该发明涉及一种高回弹聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯是一种热塑性树脂，聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料产品之一。聚氯乙烯具有难燃、抗微生物、保暖性、弹性、价格便宜，应用应用于包装塑料、薄膜、人造革等领域。目前，聚氯乙烯材料在回弹性、耐磨性、疏水性等性能需要进一步提升。该发明采用聚氯乙烯、改性二氧化硅气凝胶、草酸二甲酯、硅酮密封胶、聚丙烯酸酯制备了高回弹聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的高回弹聚氯乙烯材料具有优异的回弹性、耐磨性、疏水性等性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种高回弹聚氯乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的回弹性、耐磨性、疏水性等性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种高回弹聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和irgacure184按照质量份数比为100：65～80：20～37：4～10加入到反应器中，搅拌速度为80～100r/min，维持体系温度30～40℃条件下反应0.1～0.3h，经1000w高压汞灯照射1～10s，得到聚丙烯酸酯；(2)、将过氧化氢、硅酸钠、铝粉、水、异丙醇、羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠按照质量份数比100：85～100：38～50：180～230：60～90：15～25：10～25加入到反应器中，搅拌速度为70～90r/min，维持体系温度45～60℃条件下反应1～2h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为40～60的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、将聚丙烯酰胺、二氧化硅气凝胶、乙醇、异丙醇和氨丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量份数比30：65～80：180～270：160～200：8～16加入到反应器中，搅拌速度为60～80r/min，维持体系温度85～100℃条件下反应0.5～1h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、将聚氯乙烯、改性二氧化硅气凝胶、草酸二甲酯、硅酮密封胶、聚丙烯酸酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯按照质量份数比100：50～70：12～23：45～68：26～41：5～12加入到开炼机中，用开炼机在温度147～180℃混合反应0.2～0.7h，用模塑机在温度151～185℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。该发明所述的高回弹聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和irgacure184按照质量份数比为100：65～80：20～37：4～10加入到反应器中，搅拌速度为80～100r/min，维持体系温度30～40℃条件下反应0.1～0.3h，经1000w高压汞灯照射1～10s，得到聚丙烯酸酯；所述的丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯的目的为了制备聚丙烯酸酯弹性体，最终提高聚氯乙烯的回弹性。(2)、将过氧化氢、硅酸钠、铝粉、水、异丙醇、羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠按照质量份数比100：85～100：38～50：180～230：60～90：15～25：10～25加入到反应器中，搅拌速度为70～90r/min，维持体系温度45～60℃条件下反应1～2h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为40～60的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；所述的羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠为了提高二氧化硅的分散性及减少二氧化硅的团聚；所述的过氧化氢、铝粉、乙酸的目的为了协同羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠提高二氧化硅的孔隙率。(3)、将聚丙烯酰胺、二氧化硅气凝胶、乙醇、异丙醇和氨丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量份数比30：65～80：180～270：160～200：8～16加入到反应器中，搅拌速度为60～80r/min，维持体系温度85～100℃条件下反应0.5～1h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；所述的聚丙烯酰胺的目的为了提高二氧化硅气凝胶的分散均匀性。(4)、将聚氯乙烯、改性二氧化硅气凝胶、草酸二甲酯、硅酮密封胶、聚丙烯酸酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯按照质量份数比100：50～70：12～23：45～68：26～41：5～12加入到开炼机中，用开炼机在温度147～180℃混合反应0.2～0.7h，用模塑机在温度151～185℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料；所述的草酸二甲酯的目的为了提高聚氯乙烯孔隙率的同时，赋予聚氯乙烯回弹性；所述的硅酮密封胶的目的为了提高聚氯乙烯的回弹性。该发明的有益效果在于：1、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯制备的聚合物具有很低的玻璃化转变温度，在室温状态下，该聚合物具有橡胶的高弹性，可以提高聚氯乙烯的回弹性；2、羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠具有三维网状结构和优异的亲水性，硅酸钠溶液在其内部具有优异的分散性能，在酸性体系中，硅酸钠反应生成二氧化硅，双氧水和铝粉在酸性环境中反应生成的气体能进一步提高二氧化硅的孔隙率，经高温处理后，制备出二氧化硅气凝胶；3、聚丙烯酰胺具有三维网络结构，能保留和提高二氧化硅气凝胶的高孔隙结构的同时，提高聚氯乙烯的孔隙率，最终，提高聚氯乙烯的回弹性；4、草酸二甲酯受热分解，产生的气体作为聚氯乙烯的发泡剂，提高聚氯乙烯的孔隙率，最终，提高聚氯乙烯的回弹性；5、硅酮密封胶具有优异的高弹性，可以提高聚氯乙烯的回弹性。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、73份丙烯酸正丁酯、27份丙烯酸乙酯和7份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为95r/min，维持体系温度36℃条件下反应0.2h，经1000w高压汞灯照射3s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、90份硅酸钠、43份铝粉、200份水、80份异丙醇、20份羧甲基纤维素和15份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度50℃条件下反应1.5h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为54的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、73份二氧化硅气凝胶、245份乙醇、185份异丙醇和12份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为73r/min，维持体系温度92℃条件下反应0.7h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、63份改性二氧化硅气凝胶、19份草酸二甲酯、57份硅酮密封胶、36份聚丙烯酸酯、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度167℃混合反应0.3h，用模塑机在温度170℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例2一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、65份丙烯酸正丁酯、20份丙烯酸乙酯和4份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度30℃条件下反应0.1h，经1000w高压汞灯照射1s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、85份硅酸钠、38份铝粉、180份水、60份异丙醇、15份羧甲基纤维素和10份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为70r/min，维持体系温度45℃条件下反应1h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为40的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、65份二氧化硅气凝胶、180份乙醇、160份异丙醇和8份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为60r/min，维持体系温度85℃条件下反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、50份改性二氧化硅气凝胶、12份草酸二甲酯、45份硅酮密封胶、26份聚丙烯酸酯、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度147℃混合反应0.7h，用模塑机在温度151℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例3一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、80份丙烯酸正丁酯、37份丙烯酸乙酯和10份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度40℃条件下反应0.3h，经1000w高压汞灯照射10s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、100份硅酸钠、50份铝粉、230份水、90份异丙醇、25份羧甲基纤维素和25份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度60℃条件下反应2h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