本发明涉及一种改性树脂材料，特别涉及一种石墨改性增强聚氯乙烯，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)，为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，对光和热的稳定性差，受热容易分解。同时聚氯乙烯也是目前应用最为广泛的树脂材料之一，在建筑、工业、日用品、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、密封材料等方面均有广泛应用。
但是由于聚氯乙烯的热稳定性和光稳定性较差，使得聚氯乙烯非常容易分解释放出有毒有害物质，如何提高聚氯乙烯的相关耐候性，减少因为聚氯乙烯分解产物有毒有害物质所致的危害，可以大幅度的扩展聚氯乙烯的应用价值。
石墨是一种层状结晶形碳，外观呈现铁墨色、深灰色，石墨质地柔软，有滑腻感，可导电导热。石墨化学性质稳定，不与酸、碱反应，空气中加热氧化形成二氧化碳。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的聚氯乙烯耐候性能不佳，受热容易分解产生有毒有害物质的不足，提供一种石墨改性增强聚氯乙烯。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1-5％、二氧化钛0.5-5％、聚氯乙烯余量。
本发明石墨改性增强聚氯乙烯材料采用石墨和二氧化钛共增强改性聚氯乙烯，提高聚氯乙烯的耐热性能，石墨具有良好的导热性能，而二氧化钛具有阻挡隔绝性，两者复合添加到聚氯乙烯中形成表面阻隔，内部导热均匀一致化的效果，最终实现聚氯乙烯的综合耐候性能大幅度改善的效果。
进一步，所述石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1-4％、二氧化钛0.5-4％、聚氯乙烯余量。
进一步，所述石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1-3％、二氧化钛0.5-3％、聚氯乙烯余量。
进一步，所述石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1-2％、二氧化钛0.5-2％、聚氯乙烯余量。优选根据聚氯乙烯母料的比表面积大小实际添加应用的石墨和二氧化钛的用量并不大，两者相互配合在聚氯乙烯中形成均匀分散，达到一定阈值以后就可以耐候性能跃迁，进一步增加用量性能并无明显提升，而且聚氯乙烯的其他性能受到一定程度的劣化影响。
进一步，所述聚氯乙烯采用颗粒状母料作为原料。优选地，使用粒径0.1-3mm的颗粒母料。
进一步，所述二氧化钛是80目以上的二氧化钛粉末。
本发明的另一目的是提供一种制备上述石墨改性增强聚氯乙烯的方法。
一种制备石墨改性增强聚氯乙烯的方法，包括以下步骤：
(1)取石墨和二氧化钛粉末，混合，加入丙酮，超声混合物料5-20min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻1-20min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合5-30分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度110-135℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
本发明石墨改性增强聚氯乙烯制备方法将聚氯乙烯母料预先冷冻粉碎过40目筛，然后和石墨、二氧化钛粉末混合料液进行复合，经过旋转蒸发至干，物料采用螺杆挤出成型，复合材料致密性好，充分发挥复合材料的综合增强性能。
进一步，步骤1，将石墨和二氧化钛在混料罐中进行混合，使得石墨和二氧化钛粉末相互作用，提高石墨的分散性。
进一步，步骤1，加入丙酮重量为石墨和二氧化钛总重量的5-10倍。
进一步，步骤2，所述聚氯乙烯母料颗粒直径1-5mm。
进一步，步骤2，液氮冷冻1-10min。
进一步，步骤3，聚氯乙烯粉末加入步骤1超声混合物中，继续搅拌混合10-20分钟，使得石墨和二氧化钛粉末附着在聚氯乙烯粉末颗粒混合均匀，然后旋转蒸发至干，保持物料的混合均匀状态，并蒸发除去丙酮。
进一步，步骤4，挤出温度110-125℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明石墨改性增强聚氯乙烯材料采用石墨和二氧化钛共增强改性聚氯乙烯，提高聚氯乙烯的耐热性能，石墨具有良好的导热性能，而二氧化钛具有阻挡隔绝性，两者复合添加到聚氯乙烯中形成表面阻隔，内部导热均匀一致化的效果，最终实现聚氯乙烯的综合耐候性能大幅度改善的效果。
2、本发明提供相应制备方法，先将石墨和二氧化钛充分混合，确保两者在最终成型产品的均匀分散特性，达到良好的改性复合材料产品的效果。
3、本发明提供相应制备方法对于聚氯乙烯母料冷冻粉碎处理，然后和石墨、二氧化钛粉末混合料在一定溶剂存在的条件下混合，经过旋转蒸发至干，初步混合成型，最后螺杆挤出成型，致密性好，综合增强改性效果显著。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
<实施例1>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨5％、二氧化钛4％、聚氯乙烯余量。
<实施例2>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨4％、二氧化钛2％、聚氯乙烯余量。
<实施例3>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨3％、二氧化钛2％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入5倍重量丙酮，超声混合物料20min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻10min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合15分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度135℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<对比例1>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1.5％、二氧化钛1％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入丙酮，超声混合物料15min。
(2)取平均粒径1.5mm聚氯乙烯母料加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合20分钟，然后旋转蒸发至干。
(3)步骤2所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度125℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<实施例4>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1.5％、二氧化钛1％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入5倍重量丙酮，超声混合物料15min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻5min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合20分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度125℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<实施例5>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1％、二氧化钛1％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入5倍重量丙酮，超声混合物料15min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻5min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合20分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度125℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<对比例2>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨3％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨，加入5倍重量丙酮，超声分散15min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻5min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声分散料液中，搅拌混合20分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度125℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<实施例6>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1％、二氧化钛0.5％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入5倍重量丙酮，超声混合物料15min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻5min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合10分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度110℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<实施例7>
一种石墨改性增强聚氯乙烯，包括重量百分比的以下成分制成：石墨1％、二氧化钛0.5％、聚氯乙烯余量。
制备方法如下：
(1)取石墨和80目二氧化钛粉末，混合，加入5倍重量丙酮，超声混合物料15min。
(2)取聚氯乙烯母料，液氮冷冻5min，粉碎，过40目筛网，得到聚氯乙烯粉末。
(3)将聚氯乙烯粉末加入到步骤1超声混合物料中，继续搅拌混合10分钟，然后旋转蒸发至干。
(4)步骤3所得物料用双螺杆挤出机挤出成型，挤出温度110℃，挤出成型产品自然冷却，得到石墨改性增强聚氯乙烯。
<测试>
将上述实施例和对比例制备的石墨改性增强聚氯乙烯按照国标方法进行性能测试，包括导热系数、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度，测试结果如下：
表1
测试结果显示本发明制备的石墨改性聚氯乙烯材料导热系数得到显著提升，能够很好的优化改善聚氯乙烯加工件的热传导，避免温差应变。同时本发明的改性聚氯乙烯材料拉伸强度相比于未改性的聚氯乙烯材料降低幅度极低，表明添加应用改性石墨增强的同时对于聚氯乙烯的理化性质衰减较小。相比之下如果未对聚氯乙烯充分粉碎处理，石墨的改性应用效果不佳，如果不使用二氧化钛那么对于石墨的热传导促进作用也会造成一定的不利影响。