本发明属于材料化学领域，涉及一种热塑性弹性体，尤其涉及一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体及其制备方法。
背景技术：
：氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯经氯化而制备的含氯高聚物，根据含氯量、残余结晶度以及其它特性可分为树脂型氯化聚乙烯和橡胶型氯化聚乙烯。氯化聚乙烯的分子结构与聚乙烯一样，没有稳定性差的不饱和双键，区别是带有部分极性的氯原子基团。氯原子的含量和分布与氯化的方法和工艺的条件有关，从而含氯量和结晶形态会表现的不同。从大分子结构上，我们也可以把氯化聚乙烯橡胶看做氯乙烯、乙烯和1,2-二氯乙烯的三元共聚物，限制了结晶，结晶度低，这跟大部分共聚体呈现弹性的性质是一样的。氯原子的分布情况不同，会引起氯化聚乙烯的物理性能和加工性能的改变，这是极性的氯原子对聚乙烯结晶态的破坏程度的差异造成的结果。氯化聚乙烯具有的四大物理特性归纳如下：(1)结构饱和，无不饱和双键，分子稳定，所以他有耐臭氧性、耐热性和耐气候老化性、耐化学药品性及具有低温物性和阻燃性等。(2)氯化聚乙烯由于氯含量的多少，可以区分为两种状态，氯含量少的，低于5％的，与高密度聚乙烯差不多，结晶态为主要部分，这是其还具有塑料的性能，当氯含量在16～46％之间时，氯取代基严重破坏高密度聚乙烯的结晶状态，非结晶态的比例大大增加，这时氯化聚乙烯就具有橡胶弹性的状态。(3)氯化聚乙烯分子结构中有极性基团氯取代基，故同时有极性和非极性链段，所以它与非极性聚合物和极性聚合物都具有优良的相容性，所以氯化聚乙烯大量应用于改性剂行业，不仅可以作为塑料的增韧剂和橡胶的加工改性剂，还能作为不易相容的两种聚合物的相容剂。(4)带有极性基团的氯化聚乙烯既具有塑料的加工相容性，还具有橡胶的非结晶的特点。所以不仅可填充多种无机填料如碳酸钙、滑石粉、皂土、钛白粉、磁粉等，而且填充量大，当填充自身数倍质量的填料时，氯化聚乙烯仍然可以成为连续相。目前，因氯化聚乙烯与许多橡胶具有很好的相容性，如：乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶和聚氨酯等。氯化聚乙烯与其他橡胶共混后加工性能和物理机械性能优良，制取的产品有胶管的外胶套、垫圈、电线、阻燃运输带等。氯化聚乙烯经过硫化后，机械性能提高后，可以替代氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯、氯醚橡胶和乙烯-丙烯酸酯橡胶等价格高的橡胶，应用于汽车工业、电线电缆工业等应用环境要求高的场所。但是目前现有技术中的氯化聚乙烯防水性能较差，且制成卷材后其致密性不好，使得外观质量很难达到标准要求。常见的外观缺陷：防水卷材的致密性不好，表面出现气泡；防水卷材的厚度不能保证均匀，易出现皱褶或明疤。技术实现要素：本发明解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种致密性好、防水效果佳，且厚度均匀不易出现皱褶或明疤的弹性体，本发明提供了一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体及其制备方法。技术方案：一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：氯化聚乙烯18～39份、聚氯乙烯12～30份、热塑性聚氨酯11～27份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯12～28份、氯化石蜡12～27份、高岭土7～19份、碳酸钙9～18份、氧化镁8～14份、白炭黑6～13份、蒙脱土7～18份、滑石粉5～12份。优选的，由以下组分按重量份数配比制成：氯化聚乙烯31份、聚氯乙烯25份、热塑性聚氨酯21份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯22份、氯化石蜡20份、高岭土14份、碳酸钙13份、氧化镁11份、白炭黑9份、蒙脱土12份、滑石粉8份。一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将氯化聚乙烯和聚氯乙烯混匀，加入密炼机中，共混温度为70～110℃，共混时间为6～18分钟，共混结束后在60～95℃条件下放置7～12小时；加入稳定剂和增塑剂在70～110℃条件下继续共混5～12分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将高岭土、碳酸钙、氧化镁、白炭黑、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为50～120目；置于电炉中，在120～150℃条件下加热1～3.5小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，65～112℃混炼6～14分钟，结束后在64～98℃条件下放置6～12小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在75～108℃条件下放置6～14小时；(5)第二次改性共混：将热塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蜡加入经第一次硫化后的材料中，70～95℃混炼4～10分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在65～105℃条件下放置6～15小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在90～110℃条件下将母料炼制透明，即可制得。优选的，步骤(1)基体制备：将氯化聚乙烯和聚氯乙烯混匀，加入密炼机中，共混温度为98℃，共混时间为13分钟，共混结束后在87℃条件下放置8小时；加入稳定剂和增塑剂在103℃条件下继续共混9分钟，即得基体。优选的，步骤(2)改性剂制备：将高岭土、碳酸钙、氧化镁、白炭黑、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为100目；置于电炉中，在135℃条件下加热2.5小时。优选的，步骤(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，102℃混炼11分钟，结束后在90℃条件下放置8小时。优选的，步骤(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在96℃条件下放置11小时。优选的，步骤(5)第二次改性共混：将热塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蜡加入经第一次硫化后的材料中，86℃混炼8分钟。