差，要满足抗静电要求，填充量很大。大量炭黑的加入，使塑料的韧性大幅度下降，特别是RPVC/CB复合材料，其冲击强度可大幅度下降。
匪IF是近年发展起来的一项高新技术。一般认为粒径小于O.1 μ m的微粒子， 是属于微观粒子和宏观物体交界的过渡区域，具有一系列新异的物理和化学特性(如高强度、高硬度、抗热震和抗氧化性能等)及粗粒子所没有的物质二次功能特性(如比表面积大、表面能高等)。它在化工、轻工、冶金、电子、高技术陶瓷、复合材料、核技术、生物医学以及尖端技术等方面应用，大大推进了这些领域的发展，许多应用技术国外已工业化，而国内尚处于起步阶段。为解决RPVC/CB复合材料冲击强度太低的问题。发明内容
本发明提供了一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法，本发明研究了在炭黑(CB)填充硬质聚氯乙烯(RPVC)复合抗静电材料中添加微量nm级无机填料 (匪IF)后对这种复合材料的力学性能、导电性能和加工流动性的影响。
1. 一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法，其特征在于试样的制备方法为将物料按一定顺序混匀后，在双辊开炼机上于172°C开炼一定时间，开炼过程中再加入匪IF和CB，薄通放片。将片材剪叠好置于平板硫化机上于17(T180°C下，预热8 min，在7 MPa表压下热压8 min，置于冷压机上在7 MPa表压下冷压5 min，得到2 mm或5 mm厚板材。
2.步骤I所述的匪IF的最佳加入量为1. 0%。
3.步骤I所述的CB的加入量为20%。
4.步骤I所述的性能测试力学性能测试按GB1043 - 79和GB1040-79进行。流变性能采用日本岛津AG-10TA型电子万能材料试验机的毛细管流变仪测试，恒定剪切速率， 口模长径比为40:1，试验温度180±2°C，加载速率选取3. 75,7. 5、75、150、300、375和450 (mm/min)。物料加入料筒后压实,预热3min,在恒温及系列选定加载速率下由计算机自动记录各压力值。
5.步骤I所述的最佳开炼时间为12 min。
6.步骤I所述的与未`加NMIF的RPVC/CB复合材料相比，含NMIF的RPVC/CB复合材料的加工流动性好。
本发明首次将等离子法制备的微量匪IF应用到RPVC/CB复合体系中，并对其性能 进行了初步研究。
图1开炼时间对冲击强度的影响。
图2开炼时间对拉伸强度的影响。
具体实施方式
下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。
实施例1本实施例说明开炼时间对含2. 0%匪IF的RPVC/CB复合材料性能的影响，开炼时间对 冲击强度和拉伸强度的影响如图1和图2所示。
由图1、图2可以看出，复合材料中含匪IF的力学性能远远超过未含的。随着开 炼时间的增加，含NMIF的复合材料的力学性能迅速增加，且在开炼时间为12 min左右时出 现最佳值，此后随着开炼时间的增加复合材料的力学性能下降。这是因为随着开炼时间和 剪切次数的增多，匪IF在RPVC/CB复合体系中分散得更均匀，一方面可能是使其更多地进 入CB与PVC形成的空隙里，填补了复合材料中存在的缺陷；另一方面，可能是PVC在更多的 NMIF表面形成吸附层，阻止其再发生团聚，在外力作用下产生银纹并吸收能量，阻止银纹发 展成裂纹，使复合材料的力学性能随开炼时间的延长而显著增加并出现最佳值。故选择最 佳开炼时间为12 min。
实施例2本实施例说明2. 0% NMIF对RPVC/CB复合材料加工性能的影响，关于NMIF填充RPVC/ CB复合体系的流动行为，结果如表I所示。
由表I可以看出，与未加NMIF的RPVC/CB复合材料相比，含NMIF的RPVC/CB复合 材料的熔体粘度低，即加工流动性好。这可能是因为匪IF粒子表面能高，流动时表面摩擦 力相对小些的结果。
表INMIF对RPVC/CB复合材料加工性能的影响本实施例说明匪IF用量对RPVC/CB复合材料性能的影响，结果如表2所示。
由表2可以看出，在相同开炼时间内，WIF在RPVC/CB中含量高的导电性差，冲击 强度高，拉伸强度增强。这可能是匪IF含量高时，有更多机会被分散在CB粒子间形成隔离 层，弥补了 RPVC/CB复合材料中存在的缺陷，从而使复合材料的导电性能下降，冲击性能上 升。故最佳WIF用量为1.0。
表2 NMIF用量对RPVC/CB复合材料性能的影响
权利要求
1.一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法，其特征在于试样的制备方法为将物料按一定顺序混匀后，在双辊开炼机上于172°c开炼一定时间，开炼过程中再加入匪IF和CB，薄通放片；将片材剪叠好置于平板硫化机上于170~l80°C下，预热8 min, 在7 MPa表压下热压8 min,置于冷压机上在7 MPa表压下冷压5 min,得到2 mm或5 mm 厚板材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于匪IF的加入量为1.0%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于CB的加入量为20%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于性能测试力学性能测试按GB1043- 79和 GB1040-79进行；流变性能采用日本岛津AG-10TA型电子万能材料试验机的毛细管流变仪测试，恒定剪切速率，口模长径比为40:1，试验温度180±2°C，加载速率选取3. 75 mm/min、.7.5 mm/min.75 mm/min. 150 mm/min.300 mm/min.375 mm/min 和 450 mm/min ;物料力口人料筒后压实，预热3min，在恒温及系列选定加载速率下由计算机自动记录各压力值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于开炼时间为12min。
全文摘要
本发明提供了一种炭黑填充硬质聚氯乙烯中添加纳米级无机填料的方法，本发明研究了在炭黑(CB)填充硬质聚氯乙烯(RPVC)复合抗静电材料中添加微量nm级无机填料(NMIF)后对这种复合材料的力学性能、导电性能和加工流动性的影响。
文档编号C08L27/06GK103057031SQ201210300020
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者徐培君 申请人:苏州宝津塑业有限公司