本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种高性能改性聚氯乙烯及其制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯是世界上最早实现工业化的塑料品种之一，是一种性能优良，价格低廉的通用树脂，具有阻燃性能优良、耐腐蚀、耐磨损、摩擦系数小、导热率低、密封性能好、防尘、隔音、抗震、耐候等优点，在建筑、轻工、农用、包装、日用等领域有着广泛的应用。但是聚氯乙烯分子中含有大量的C-Cl键，分子之间存在着较大的作用力，因此比较坚硬，对外显示一定的脆性，其抗冲击强度差，另外，其分子中的C-Cl键在受热时容易脱去HCl分子，在大分子链中引入不饱和键，影响树脂的耐老化性和热稳定性，因此限制了聚氯乙烯的使用范围和使用空间。
因此，急需一种高性能改性聚氯乙烯及其制备方法。
技术实现要素：
本发明提供一种高性能改性聚氯乙烯及其制备方法，通过优化组分、用量，制得的产品具有优异的力学性能的聚氯乙烯材料。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高性能改性聚氯乙烯，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：PVC，部分交联丁腈橡胶，复配填充剂，改性聚磷酸钙，增塑剂，抗氧剂，润滑剂；所述分交联丁腈橡胶的凝胶质量百分含量为40%-60%；复配填充剂为中空结构纤维与羟基硅油混合而成，所述改性聚磷酸钙为通过硅烷偶联剂进行表面改性的聚磷酸钙；所述PVC，部分交联丁腈橡胶的质量比为100:15-25。
进一步地，所述的高性能改性聚氯乙烯，以质量份为单位，包括如下原料：PVC100份，部分交联丁腈橡胶15-25份，复配填充剂5-10份，改性聚磷酸钙5-10份，增塑剂4-6份，抗氧剂1-3份，润滑剂2-4份。
进一步地，所述复配填充剂为通过将中空结构纤维浸入到羟基硅油中超声震荡5-15min后过滤得到。
进一步地，所述中空结构纤维为中空度为10-20%的尼龙66短切纤维。
进一步地，所述增塑剂为DOP，DOS，DIDP，液体聚酯型。
进一步地，所述改性聚磷酸钙中聚磷酸钙与硅烷偶联剂的复配质量比为100:5-10。
进一步地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂DLTP。
进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
一种上述的高性能改性聚氯乙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所述的配方称取PVC，部分交联丁腈橡胶，复配填充剂，改性聚磷酸钙，增塑剂，抗氧剂，润滑剂，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（2）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
进一步地，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
本发明具有以下有益效果：
1) 本发明以PVC为基质，通过加入一定凝胶含量的部分交联丁腈橡胶，有效改善了聚氯乙烯的耐冲击性能，并均衡提高了其它性能，过多的凝胶含量，将导致耐冲击性能下降，过低的凝胶含量将导致其它力学性能下降。
2）本发明制备了复配填充剂，改性聚磷酸钙作为填料主体。复配填充剂为中空纤维和羟基硅油的复配物，中空纤维的加入到大大提升树脂的耐冲击性能和其它力学性能，中空纤维的中空度为10-20%。过高的中空度将导致力学性能下降容易气泡等现象，过低的中空度将导致不能实现耐冲击性能较大的提升。通过中空纤维与羟基硅油的事先复配，能够有效去除中空纤维中的存留空气，防止鼓泡的现象产生，同时能够促进分散。通过改性聚磷酸钙具有长链的无机聚合物的加入，与其他无机填料相比，具有大大提高聚氯乙烯的整体刚性。复配填充剂，改性聚磷酸钙同时添加，具有均衡改善聚氯乙烯各项的力学性能的特点，克服传统的填充剂会带来部分性能劣化的特点。
本发明的高性能改性聚氯乙烯通过加入部分交联丁腈橡胶，且通过加入复配填充剂，改性聚磷酸钙，进一步均衡改善了聚氯乙烯的各项力学性能。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
下面通过更具体的实施例加以说明。
高性能改性聚氯乙烯，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：PVC100份，部分交联丁腈橡胶15-25份，复配填充剂5-10份，改性聚磷酸钙5-10份，增塑剂4-6份，抗氧剂1-3份，润滑剂2-4份。
所述分交联丁腈橡胶的凝胶质量百分含量为40%-60%。所述复配填充剂为通过将中空结构纤维浸入到羟基硅油中超声震荡5-15min后过滤得到。所述中空结构纤维为中空度为10-20%的尼龙66短切纤维。所述增塑剂为DOP。所述改性聚磷酸钙中聚磷酸钙与硅烷偶联剂的复配质量比为100:5-10。所述的抗氧剂为抗氧剂1010。所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
