一种高反射率pvc复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高反射率PVC复合材料及其制备方法，它包括以下组分：PVC树脂粉、反射率改性剂、抗冲改性剂、稳定剂、润滑剂，其中反射率改性剂为二氧化钛；抗冲改性剂为CPE、EVA、ACR、MBS的一种或多种任意重量比的混合物；稳定剂为金属皂类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类的一种或多种任意重量比的混合物；润滑剂为石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、酯蜡的一种或多种任意重量比的混合物。本发明的优点是：通过对普通PVC树脂的改性，提高材料对入射光波的反射率，工艺简单，成本低。
【专利说明】—种高反射率复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高反射率复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]中微子是一种极难被探测到的基本粒子，在微观的粒子物理和宏观的宇宙起源及演化中都极为重要。中微子共有三种类型，它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型，称为中微子振荡。中微子的前两种振荡模式即“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”已被实验证实，其发现者凭此获得了 2002年诺贝尔奖，但第三种振荡则一直未被发现，甚至有理论预言其根本不存在。
[0003]由于科学意义重大，国际上先后有7个国家提出了 8个实验方案，最终进入建设阶段的共有3个。中国科学院高能物理研究所的科研人员2003年提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的第三种振荡，并提出了实验和探测器设计的总体方案。由于这一方案具有独特的地理优势和独到的设计，得到了国际上的广泛支持，目前汇集了来自中国大陆、美国、俄罗斯、捷克、中国香港和中国台湾等6个国家和地区的200多名科学家共同参与。
[0004]该实验是一个中微子“消失”的实验，它通过分布在多个实验大厅的多个全同的探测器来获取数据。每个探测器为直径5米、高5米的圆柱形，装满透明的液体闪烁体，总重110吨。周围紧邻的核反应堆产生海量的电子反中微子，近点实验大厅中的探测器将会测量这些中微子的初始通量，而远点实验大厅的探测器将负责寻找预期中的通量减少，由此来寻找中微子的第三种振荡。
[0005]目前中微子实验正在开展二期工程，项目地点选择在广东江门，在地下700米深处进行实验。探测器作为本实验的核心设备，在捕捉中微子的过程中需要使用合适的靶介质，经过前期的研究发现，以直链烷基苯仏仙)为主要成分的液体闪烁剂可以作为捕捉中微子的靶介质使用，而实验过程中储存“8等液体闪烁剂需要高反射率的塑料管材，并且根据实验设计的需求对存储液体闪烁剂的塑料管材产品性能提出了很高的要求，例如在较宽入射波长范围内对光有很高的反射率，能够加工成网格栅等非规整的结构，在实验条件下有长达10年以上的使用寿命等。普通的塑料管材产品不能同时满足以上所有的使用要求，需要对管道产品进行结构设计、反射机理研究、甄选反射材料、研究加工工艺来达到产品闻反射率等需求。
[0006]此外，以中微子实验用高反射率塑料管材的研发成果为基础，可以开发出对可见光和红外波段的能量粒子具有高反射率的材料，从而广泛应用于建筑节能和光伏太阳能发电等领域。例如:将其应用在空调建筑外墙中可以有效地减少对太阳辐射的吸收，降低建筑物外表面温度，从而达到降低传入室内的热量，减少制冷设备对电能的消耗；将其应用于地面辐射采暖系统中，可减缓室内的热能向外扩散，增加采暖效率；提高光伏太阳能发电效率等。对进一步提升高分子材料产业的竞争力具有重大意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种高反射率复合材料，使用反射率改性剂、抗冲改性剂、稳定剂和润滑剂对树脂进行改性，使其对探测中微子的入射光具有极高的反射率。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种高反射率复合材料的制备方法。
[0009]本发明的技术解决方案是:
[0010]一种高反射率复合材料，它包括以下组分树脂粉、反射率改性剂、抗冲改性剂、稳定剂、润滑剂，其中反射率改性剂为二氧化钛；抗冲改性剂为氯化聚乙烯0?、乙烯-乙酸乙烯脂共聚物、丙烯酸酯类共聚物八0？、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物1830?中的一种或多种任意重量比的混合物；稳定剂为金属皂类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类的一种或多种任意重量比的混合物；润滑剂为石蜡、硬脂酸、？2蜡、酯蜡的一种或多种任意重量比的混合物。
[0011]在树脂粉原料中加入具有高反射率的二氧化钛，同时混合抗冲改性剂、稳定齐0、润滑剂等组分，混合后经过加热、熔融、塑化制成复合材料，复合材料对中微子粒子有很高的反射率。
[0012]所述反射率改性剂为锐钛型、金红石型的二氧化钛中的一种或多种任意重量比的混合物，其粒径大小为200?50011111。
[0013]所述反射率改性剂与树脂粉的重量比为20: 100?40: 100。
[0014]所述抗冲改性剂与树脂粉的重量比为4: 100?10: 100。
[0015]所述润滑剂与树脂粉末的重量比为2: 100?6: 100。
[0016]所述稳定剂与树脂粉末的重量比为1:100?6: 100。
[0017]本发明的另一技术解决方案是:一种高反射率复合材料的制备方法，包括以下步骤:开启热混机，在400-50011)111时，先投入50%的树脂粉和全部反射率改性剂进行上料，混合约3?50111后，将剩余物料投放入混料机中进行上料，并在800-100011)111下混料，热混结束后启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混结束后排料进入双螺杆挤出机料斗进行造粒。