优选的，步骤(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在88℃条件下放置12小时。优选的，步骤(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在102℃条件下将母料炼制透明，即可制得。有益效果：(1)本发明所述基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体致密性好、防水效果佳，且厚度均匀不易出现皱褶或明疤；(2)所述弹性体用于铁路交通用电缆中时具有良好的耐老化性，耐化学药品性、阻燃性、抗拉伸强度、耐老化性和耐臭氧性。具体实施方式实施例1一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：氯化聚乙烯18份、聚氯乙烯12份、热塑性聚氨酯11份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯12份、氯化石蜡12份、高岭土7份、碳酸钙9份、氧化镁8份、白炭黑6份、蒙脱土7份、滑石粉5份。一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将氯化聚乙烯和聚氯乙烯混匀，加入密炼机中，共混温度为70℃，共混时间为6分钟，共混结束后在60℃条件下放置7小时；加入稳定剂和增塑剂在70℃条件下继续共混5分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将高岭土、碳酸钙、氧化镁、白炭黑、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为50目；置于电炉中，在120℃条件下加热1小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，65℃混炼6分钟，结束后在64℃条件下放置6小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在75℃条件下放置6小时；(5)第二次改性共混：将热塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蜡加入经第一次硫化后的材料中，70℃混炼4分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在65℃条件下放置6小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在90℃条件下将母料炼制透明，即可制得。实施例2一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：氯化聚乙烯31份、聚氯乙烯25份、热塑性聚氨酯21份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯22份、氯化石蜡20份、高岭土14份、碳酸钙13份、氧化镁11份、白炭黑9份、蒙脱土12份、滑石粉8份。一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将氯化聚乙烯和聚氯乙烯混匀，加入密炼机中，共混温度为98℃，共混时间为13分钟，共混结束后在87℃条件下放置8小时；加入稳定剂和增塑剂在103℃条件下继续共混9分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将高岭土、碳酸钙、氧化镁、白炭黑、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为100目；置于电炉中，在135℃条件下加热2.5小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，102℃混炼11分钟，结束后在90℃条件下放置8小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在96℃条件下放置11小时；(5)第二次改性共混：将热塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蜡加入经第一次硫化后的材料中，86℃混炼8分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在88℃条件下放置12小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在102℃条件下将母料炼制透明，即可制得。实施例3一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：氯化聚乙烯39份、聚氯乙烯30份、热塑性聚氨酯27份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯28份、氯化石蜡27份、高岭土19份、碳酸钙18份、氧化镁14份、白炭黑13份、蒙脱土18份、滑石粉12份。一种基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将氯化聚乙烯和聚氯乙烯混匀，加入密炼机中，共混温度为110℃，共混时间为18分钟，共混结束后在95℃条件下放置12小时；加入稳定剂和增塑剂在110℃条件下继续共混12分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将高岭土、碳酸钙、氧化镁、白炭黑、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为120目；置于电炉中，在150℃条件下加热3.5小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，112℃混炼14分钟，结束后在98℃条件下放置12小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在108℃条件下放置14小时；(5)第二次改性共混：将热塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蜡加入经第一次硫化后的材料中，95℃混炼10分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在105℃条件下放置15小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在110℃条件下将母料炼制透明，即可制得。对实施例1～3制备获得的基于碳酸钙改性的防水氯化聚乙烯弹性体进行检测，结果如下：实施例1实施例2实施例3拉伸强度/MPa12.214.213.5断裂伸长率/％523.1576.8553.9定伸应力/MPa1.681.791.72运行黏度/MV17.213.415.3当前第1页1 2 3