该发明涉及一种吸收红外线聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯塑料是由氯乙烯单体聚合而成的一种热塑性树脂，具有密度小、耐酸、耐碱、耐冲击强度高等优势，广泛应用于管材、电线及电缆的保护套管、薄膜等领域。目前，聚氯乙烯材料在吸收红外线性能和力学性能需要进一步提升。该发明采用聚氯乙烯、银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、硅酸锆、硅酸铝、碳酸硅、聚醚醚酮制备了吸收红外线聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的吸收红外线聚氯乙烯材料具有优异的吸收红外线性能和力学性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种吸收红外线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吸收红外线性能和力学性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种吸收红外线聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、甲基三甲氧基硅烷、水和乙醇按照质量份数比为100：19～23：13～17：130～170加入到反应器中，搅拌速度为30～40r/min，维持体系温度100～120℃条件下反应1～3h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、将四甲基硅酸铵、四正丙基锆酸酯、异丙醇和水按照质量份数比50：70～76：137～155：9～14加入到反应器中，搅拌速度为50～60r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应1～3h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、将铝酸、钛酸四丁酯、乙醇和过氧化氢按照质量份数比100：15～20：120～150：10～20加入到反应器中，搅拌速度为50～60r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应0.5h，将草酸银按照质量份数比1～3加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、将聚氯乙烯、银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、硅酸锆、硅酸铝、碳酸硅、聚醚醚酮、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸镁按照质量份数比100：45～57：10～20：8～17：10～15：23～36：3～8：3～7加入到开炼机中，用开炼机在温度153～180℃混合反应0.1～0.6h，用挤出机在温度155～185℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。该发明所述的吸收红外线聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、甲基三甲氧基硅烷、水和乙醇按照质量份数比为100：19～23：13～17：130～170加入到反应器中，搅拌速度为30～40r/min，维持体系温度100～120℃条件下反应1～3h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；所述的二硬脂酰氧异丙基铝酸酯的目的为了提供铝源的同时，提高原料表面的润湿性；所述的甲基三甲氧基硅烷的目的为了提供硅源。(2)、将四甲基硅酸铵、四正丙基锆酸酯、异丙醇和水按照质量份数比50：70～76：137～155：9～14加入到反应器中，搅拌速度为50～60r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应1～3h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；所述的四甲基硅酸铵的目的为了提供硅源；所述的四正丙基锆酸酯的目的为了提供锆源的同时，提高原料表面的润湿性。(3)、将铝酸、钛酸四丁酯、乙醇和过氧化氢按照质量份数比100：15～20：120～150：10～20加入到反应器中，搅拌速度为50～60r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应0.5h，将草酸银按照质量份数比1～3加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；所述的铝酸的目的为了加速过氧化氢的分解，过氧化氢分解产生的水在铝酸作用下，能使钛酸四丁酯水解，形成二氧化钛溶胶。(4)、将聚氯乙烯、银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、硅酸锆、硅酸铝、碳酸硅、聚醚醚酮、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸镁按照质量份数比100：45～57：10～20：8～17：10～15：23～36：3～8：3～7加入到开炼机中，用开炼机在温度153～180℃混合反应0.1～0.6h，用挤出机在温度155～185℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料；所述的碳酸硅的目的为了提高聚氯乙烯的红外线吸收性能；所述的聚醚醚酮的目的为了提高聚氯乙烯的力学强度。该发明的有益效果在于：1、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯能提高原料的分散性及润湿性，提高硅酸铝的颗粒均匀性及颗粒尺寸均一性；硅酸铝能提高聚氯乙烯的红外线吸收性能；2、四正丙基锆酸酯能提高原料的分散性及润湿性，提高硅酸锆的颗粒均匀性及颗粒尺寸均一性；硅酸锆能提高聚氯乙烯的红外线吸收性能；3、铝酸具有酸性，能加速过氧化氢的分解，过氧化氢分解产生的水在铝酸作用下，能使钛酸四丁酯水解，形成二氧化钛溶胶，在高温焙烧过程中，提高二氧化钛溶胶在铝酸表面的分散均匀性，经高温焙烧，形成高分散二氧化钛改性氧化铝陶瓷；草酸银在高温状态分解生成甲酸银，甲酸银在高温分解生成单质银，最终形成银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷能提高聚氯乙烯的红外线吸收性能；4、碳酸硅能提高聚氯乙烯的红外线吸收性能；聚醚醚酮能提高聚氯乙烯的力学强度。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1一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、21份甲基三甲氧基硅烷、15份水和150份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为35r/min，维持体系温度110℃条件下反应2h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、73份四正丙基锆酸酯、145份异丙醇和11份水加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度87℃条件下反应1.5h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、17份钛酸四丁酯、130份乙醇和14份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度86℃条件下反应0.5h，称取2份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、53份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、14份硅酸锆、12份硅酸铝、13份碳酸硅、30份聚醚醚酮、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度158℃混合反应0.2h，用挤出机在温度168℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例2一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、19份甲基三甲氧基硅烷、13份水和130份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为30r/min，维持体系温度100℃条件下反应1h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、70份四正丙基锆酸酯、137份异丙醇和9份水加入到反应器中，搅拌速度为50r/min，维持体系温度80℃条件下反应1h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、15份钛酸四丁酯、120份乙醇和10份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为50r/min，维持体系温度80℃条件下反应0.5h，称取1份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、45份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、10份硅酸锆、8份硅酸铝、10份碳酸硅、23份聚醚醚酮、3份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、3份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.1h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例3一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、23份甲基三甲氧基硅烷、17份水和170份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为40r/min，维持体系温度120℃条件下反应3h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、76份四正丙基锆酸酯、155份异丙醇和14份水加入到反应器中，搅拌速度为60r/min，维持体系温度90℃条件下反应3h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、20份钛酸四丁酯、150份乙醇和20份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为60r/min，维持体系温度90℃条件下