本发明属于pvc材料领域，特别是一种pvc发泡材料及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯(pvc)发泡材料是一种重要的发泡材料，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。pvc发泡材料具有质轻、无毒、无臭，吸水性好等优点。市场上，现有的聚氯乙烯(pvc)发泡材料常常存在着韧性不足、耐老化性欠佳的问题，不利于在车辆机械配件上的应用，因此制备性能优良的能应用于车辆机械配件的pvc发泡材料具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种pvc发泡材料及其制备方法，该pvc发泡材料具有优良的韧性和耐老化性，能够应用与车辆机械配件。
本发明采用的技术方案如下：
一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：
其中：所述的改性秸秆粉的制备步骤如下：
(1)将秸秆粉放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为2-4％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散3-5h后，加入一定量的秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在60-80℃下继续超声2-4h，得溶液b；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述步骤(1)中的秸秆粉为600-800目的秸秆粉。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述步骤(3)中的溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为(36-50)：(20-30)：(0.4-0.6)。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述的发泡剂为超临界二氧化碳。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯(totm)。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述的抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称irganox1010)和1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称irganox1330)中的至少一种。
如上所述的pvc发泡材料，其中，优选的，所述的抗uv剂为uv234或uv327。
一种以上所述的pvc发泡材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
(1)称取pvc、改性秸秆粉、增塑剂、抗氧剂、抗uv剂；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、改性秸秆粉、增塑剂、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒；
(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中，在通入10份-20份发泡剂，加热至180-200℃使其为熔融状态，调节压力在10-14mpa，反应8-10h后降压得pvc发泡材料。
如上所述的pvc发泡材料的制备方法，其中，优选的，所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区，一区的温度140～160℃，二区的温度180～200℃，三区的温度180～200℃，四区的温度180～200℃，五区的温度180～200℃，六区的温度180～200℃，机头温度180～200℃,螺杆转速200～280r/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明经过钛酸酯偶联剂ac-201处理后的秸秆粉和pvc的相容性较好，增强了pvc与秸秆粉的界面结合力，提高了制备得到的pvc发泡材料的拉伸强度和冲击强度，使其具有良好的物理性能。
2.本发明在对秸秆粉进行改性时，采用的n-羟乙基丙烯酰胺中包含有-nh2，它可以作为电子给体，可视为路易斯碱。pvc由于其中的cl原子的电子诱导效应大于p-π共轭效应，故pvc可视为路易斯酸。在pvc和秸秆粉界面处两者具有酸碱相互作用，从而进一步加强了pvc与秸秆粉的界面结合力，有效的保证了制备得到的pvc发泡材料具有高的拉伸强度和冲击强度，使其具有良好的物理性能。
3.本发明在秸秆粉改性的pvc熔融状态中通入超临界二氧化碳，使其发泡均匀，增加材料内部泡孔数目，泡孔可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩展，从而显著提高pvc发泡材料的耐冲击性。
4.本发明增塑剂的加入可以使pvc的韧性增强，便于加工。
5.本发明的抗uv剂的加入提升了发泡pvc材料的耐老化性能。
具体实施方式
下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例中所用的原料如下：
pvc(型号r04-1)，上氯申峰；秸秆粉，实验室自备；超临界二氧化碳，哈尔滨艾森生物科技；偏苯三酸三辛酯(totm)，上海凯茵化工；抗uv剂(型号uv234、uv327)，德国巴斯夫；抗氧剂(型号irganox168、irganox1010、irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下：
zsk30型双螺杆挤出机，德国w&p公司；jl-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；htl900-t-5b型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；xcj-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；qt-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；qd-gjs-b12k型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司；101a-1型数显电热烘箱，上海圣欣科学仪器有限公司。
实施例1
本实施例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：80份pvc、10份改性秸秆粉b1、4份偏苯三酸三辛酯(totm)、0.1份irganox168、0.1份uv234。
其中：所述的改性秸秆粉b1的制备步骤如下：
(1)将600目的秸秆粉放置于温度为60℃的真空干燥箱内连续干燥6h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为2％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散3h后，加入秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在60℃下继续超声2h，得溶液b；其中：溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为36：20：0.4；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉b1。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、改性秸秆粉b1、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox168、uv234；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、改性秸秆粉、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox168、uv234投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料p1；
(3)将步骤(2)中得到的粒料p1均匀布于密闭刚性模具中，在通入10份发泡剂，加热至180℃使其为熔融状态，调节压力在10mpa，反应8h后降压得pvc发泡材料。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度140℃，所述二区的温度180℃，所述三区的温度180℃，所述四区的温度180℃，所述五区的温度180℃，所述六区的温度180℃，机头温度180℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
本实施例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：100份pvc、20份改性秸秆粉b2、6份偏苯三酸三辛酯(totm)、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份irganox168、0.3份uv234。
其中：所述的改性秸秆粉b2的制备步骤如下：
(1)将800目的秸秆粉放置于温度为80℃的真空干燥箱内连续干燥8h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为4％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散5h后，加入秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在80℃下继续超声4h，得溶液b；其中：溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为50：30：0.6；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉b2。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、改性秸秆粉b2、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、irganox168、uv234；