[0018]热混时温度为100?1301，冷混时温度不超过451。
[0019]在造粒时，主机螺杆转速为20?36印111，温度为150?1801之间，真空度为-0.05 ?-0.11？80
[0020]本发明的优点在于:以聚氯乙烯材料为主料，加入反射率改性剂、抗冲改性剂、稳定剂、润滑剂等材料混合在一起经过加热、熔融、塑化制成复合材料，复合材料对中微子粒子有很高的反射率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]附图1为实施例1 (厶)和对比例1 ( 口)制得复合材料的光谱反射比；
[0022]附图2为实施例2 (令)和对比例2 (圖)制得复合材料的光谱反射比；
[0023]附图3为实施例3(1)和对比例3 (圖)制得复合材料的光谱反射比。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:
[0025]一种高反射率复合材料，其原料包括树脂粉(牌号1X1000，日本信越)、反射率改性剂(金红石型钛白粉，牌号狀18，山东济南裕兴)、抗冲改性剂八(^(牌号八01-24，山东日科〉、钙锌复合稳定剂(牌号以968，环绮化工)、润滑剂(南海牌58号半精炼石蜡，
茂名石化)，各组分的重量比为胃反射率改性剂:胃抗冲改性剂:评稳定剂:评润滑剂:评肌树脂粉=40:10:6:6:100。
[0026]按上述配比称取树脂粉、40竑反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为400印111，5111111后将剩余树脂粉、10^抗冲改性剂、64稳定剂、64润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为800印！11，当热混温度升至1201时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速3011)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.081？^即可得到高反射度复合材料。
[0027]为验证材料反射率的改进效果，进行了对比例1。
[0028]对比例1使用的材料种类和牌号与实施例1相同，各组分的重量比为I反射率改性剂:1
抗冲改性剂:评稳定剂:评润滑剂:评肌树脂粉=15:10:6:6:100。
[0029]按上述配比称取树脂粉、15^反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为400印111，5111111后将剩余树脂粉、10^抗冲改性剂、64稳定剂、64润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为800印！11，当热混温度升至1201时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速3011)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.08腿^，即可得到对比例1 复合材料。
[0030]选择0^7-52分光光谱仪，按照《了； 1335-1990国家计量副基准操作技术规范》和14光谱反射比校准方法》分别测试实施例1和对比例1制得复合材料的光谱反射比，具体结果如图1中所示。
[0031]大亚湾中微子实验最关注材料对43011111左右波长粒子的反射率，从图1中可以看出，实施例1中的高反射率复合材料不仅对43011111左右波长粒子的反射率明显高于对比例1，而且在250?78011111波长范围内，实施例1的？复合材料反射率均高于对比例1。
[0032]实施例2:
[0033]一种高反射率复合材料，其原料包括树脂粉(牌号11(1000，日本信越)、反射率改性剂(牌号1071，1(1-01108)、0？2抗冲改性剂(牌号9236？2，美国陶氏)、钙锌复合稳定剂(牌号02968，环绮化工)、润滑剂(南海牌58号半精炼石蜡，茂名石化)，各组分的重量比为胃反射率改性剂:胃抗冲改性剂:评稳定剂:评润滑剂:胃肌树脂粉=30:6:4:6:100。
[0034]按上述配比称取树脂粉、30竑反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为50011)111，4111111后将剩余50匕？70树脂粉、61?抗冲改性剂、41?稳定剂、61?润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为900印！11，当热混温度升至1151时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速3611)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.081？^即可得到高反射度复合材料。
[0035]为验证材料反射率的改进效果，进行了对比例2。
[0036]对比例2使用的材料种类和牌号与实施例2相同，各组分的重量比为I反射率改性剂:1
抗冲改性剂:评稳定剂:评漏剂:评肌树脂粉=10:6:4:6:100。
[0037]按上述配比称取树脂粉、10^反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为50011)111，4111111后将剩余50匕？70树脂粉、61?抗冲改性剂、41?稳定剂、61?润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为900印！11，当热混温度升至1151时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速3611)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.08腿^，即可得到对比例2 复合材料。
[0038]选择0^7-52分光光谱仪，按照《了； 1335-1990国家计量副基准操作技术规范》和14光谱反射比校准方法》分别测试实施例2和对比例2制得复合材料的光谱反射比，具体结果如图2所示。
