一种聚氯乙烯合金材料的制备方法与流程

1.本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种聚氯乙烯合金材料的制备方法。


背景技术：

2.聚氯乙烯(pvc)是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一。它具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点；但pvc存在冲击强度低、热稳定性差、流动性能差等缺点，在一定程度上限制了其使用。人们常采用添加填料、弹性体、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、耐热改性剂和流动改性剂等方法来改善pvc的各种性能。
3.pvc作为第二大通用塑料，具有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价格低廉、原材料来源广泛的优点，已被广泛应用于各个部门。但是，pvc在加工应用中，尤其在用作结构材料时，也暴露出了抗冲击强度低、热稳定性差等缺点，而强度与韧性是影响结构材料性能的两个最重要的因素，制约着材料的力学性能指标，所以pvc用作结构材料时，需要先进行改性，以克服pvc材料的缺陷，相比工程塑料，pvc存在缺口冲击强度低、加工性能差、耐热性差的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种聚氯乙烯合金材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
5.s1：将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应12～16min，然后继续加入增塑剂继续碾磨反应在80～85℃下2～4h出料；其中聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂的质量比为(1～2):(0.05～0.12)；聚氯乙烯和增塑剂的质量比为(1～2):(0.1～0.22)。
6.s2：将步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、改性剂称量好加入到高速搅拌机中高速混合5～9min出料，然后在开炼机上进行辊炼，辊炼8～15min，得到所述聚氯乙烯合金材料。
7.进一步地，所述碾磨反应的温度为180～190℃，碾磨是的压力为9～12mpa。
8.进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种。
9.进一步地，所述自制稀土复合稳定剂采用以下步骤制备：按照重量份数计，将氧化镨15～25份、硅酸钙10～15份、氧化铈10～20份、氢氧化铝10～15份、水滑石15～25份、浮石粉20～35份称量好后加入到高速混合机中，机械搅拌30～50min后得到所述自制稀土复合稳定剂。
10.进一步地，所述步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、改性剂的质量比为(1～2):(0.35～0.52):(0.02～0.05):(0.005～0.012):(0.12～0.25)。
11.进一步地，所述改性剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
‑
甲基丙烯酸甲酯和2
‑
甲基丙
烯酸乙酯中的任意一种。
12.进一步地，所述增容剂采用以下方法制备：将质量比为1：2～2.5的尼龙66和苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物加入到磨盘力学反应器中，在70～90℃，压力为8～10mpa下碾磨反应20～50min，然后使用索氏抽提器抽提20～30h，真空干燥后得到增容剂。
13.进一步地，所述步骤s2中开炼机辊炼的温度为170～180℃。
14.本发明具有如下有益效果：
15.本发明中，采用将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应，然后继续加入增塑剂继续碾磨反应，和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、改性剂称量好加入到高速搅拌机中高速混合，然后在开炼机上进行辊炼，得到所述聚氯乙烯合金材料，该合金材料具有良好的冲击强度和拉伸强度。
具体实施方式
16.下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
17.实施例1
18.一种聚氯乙烯合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
19.s1：将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应12min，然后继续加入邻苯二甲酸二辛脂继续碾磨反应在80℃下2h出料，其中碾磨反应温度为180℃，碾磨是的压力为9mpa；其中聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂的质量比为1:0.05；聚氯乙烯和邻苯二甲酸二辛脂的质量比为1:0.1。
20.s2：将步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、丙烯酸甲酯称量好加入到高速搅拌机中高速混合5min出料，然后在开炼机上进行辊炼，辊炼8min，开炼机辊炼的温度为170℃，得到所述聚氯乙烯合金材料；其中步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、丙烯酸甲酯的质量比为1:0.35:0.02:0.005:0.12。
21.所述自制稀土复合稳定剂采用以下步骤制备：按照重量份数计，将氧化镨15份、硅酸钙10份、氧化铈10份、氢氧化铝10份、水滑石15份、浮石粉20份称量好后加入到高速混合机中，机械搅拌30min后得到所述自制稀土复合稳定剂。
22.所述增容剂采用以下方法制备：将质量比为1：2的尼龙66和苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物加入到磨盘力学反应器中，在70℃，压力为8mpa下碾磨反应20min，然后使用索氏抽提器抽提20h，真空干燥后得到增容剂。
23.实施例2
24.一种聚氯乙烯合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