(2)将步骤(1)称取得到的取pvc、改性秸秆粉b2、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、irganox168、uv234投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料p2；
(3)将步骤(2)中得到的粒料p2均匀布于密闭刚性模具中，在通入20份发泡剂，加热至200℃使其为熔融状态，调节压力在14mpa，反应10h后降压得pvc发泡材料。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度160℃，所述二区的温度200℃，所述三区的温度200℃，所述四区的温度200℃，所述五区的温度200℃，所述六区的温度200℃，机头温度200℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
本实施例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：90份pvc、15份改性秸秆粉b3、5份偏苯三酸三辛酯(totm)、0.2份irganox1010、0.1份irganox1330、0.2份uv234。
其中：所述的改性秸秆粉b3的制备步骤如下：
(1)将700目的秸秆粉放置于温度为70℃的真空干燥箱内连续干燥7h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为3％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散4h后，加入秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在70℃下继续超声3h，得溶液b；其中：溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为43：25：0.5；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉b3。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、改性秸秆粉b3、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv234；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、改性秸秆粉b3、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv234投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料p3；
(3)将步骤(2)中得到的粒料p3均匀布于密闭刚性模具中，在通入15份发泡剂，加热至190℃使其为熔融状态，调节压力在12mpa，反应9h后降压得pvc发泡材料。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度150℃，所述二区的温度190℃，所述三区的温度190℃，所述四区的温度190℃，所述五区的温度190℃，所述六区的温度190℃，机头温度190℃,螺杆转速240r/min。
实施例4
本实施例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：85份pvc、16份改性秸秆粉b4、4.5份偏苯三酸三辛酯(totm)、0.2份irganox1010、0.1份irganox1330、0.15份uv234。
其中：所述的改性秸秆粉b4的制备步骤如下：
(1)将650目的秸秆粉放置于温度为65℃的真空干燥箱内连续干燥6.5h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为2.5％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散3.5h后，加入秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在65℃下继续超声2.5h，得溶液b；其中：溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为40：22：0.45；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉b4。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、改性秸秆粉b4、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv234；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、改性秸秆粉b4、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv234投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料p4；
(3)将步骤(2)中得到的粒料p4均匀布于密闭刚性模具中，在通入12.5份发泡剂，加热至185℃使其为熔融状态，调节压力在11mpa，反应8.5h后降压得pvc发泡材料。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度145℃，所述二区的温度185℃，所述三区的温度185℃，所述四区的温度185℃，所述五区的温度185℃，所述六区的温度185℃，机头温度185℃,螺杆转速220r/min。
实施例5
本实施例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：95份的pvc、12份改性秸秆粉b5、5.5份偏苯三酸三辛酯(totm)、0.3份irganox1010、0.1份irganox1330、0.2份uv327。
其中：所述的改性秸秆粉b5的制备步骤如下：
(1)将750目的秸秆粉放置于温度为75℃的真空干燥箱内连续干燥7.5h；
(2)采用钛酸酯偶联剂ac-201和异丙醇溶液，配置钛酸酯偶联剂ac-201的质量分数为3.5％的溶液a；
(3)将溶液a经超声分散4.5h后，加入秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺，在75℃下继续超声3.5h，得溶液b；其中：溶液a、秸秆粉、n-羟乙基丙烯酰胺三者的质量比为45：27：0.55；
(4)将溶液b抽滤、洗涤、干燥得改性秸秆粉b5。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、改性秸秆粉b5、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv327；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、改性秸秆粉b5、偏苯三酸三辛酯(totm)、irganox1010、irganox1330、uv327投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料p5；
(3)将步骤(2)中得到的粒料p5均匀布于密闭刚性模具中，在通入17.5份发泡剂，加热至195℃使其为熔融状态，调节压力在13mpa，反应9.5h后降压得pvc发泡材料。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机包括顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度155℃，所述二区的温度195℃，所述三区的温度195℃，所述四区的温度195℃，所述五区的温度195℃，所述六区的温度195℃，机头温度195℃,螺杆转速260r/min。
对比例1
对比例提供了一种pvc发泡材料，其中：所述pvc发泡材料包括以下重量份组分原料：70份pvc、12份秸秆粉b0、14份发泡剂ac、0.3份irganox1010、0.1份irganox1330。
其中：所述的秸秆粉b0为700目的秸秆粉。
该实施例的pvc发泡材料的制备方法如下：
(1)按以上重量份称取pvc、秸秆粉b0、发泡剂ac、irganox1010、irganox1330；
(2)将步骤(1)称取得到的pvc、秸秆粉b0、发泡剂ac、irganox1010、irganox1330投入双螺杆挤出机挤出造粒，即得到pvc可发泡粒料d1；
(3)将pvc可发泡粒料d1均匀布于密闭刚性模具中，在12mpa、100℃环境下反应6h，取出冷并冷却固化得到pvc发泡成品。
其中步骤(2)中所述双螺杆挤出机内设置有顺次排布的一区、二区、三区、四区、五区和六区共六个温度区；
其中：所述一区的温度140℃，所述二区的温度195℃，所述三区的温度195℃，所述四区的温度195℃，所述五区的温度195℃，所述六区的温度195℃，机头温度195℃,螺杆转速230r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的pvc发泡料用注塑机制成粒料测试，测试数据如下表：
注：1000h老化试验参照的标准为gb/t1843-2008。
从上表可以看出实施例1-5制备的pvc发泡料的粒料具有良好的冲击强度、拉伸强度，说明实施例1-5制备的pvc发泡料的粒料具有良好的韧性，经过老化实验后，仍具有一定的拉伸强度，说明实施例1-5制备的pvc发泡料的粒料具有良好的耐老化性。另外，实施例1-5制备的pvc发泡料的粒料的韧性和耐老化性能都要好于对比例1制备的pvc发泡料的粒料，这大大扩展了pvc发泡料的应用领域，不仅可以应用与车辆机械配件领域，还可以应用于其它高强度、高韧性、耐老化产品领域，具有非常重要的意义。
以上所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以以上限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。