一种上述的高性能改性聚氯乙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所述的配方称取PVC，部分交联丁腈橡胶，复配填充剂，改性聚磷酸钙，增塑剂，抗氧剂，润滑剂，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（2）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例1
高性能改性聚氯乙烯，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：PVC100份，部分交联丁腈橡胶20份，复配填充剂7.5份，改性聚磷酸钙7.5份，增塑剂5份，抗氧剂2份，润滑剂3份。
所述分交联丁腈橡胶的凝胶质量百分含量为50%。所述复配填充剂为通过将中空结构纤维浸入到羟基硅油中超声震荡10min后过滤得到。所述中空结构纤维为中空度为15%的尼龙66短切纤维。所述增塑剂为DOP。所述改性聚磷酸钙中聚磷酸钙与硅烷偶联剂的复配质量比为100:7.5。所述的抗氧剂为抗氧剂1010。所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
一种上述的高性能改性聚氯乙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所述的配方称取PVC，部分交联丁腈橡胶，复配填充剂，改性聚磷酸钙，增塑剂，抗氧剂，润滑剂，投入到混合器中搅拌2分钟，得到混合原料；
（2）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例2
高性能改性聚氯乙烯，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：PVC100份，部分交联丁腈橡胶25份，复配填充剂5份，改性聚磷酸钙10份，增塑剂4份，抗氧剂3份，润滑剂2份。
所述分交联丁腈橡胶的凝胶质量百分含量为60%。所述复配填充剂为通过将中空结构纤维浸入到羟基硅油中超声震荡5min后过滤得到。所述中空结构纤维为中空度为20%的尼龙66短切纤维。所述增塑剂为DOP。所述改性聚磷酸钙中聚磷酸钙与硅烷偶联剂的复配质量比为100:5。所述的抗氧剂为抗氧剂1010。所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
高性能改性聚氯乙烯，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：PVC100份，部分交联丁腈橡胶15份，复配填充剂10份，改性聚磷酸钙5份，增塑剂6份，抗氧剂1份，润滑剂4份。
所述分交联丁腈橡胶的凝胶质量百分含量为40%。所述复配填充剂为通过将中空结构纤维浸入到羟基硅油中超声震荡15min后过滤得到。所述中空结构纤维为中空度为10%的尼龙66短切纤维。所述增塑剂为DOP。所述改性聚磷酸钙中聚磷酸钙与硅烷偶联剂的复配质量比为100:10。所述的抗氧剂为抗氧剂1010。所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中缺少部分交联丁腈橡胶。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中部分交联丁腈橡胶的凝胶含量为20%。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中部分交联丁腈橡胶的凝胶含量为80%。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中硫缺少复配填充剂，改性聚磷酸钙。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中缺少复配填充剂。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中缺少改性聚磷酸钙。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中复配填充剂直接换成中空纤维。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高性能改性聚氯乙烯的原料中复配填充剂直接换成普通纤维。
拉伸强度按ASTM D-638标准，弯曲强度按ASTM D-790标准，进行制样测试。根据ISO2039-2测量洛氏硬度。在25℃条件下，测试冲击性能。
由上表可知：由实施例1-3和对比例1-8的数据可见，本发明的高性能改性聚氯乙烯通过加入部分交联丁腈橡胶，且通过加入复配填充剂，改性聚磷酸钙，进一步均衡改善了聚氯乙烯的各项力学性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。