[0039]大亚湾中微子实验最关注材料对43011111左右波长粒子的反射率，从图2中可以看出，实施例2中的高反射率复合材料不仅对43011111左右波长粒子的反射率明显高于对比例2，而且在250?780110波长范围内，实施例2的复合材料反射率均高于对比例2。
[0040]实施例3:
[0041]一种高反射率复合材料，其原料包括树脂粉(牌号11(1000，日本信越)、反射率改性剂(牌号八-100，日本石原)、40？抗冲改性剂(牌号1^1-20，山东瑞丰)、钙锌复合稳定剂(牌号9479-1熊牌)、润滑剂(南海牌58号半精炼石蜡，茂名石化)，各组分的重量比为胃反射率改性剂:胃抗冲改性剂:评稳定剂:评润滑剂:胃肌树脂粉=20:4:5:2:100。
[0042]按上述配比称取树脂粉、20竑反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为450印111，3111111后将剩余树脂粉、41?抗冲改性剂、54稳定剂、24润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为100011)%当热混温度升至1101时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速2611)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.081？^即可得到实施例3高反射度复合材料。
[0043]为验证材料反射率的改进效果，进行了对比例3。
[0044]对比例3使用的材料种类和牌号与实施例3相同，各组分的重量比为I反射率改性剂:1
抗冲改性剂:评稳定剂:?]滑剂:评肌树脂粉=5:4:5:2:100。
[0045]按上述配比称取树脂粉、51?反射率改性剂投入混料机热混，混料机转速为450印111，3111111后将剩余树脂粉、41?抗冲改性剂、54稳定剂、24润滑剂投入高混机热混中，混料机转速为100011)%当热混温度升至1101时，启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混机混合至温度降至451时排料进入双螺杆挤出机料斗。然后利用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速2611)111，表显或实测温度均应能控制在150?1801之间，机抽湿真空泵的真空度为-0.08腿^，即可得到对比例3高反射度复合材料。
[0046]选择0^7-52分光光谱仪，按照《了； 1335-1990国家计量副基准操作技术规范》和14光谱反射比校准方法》分别测试实施例3和对比例3制得复合材料的光谱反射比，具体结果如图3所示。
[0047]从图3中可以看出，大亚湾中微子实验最关注材料对43011111左右波长粒子的反射率，从图中可以看出，实施例3中的高反射率复合材料43011111左右波长粒子的反射率明显高于对比例3。
【权利要求】
1.一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:它包括以下原料组分:PVC树脂粉、反射率改性剂、抗冲改性剂、稳定剂、润滑剂，其中反射率改性剂为二氧化钛；抗冲改性剂为氯化聚乙烯CPE、乙烯-乙酸乙烯脂共聚物EVA、丙烯酸酯类共聚物ACR、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS中的一种或多种任意重量比的混合物；稳定剂为金属皂类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类的一种或多种任意重量比的混合物；润滑剂为石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、酯蜡的一种或多种任意重量比的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:所述反射率改性剂为锐钛型、金红石型的二氧化钛中的一种或多种任意重量比的混合物，其粒径大小为200 ?500nm。
3.根据权利要求2所述的一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:所述反射率改性剂与PVC树脂粉的重量比为20:100?40:100。
4.根据权利要求2所述的一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:所述抗冲改性剂与PVC树脂粉的重量比为4:100 ~ 10:100。
5.根据权利要求2所述的一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:所述稳定剂与PVC树脂粉末的重量比为1:100?6:100。
6.根据权利要求2所述的一种高反射率PVC复合材料，其特征在于:所述润滑剂与PVC树脂粉的重量比为2:100?6:100。
7.—种如权利要求1所述的一种高反射率PVC复合材料的制备方法，其特征在于:开启热混机，在400-500rpm时，先投入50 %的PVC树脂粉和全部反射率改性剂进行上料，混合约3?5min后，将剩余物料投放入混料机中进行上料，并在800-1000rpm下混料，热混结束后启动冷混机，排料入冷混机进行捏合，冷混结束后排料进入双螺杆挤出机料斗进行造粒。
8.根据权利要求7所述的一种高反射率PVC复合材料的制备方法，其特征在于:热混时温度为100?130°C，冷混时温度不超过45°C。
9.根据权利要求7所述的一种高反射率PVC复合材料的制备方法，其特征在于:在造粒时，主机螺杆转速为20?36rpm，温度为150?180°C之间，真空度为-0.05?-0.1MPa0
【文档编号】C08K3/22GK104312043SQ201410591444
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】陈涛, 刘在福, 彭晓翊, 秦小梅, 李白千 申请人:佛山市日丰企业有限公司, 佛山市日丰企业科技有限公司