为60的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、80份二氧化硅气凝胶、270份乙醇、200份异丙醇和16份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度100℃条件下反应1h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、70份改性二氧化硅气凝胶、23份草酸二甲酯、68份硅酮密封胶、41份聚丙烯酸酯、12份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.2h，用模塑机在温度185℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例4一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、70份丙烯酸正丁酯、30份丙烯酸乙酯和5份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度35℃条件下反应0.2h，经1000w高压汞灯照射5s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、90份硅酸钠、40份铝粉、200份水、70份异丙醇、20份羧甲基纤维素和20份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度50℃条件下反应1.5h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为50的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、70份二氧化硅气凝胶、200份乙醇、180份异丙醇和10份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为70r/min，维持体系温度90℃条件下反应0.8h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、60份改性二氧化硅气凝胶、20份草酸二甲酯、50份硅酮密封胶、30份聚丙烯酸酯、10份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度155℃混合反应0.6h，用模塑机在温度165℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例5一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、72份丙烯酸正丁酯、27份丙烯酸乙酯和6份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度38℃条件下反应0.2h，经1000w高压汞灯照射7s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、89份硅酸钠、44份铝粉、190份水、80份异丙醇、18份羧甲基纤维素和17份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为79r/min，维持体系温度55℃条件下反应1.3h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为46的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、69份二氧化硅气凝胶、230份乙醇、190份异丙醇和12份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为68r/min，维持体系温度93℃条件下反应0.7h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、58份改性二氧化硅气凝胶、16份草酸二甲酯、49份硅酮密封胶、33份聚丙烯酸酯、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度165℃混合反应0.5h，用模塑机在温度172℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例6一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、76份丙烯酸正丁酯、26份丙烯酸乙酯和9份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为96r/min，维持体系温度36℃条件下反应0.3h，经1000w高压汞灯照射2s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、91份硅酸钠、41份铝粉、210份水、83份异丙醇、21份羧甲基纤维素和15份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为78r/min，维持体系温度53℃条件下反应1.6h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为48的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、73份二氧化硅气凝胶、220份乙醇、180份异丙醇和15份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为67r/min，维持体系温度93℃条件下反应0.8h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、66份改性二氧化硅气凝胶、20份草酸二甲酯、56份硅酮密封胶、36份聚丙烯酸酯、9份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度163℃混合反应0.6h，用模塑机在温度168℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例7一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、69份丙烯酸正丁酯、27份丙烯酸乙酯和8份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为87r/min，维持体系温度36℃条件下反应0.3h，经1000w高压汞灯照射4s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、92份硅酸钠、47份铝粉、200份水、85份异丙醇、15份羧甲基纤维素和18份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为83r/min，维持体系温度53℃条件下反应1.5h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为56的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、76份二氧化硅气凝胶、265份乙醇、185份异丙醇和12份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为73r/min，维持体系温度94℃条件下反应0.7h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、62份改性二氧化硅气凝胶、22份草酸二甲酯、64份硅酮密封胶、37份聚丙烯酸酯、11份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度168℃混合反应0.4h，用模塑机在温度175℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。实施例8一种高回弹聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份丙烯酸异辛酯、66份丙烯酸正丁酯、33份丙烯酸乙酯和8份irgacure184加入到反应器中，搅拌速度为88r/min，维持体系温度39℃条件下反应0.1h，经1000w高压汞灯照射6s，得到聚丙烯酸酯；(2)、称取100份过氧化氢、91份硅酸钠、43份铝粉、213份水、81份异丙醇、23份羧甲基纤维素和17份聚丙烯酸钠加入到反应器中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度53℃条件下反应1.8h，向反应器中以0.6ml/min添加质量份数为51的乙酸，待乙酸添加结束后，继续反应0.5h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于105℃干燥2h，产物经500℃焙烧3h，得到二氧化硅气凝胶；(3)、称取30份聚丙烯酰胺、71份二氧化硅气凝胶、235份乙醇、186份异丙醇和13份氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，搅拌速度为72r/min，维持体系温度91℃条件下反应0.7h，产物经95℃、-0.09mpa减压抽滤2h，产物经1l乙醇洗涤3次，于65℃干燥2h，即得到改性二氧化硅气凝胶；(4)、称取100份聚氯乙烯、65份改性二氧化硅气凝胶、18份草酸二甲酯、55份硅酮密封胶、37份聚丙烯酸酯、9份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度175℃混合反应0.2h，用模塑机在温度182℃挤出成型，即得到高回弹聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加聚丙烯酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加二氧化硅气凝胶，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加改性二氧化硅气凝胶，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加草酸二甲酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，不添加硅酮密封胶，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通二氧化硅气凝胶替代实施例1中的二氧化硅气凝胶，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，配方中选用普通二氧化硅气凝胶替代实施例1中的改性二氧化硅气凝胶，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～7制得的高回弹聚氯乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7回弹性/cm4.12.62.72.50.21.43.22.1耐磨性/转22132309227823562398232723612331接触角/o8579827873777882以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12