25.s1：将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应16min，然后继续加入邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯继续碾磨反应在85℃下4h出料，其中碾磨反应温度为190℃，碾磨是的压力为12mpa；其中聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂的质量比为2:0.12；聚氯乙烯和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯的质量比为1:0.1。
26.s2：将步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、丙烯酸乙酯称量好加入到
高速搅拌机中高速混合9min出料，然后在开炼机上进行辊炼，辊炼15min，开炼机辊炼的温度为180℃，得到所述聚氯乙烯合金材料；其中步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、丙烯酸乙酯的质量比为2:0.52:0.05:0.012:0.25。
27.所述自制稀土复合稳定剂采用以下步骤制备：按照重量份数计，将氧化镨25份、硅酸钙15份、氧化铈20份、氢氧化铝15份、水滑石25份、浮石粉35份称量好后加入到高速混合机中，机械搅拌50min后得到所述自制稀土复合稳定剂。
28.所述增容剂采用以下方法制备：将质量比为1：2.5的尼龙66和苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物加入到磨盘力学反应器中，在90℃，压力为10mpa下碾磨反应50min，然后使用索氏抽提器抽提30h，真空干燥后得到增容剂。
29.实施例3
30.一种聚氯乙烯合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
31.s1：将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应14min，然后继续加入邻苯二甲酸二丁酯继续碾磨反应在82℃下3h出料，其中碾磨反应温度为185℃，碾磨是的压力为10mpa；其中聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂的质量比为1.4:0.08；聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯的质量比为1.4:0.16。
32.s2：将步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、2
‑
甲基丙烯酸甲酯称量好加入到高速搅拌机中高速混合6min出料，然后在开炼机上进行辊炼，辊炼10min，开炼机辊炼的温度为175℃，得到所述聚氯乙烯合金材料；其中步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、2
‑
甲基丙烯酸甲酯的质量比为1.4:0.39:0.03:0.008:0.18。
33.所述自制稀土复合稳定剂采用以下步骤制备：按照重量份数计，将氧化镨20份、硅酸钙12份、氧化铈15份、氢氧化铝12份、水滑石20份、浮石粉25份称量好后加入到高速混合机中，机械搅拌40min后得到所述自制稀土复合稳定剂。
34.所述增容剂采用以下方法制备：将质量比为1：2.2的尼龙66和苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物加入到磨盘力学反应器中，在80℃，压力为9mpa下碾磨反应30min，然后使用索氏抽提器抽提25h，真空干燥后得到增容剂。
35.实施例4
36.一种聚氯乙烯合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
37.s1：将聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂加入到力学反应器中，进行碾磨反应15min，然后继续加入邻苯二甲酸二乙酯继续碾磨反应在84℃下3.6h出料，其中碾磨反应温度为188℃，碾磨是的压力为11mpa；其中聚氯乙烯和自制稀土复合稳定剂的质量比为1.8:0.11；聚氯乙烯和邻苯二甲酸二乙酯的质量比为1.8:0.2。
38.s2：将步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、2
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甲基丙烯酸乙酯称量好加入到高速搅拌机中高速混合8min出料，然后在开炼机上进行辊炼，辊炼12min，开炼机辊炼的温度为178℃，得到所述聚氯乙烯合金材料；其中步骤s1中得到的物料和增容剂、硬酸钙、硬脂酸、2
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甲基丙烯酸乙酯的质量比为1.9:0.48:0.04:0.011:0.24。
39.所述自制稀土复合稳定剂采用以下步骤制备：按照重量份数计，将氧化镨22份、硅酸钙14份、氧化铈18份、氢氧化铝14份、水滑石24份、浮石粉30份称量好后加入到高速混合机中，机械搅拌45min后得到所述自制稀土复合稳定剂。
40.所述增容剂采用以下方法制备：将质量比为1：2.4的尼龙66和苯乙烯
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马来酸酐共
聚物加入到磨盘力学反应器中，在85℃，压力为10mpa下碾磨反应40min，然后使用索氏抽提器抽提38h，真空干燥后得到增容剂。
41.性能测试：(1)冲击强度测试：将实施例1～4合金材料制备的块料制成样条，样条在万能制样机上制样，样品尺寸为63.7mm
×
12.7mm
×
4mm，室温下用zbc2400
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2型冲击试验机按gb/t 1043.1
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2008测试冲击强度；(2)拉伸强度测试：将实施例1～4合金材料制备的1mm的薄片在预热后的标准刀具上冲成ⅱ型试样，按gb/t1040.1
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2006在instron 5567型万能材料试验机上测试拉伸强度，在室温下进行，拉伸速率为20mm/min，测试结果如表1所示，
42.表1.测试结果：
[0043][0044]
从表1中可以看出，实施例1～4制备的聚氯乙烯合金材料具有良好的冲击强度和拉伸强度。