反应0.5h，称取3份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、57份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、20份硅酸锆、17份硅酸铝、15份碳酸硅、36份聚醚醚酮、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度153℃混合反应0.6h，用挤出机在温度155℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例4一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、20份甲基三甲氧基硅烷、16份水和140份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为33r/min，维持体系温度105℃条件下反应1.6h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、72份四正丙基锆酸酯、143份异丙醇和10份水加入到反应器中，搅拌速度为56r/min，维持体系温度83℃条件下反应1.7h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、18份钛酸四丁酯、136份乙醇和17份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度89℃条件下反应0.5h，称取2.1份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、47份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、17份硅酸锆、10份硅酸铝、12份碳酸硅、25份聚醚醚酮、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度159℃混合反应0.5h，用挤出机在温度165℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例5一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、22份甲基三甲氧基硅烷、14份水和160份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为37r/min，维持体系温度109℃条件下反应2.3h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、75份四正丙基锆酸酯、149份异丙醇和12份水加入到反应器中，搅拌速度为57r/min，维持体系温度88℃条件下反应2.6h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、18份钛酸四丁酯、141份乙醇和16份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度85℃条件下反应0.5h，称取1.6份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、49份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、13份硅酸锆、15份硅酸铝、13份碳酸硅、26份聚醚醚酮、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度160℃混合反应0.4h，用挤出机在温度169℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例6一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、20份甲基三甲氧基硅烷、16份水和140份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为33r/min，维持体系温度113℃条件下反应2h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、74份四正丙基锆酸酯、155份异丙醇和9份水加入到反应器中，搅拌速度为56r/min，维持体系温度87℃条件下反应2.7h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、18份钛酸四丁酯、135份乙醇和16份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为54r/min，维持体系温度83℃条件下反应0.5h，称取1.9份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、52份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、13份硅酸锆、16份硅酸铝、13份碳酸硅、29份聚醚醚酮、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度170℃混合反应0.3h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例7一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、19份甲基三甲氧基硅烷、15份水和165份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为37r/min，维持体系温度117℃条件下反应1.5h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、74份四正丙基锆酸酯、146份异丙醇和13份水加入到反应器中，搅拌速度为52r/min，维持体系温度82℃条件下反应2.6h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、18份钛酸四丁酯、145份乙醇和18份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为57r/min，维持体系温度87℃条件下反应0.5h，称取1.8份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、56份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、17份硅酸锆、15份硅酸铝、14份碳酸硅、27份聚醚醚酮、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度171℃混合反应0.3h，用挤出机在温度177℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。实施例8一种吸收红外线聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、20份甲基三甲氧基硅烷、15份水和160份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为33r/min，维持体系温度110℃条件下反应3h，经100℃、-0.06mpa减压蒸馏20min，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，得到硅酸铝；(2)、称取50份四甲基硅酸铵、72份四正丙基锆酸酯、153份异丙醇和13份水加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度87℃条件下反应1h，经80℃、-0.07mpa减压蒸馏25min，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，得到硅酸锆；(3)、称取100份铝酸、18份钛酸四丁酯、147份乙醇和19份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为56r/min，维持体系温度87℃条件下反应0.5h，称取1份草酸银加入到反应器反应0.5h，经80℃、-0.06mpa减压蒸馏30min，在氮气保护下，产物经300℃焙烧2h，500℃焙烧2h，700℃焙烧2h，900℃焙烧2h，即得到银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷；(4)、称取100份聚氯乙烯、46份银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷、12份硅酸锆、9份硅酸铝、11份碳酸硅、25份聚醚醚酮、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度172℃混合反应0.2h，用挤出机在温度178℃挤出造粒，即得到吸收红外线聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加硅酸铝，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，不添加硅酸锆，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，不添加银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷，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，不添加碳酸硅，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，不添加聚醚醚酮，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，配方中选用普通硅酸铝替代实施例1中的硅酸铝，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，配方中选用普通硅酸锆替代实施例1中的硅酸锆，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例8本对照例中，配方中选用普通银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷替代实施例1中的银负载二氧化钛改性氧化铝陶瓷，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1～8制得的吸收红外线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对照例8拉伸强度/mpa565351535244545253红外线透过率/%1812889261083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