一种硬质交联聚氯乙烯材料及其制备方法

本发明属于聚氯乙烯板材化学交联改性增强，具体地涉及一种硬质交联聚氯乙烯材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯(pvc)是目前产量最大的高分子热塑性材料之一。其价格低廉、性价比优异，但结构的不稳定性也使其存在力学性能及耐热性能较差等缺点，这也使聚氯乙烯的应用受到了一定限制。为了提高聚氯乙烯制品的力学性能、耐热性和耐溶剂性，常用的改性方法包括共混、填充、接枝、交联、共聚等。

2、交联改性是提高聚氯乙烯耐热性能、弯曲强度、模量、拉伸强度、耐磨等性能的重要方法之一，交联的方法主要分为辐射交联和化学交联。辐射交联出现较早，机理复杂，影响因素较多且无法控制；化学交联包括硅烷交联、过氧化物交联、多巯基类化合物交联、多胺类化合物交联等。现有工艺中，交联型聚氯乙烯板材通常通过模压法完成，不便于工业上的连续生产。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种硬质交联聚氯乙烯材料及其制备方法，能够解决以下技术问题之一：(1)现有的交联型聚氯乙烯板材通常通过模压法完成，不便于工业上的连续生产；(2)现有的交联型聚氯乙烯板材力学性能较差。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一方面，本发明提供了一种硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、将润滑剂与改性交联剂混合得到第一混合料；

5、s2、将第一混合料、聚氯乙烯树脂、加工助剂、稳定剂、缚酸剂和填料混合均匀后，得到干混料；

6、s3、将干混料加至锥形双螺杆挤出平台中，从机头挤出后得到硬质交联聚氯乙烯胚料；

7、s4、将硬质交联聚氯乙烯胚料通过冷却定型，冷却后得到硬质交联聚氯乙烯材料。

8、进一步的，改性交联剂的制备方法包括：

9、步骤1、将三聚氰胺和甲醛溶于水中形成水溶液进行回流反应，得到mf预聚物；

10、步骤2、将在分散剂的作用下分散到水中的交联剂加至mf预聚物中，进行缩聚反应；反应完成后冷却，抽滤、洗涤产物并真空干燥后，得到改性交联剂。

11、进一步的，s1中，润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。

12、进一步的，s1中，润滑剂与改性交联剂的质量比为0.6～1.0：4～20。

13、进一步的，s2中，加工助剂为一种或几种丙烯酸酯共聚物的组合。

14、进一步的，s2中，稳定剂是钙锌复合稳定剂。

15、进一步的，s2中，缚酸剂为氧化镁或氧化锌中的一种或多种。

16、进一步的，s2中，改性交联剂、聚氯乙烯树脂、加工助剂、稳定剂、缚酸剂和填料的质量比为4～20：100：3～15：5～8：4～20：100～20。

17、进一步的，步骤2中，得到的改性交联剂包括壳层和芯层，壳层为mf树脂，芯层为交联剂。

18、本发明还提供了一种硬质交联聚氯乙烯材料，采用上述的制备方法制备得到。

19、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

20、1)本发明的硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法采用挤出方法，工艺简单、周期短、所需成本较低，利于工业连续性生产；

21、2)本发明的硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法中通过控制不同原料的加料顺序，提高干混料的表观密度，降低挤出过程中的架桥现象。

22、3)本发明的硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法中通过采用包括壳层和芯层，壳层为mf树脂，芯层为交联剂的改性交联剂，挤出过程中，由于改性交联剂是通过挤出机螺杆之间剪切力及与其它物料磨擦作用来破坏mf树脂壳层，使芯层交联剂裸露出来，使改性交联剂的有效成分得以缓慢释放，并延缓交联剂与聚氯乙烯交联反应的速度，进而保证挤出工艺的顺利进行。

23、4)本发明的硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法制备得到的硬质交联聚氯乙烯材料具有良好的力学性能和耐热性能，有益于工业化生产和更广泛的应用。

24、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书和说明书附图中所特别指出的内容来实现和获得。

技术特征：

1.一种硬质交联聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性交联剂的制备方法包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，润滑剂与改性交联剂的质量比为0.6～1.0：4～20。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，加工助剂为一种或几种丙烯酸酯共聚物的组合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，稳定剂是钙锌复合稳定剂。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，缚酸剂为氧化镁或氧化锌中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，改性交联剂、聚氯乙烯树脂、加工助剂、稳定剂、缚酸剂和填料的质量比为4～20：100：3～15：5～8：4～20：100～20。

9.根据权利要求2-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，得到的改性交联剂包括壳层和芯层，壳层为mf树脂，芯层为交联剂。

10.一种硬质交联聚氯乙烯材料，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种硬质交联聚氯乙烯材料及其制备方法，涉及聚氯乙烯板材化学交联改性增强技术领域，用于解决现有的交联型聚氯乙烯板材通常通过模压法完成，不便于工业上的连续生产的问题。制备方法包括：S1、将润滑剂与改性交联剂混合得到第一混合料；S2、将第一混合料、聚氯乙烯树脂、加工助剂、稳定剂、缚酸剂和填料混合均匀后，得到干混料；S3、将干混料加至锥形双螺杆挤出平台中，从机头挤出后得到硬质交联聚氯乙烯胚料；S4、将硬质交联聚氯乙烯胚料通过冷却定型，冷却后得到硬质交联聚氯乙烯材料。本发明的制备方法采用挤出方法，工艺简单、周期短、所需成本较低，利于工业连续性生产。

技术研发人员：张锁江,陈胜德,赵炜珍,周家华,宋婷,李纯,隋佳烊,蒋帅,赵金顺,陈恩斌
受保护的技术使用者：中国科学院过程工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24