该发明涉及一种热固性聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯具有优异的化学稳定性、机械强度、耐磨性、阻燃性等优势，聚氯乙烯被广泛应用于化工、印染、食品、电镀、石油等领域。目前，聚氯乙烯材料在耐温性能和力学强度需要进一步提升。该发明采用改性聚氯乙烯、改性环氧树脂、改性酚醛树脂、改性环氧丙烯酸酯低聚物、双季戊四醇六丙烯酸酯制备了热固性聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的热固性聚氯乙烯材料具有优异的耐温性能和力学强度。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种热固性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耐温性能和力学强度。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种热固性聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将酚醛树脂、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、乙醇和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯按照质量份数比为100：9～17：130～160：7～16加入到反应器中，搅拌速度为75～90r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应0.5～1h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、将环氧树脂、二乙二醇二丙烯酸酯、双氰胺和三乙醇胺按照质量份数比100：15～25：17～29：3～7加入到反应器中，搅拌速度为90～120r/min，维持体系温度95～110℃条件下反应0.5～1h，得到改性环氧树脂；(3)、将聚氯乙烯、乙烯醇、乙醇钠和乙醇按照质量份数比100：20～35：10～25：120～150加入到反应釜中，搅拌速度为50～65r/min，维持体系温度75～90℃条件下反应0.5～1h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、将改性聚氯乙烯、改性环氧树脂、改性酚醛树脂、改性环氧丙烯酸酯低聚物、双季戊四醇六丙烯酸酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：23～36：19～36：9～16：8～17：3～8：4～10加入到高速混合机中，用高速混合机在温度162～187℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。该发明所述的热固性聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将酚醛树脂、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、乙醇和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯按照质量份数比为100：9～17：130～160：7～16加入到反应器中，搅拌速度为75～90r/min，维持体系温度80～90℃条件下反应0.5～1h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；所述的酚醛树脂的目的为了提高聚氯乙烯的力学强度；所述的乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯的目的为了提高酚醛树脂的交联密度，最终提高聚氯乙烯的力学强度。(2)、将环氧树脂、二乙二醇二丙烯酸酯、双氰胺和三乙醇胺按照质量份数比100：15～25：17～29：3～7加入到反应器中，搅拌速度为90～120r/min，维持体系温度95～110℃条件下反应0.5～1h，得到改性环氧树脂；所述的环氧树脂的目的为了提高聚氯乙烯的力学强度；所述的二乙二醇二丙烯酸酯、双氰胺的目的为了提高环氧树脂的交联密度，最终提高聚氯乙烯的力学强度。(3)、将聚氯乙烯、乙烯醇、乙醇钠和乙醇按照质量份数比100：20～35：10～25：120～150加入到反应釜中，搅拌速度为50～65r/min，维持体系温度75～90℃条件下反应0.5～1h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；所述的乙烯醇和乙醇钠的目的为了提高聚氯乙烯的化学活性。(4)、将改性聚氯乙烯、改性环氧树脂、改性酚醛树脂、改性环氧丙烯酸酯低聚物、双季戊四醇六丙烯酸酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：23～36：19～36：9～16：8～17：3～8：4～10加入到高速混合机中，用高速混合机在温度162～187℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料；所述的改性环氧丙烯酸酯低聚物和双季戊四醇六丙烯酸酯的目的为了提高各物料间的交联密度，最终提高聚氯乙烯的力学强度。该发明的有益效果在于：1、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯对酚醛树脂进行改性，不仅能保留酚醛树脂优异的力学强度，还能提高酚醛树脂的交联密度，最终提高聚氯乙烯的力学强度；2、二乙二醇二丙烯酸酯、双氰胺对环氧树脂进行改性，不仅能保留环氧树脂优异的力学强度，还能提高环氧树脂的交联密度，最终提高聚氯乙烯的力学强度；3、乙醇钠具有强碱性，能催化乙烯醇对聚氯乙烯表面进行改性，从而提高聚氯乙烯的化学活性；4、改性环氧丙烯酸酯低聚物和双季戊四醇六丙烯酸酯具有多官能团结构，能提高改性聚氯乙烯、改性环氧树脂、改性酚醛树脂间的交联密度，最终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1一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、13份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、150份乙醇和12份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度86℃条件下反应0.8h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、19份二乙二醇二丙烯酸酯、23份双氰胺和5份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度100℃条件下反应0.8h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、28份乙烯醇、19份乙醇钠和130份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为55r/min，维持体系温度85℃条件下反应0.7h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、30份改性环氧树脂、26份改性酚醛树脂、12份改性环氧丙烯酸酯低聚物、11份双季戊四醇六丙烯酸酯、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度177℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例2一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、9份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、130份乙醇和7份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为75r/min，维持体系温度80℃条件下反应0.5h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、15份二乙二醇二丙烯酸酯、17份双氰胺和3份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度95℃条件下反应0.5h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、20份乙烯醇、10份乙醇钠和120份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，维持体系温度75℃条件下反应0.5h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、23份改性环氧树脂、19份改性酚醛树脂、9份改性环氧丙烯酸酯低聚物、8份双季戊四醇六丙烯酸酯、3份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、4份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度162℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例3一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、17份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、160份乙醇和16份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度90℃条件下反应1h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、25份二乙二醇二丙烯酸酯、29份双氰胺和7份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为120r/min，维持体系温度110℃条件下反应1h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、35份乙烯醇、25份乙醇钠和150份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为65r/min，维持体系温度90℃条件下反应1h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、36份改性环氧树脂、36份改性酚醛树脂、16份改性环氧丙烯酸酯低聚物、17份双季戊四醇六丙烯酸酯、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、10份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度187℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例4一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、10份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、135份乙醇和9份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度82℃条件下反应0.9h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、16份二乙二醇二丙烯酸酯、20份双氰胺和4份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为96r/min，维持体系温度99℃条件下反应0.8h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、26份乙烯醇、17份乙醇钠和125份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为55r/min，维持体系温度79℃条件下反应0.9h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、26份改性环氧树脂、20份改性酚醛树脂、11份改性环氧丙烯酸酯低聚物、9份双季戊四醇六丙烯酸酯、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度167℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例5一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、15份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、145份乙醇和12份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度86℃条件下反应0.6h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、18份二乙二醇二丙烯酸酯、19份双氰胺和6份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度105℃条件下反应0.6h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、28份乙烯醇、13份乙醇钠和143份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为59r/min，维持体系温度78℃条件下反应0.6h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、28份改性环氧树脂、21份改性酚醛树脂、15份改性环氧丙烯酸酯低聚物、10份双季戊四醇六丙烯酸酯、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、8份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度173℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例6一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、14份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、137份乙醇和15份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为87r/min，维持体系温度88℃条件下反应0.7h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、23份二乙二醇二丙烯酸酯、26份双氰胺和6份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为115r/min，维持体系温度108℃条件下反应0.8h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、33份乙烯醇、22份乙醇钠和137份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为59r/min，维持体系温度80℃条件下反应0.6h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、35份改性环氧树脂、34份改性酚醛树脂、13份改性环氧丙烯酸酯低聚物、16份双季戊四醇六丙烯酸酯、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度177℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例7一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、9份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、155份乙醇和10份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度83℃条件下反应0.9h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、25份二乙二醇二丙烯酸酯、26份双氰胺和6份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度107℃条件下反应0.6h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、34份乙烯醇、20份乙醇钠和146份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为63r/min，维持体系温度88℃条件下反应0.7h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、29份改性环氧树脂、28份改性酚醛树脂、11份改性环氧丙烯酸酯低聚物、14份双季戊四醇六丙烯酸酯、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度179℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。实施例8一种热固性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份酚醛树脂、14份乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、156份乙醇和15份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯加入到反应器中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度87℃条件下反应0.7h，经105℃、-0.09mpa减压蒸馏0.5h，得到改性酚醛树脂；(2)、称取100份环氧树脂、20份二乙二醇二丙烯酸酯、21份双氰胺和4份三乙醇胺加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度106℃条件下反应0.7h，得到改性环氧树脂；(3)、称取100份聚氯乙烯、25份乙烯醇、13份乙醇钠和145份乙醇加入到反应釜中，搅拌速度为58r/min，维持体系温度83℃条件下反应0.7h，经500ml水洗涤3次，500ml乙醇洗涤3次，经105℃、-0.08mpa真空干燥0.5h，即得到改性聚氯乙烯；(4)、称取100份改性聚氯乙烯、26份改性环氧树脂、33份改性酚醛树脂、13份改性环氧丙烯酸酯低聚物、9份双季戊四醇六丙烯酸酯、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、9份硬脂酸钙加入到高速混合机中，用高速混合机在温度185℃挤出成型，即得到热固性聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加改性酚醛树脂，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，不添加改性环氧树脂，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，不添加改性聚氯乙烯，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，不添加改性环氧丙烯酸酯低聚物，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，不添加双季戊四醇六丙烯酸酯，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，配方中选用普通酚醛树脂替代实施例1中的改性酚醛树脂，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，配方中选用普通环氧树脂替代实施例1中的改性环氧树脂，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，配方中选用普通聚氯乙烯替代实施例1中的改性聚氯乙烯，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制得的热固性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/mpa655456595754565863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