一种耐高温PVC塑料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种耐高温pvc塑料及其制备方法。

背景技术：

1、现有耐温-40℃至125℃的国家汽车行业标准qc/t730-2005车用薄壁绝缘低压电线中的qbc电线，通常制备方式为：用热塑性汽车专用料挤出生产，是免辐照的生产方式，热塑性汽车专用料中添加有聚烯烃成分，挤出后放置于规定的温度和湿度环境中，让电线外被自动交联，完成生产过程。但是这种热塑性汽车专用料成本较高，材料在使用过程中不易塑化，流动性差，加工难度大，自交联对环境温度、湿度有一定的要求，不易控制交联的效果，并且这种热塑性汽车专用料外被耐刮磨差，导致制成电线的性能稳定不好，因此在实际使用过程中，顾客认可度低，适用不广泛。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种耐高温pvc塑料及其制备方法，具有成本低，经过加入各种改性剂改性后耐高温效果好，易塑化，对后续加工的设备要求低，便于加工控制，具有广泛的应用前景。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供一种耐高温pvc塑料，由以下原料按重量份制备而成：pvc树脂200-400份、多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球15-30份、玄武岩1-3份、石墨烯2-5份、热稳定剂2-4份、增塑剂1-3份、阻燃剂0.1-1.5份；

4、所述多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球由以下方法制备而成：

5、s1.将铝酸三烷基酯和铝酸酯偶联剂溶于有机溶剂中，加入苯乙烯，混合均匀后，得到油相；

6、s2.将表面活性剂和致孔剂加入水中，混合均匀后得到水相；

7、s3.将引发剂配置成溶液，得到引发剂溶液；

8、s4.将油相和引发剂溶液同时加入水相中，边加边不断搅拌，加完后乳化，反应1-3h后，抽滤，干燥，得到多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球。

9、作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：pvc树脂250-350份、多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球17-22份、玄武岩1.5-2.5份、石墨烯3-4份、热稳定剂2.5-3.5份、增塑剂1.5-2.5份、阻燃剂0.5-1份。

10、作为本发明的进一步改进，所述铝酸三烷基酯为al(o-ic3h7)3或al(o-sc4h9)3；所述铝酸酯偶联剂选自dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df中的一种或几种的组合；所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、石油醚、吡啶中的一种或几种的组合；所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或者几种的组合；所述致孔剂包括无机致孔剂和有机致孔剂，质量比为1：(1-2)，所述无机致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和失水山梨醇脂肪酸酯中的一种；所述有机致孔剂选自硬脂酸、十六醇、十八醇、十二醇、环己烷中的一种；所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者几种的组合。

11、作为本发明的进一步改进，所述铝酸三烷基酯、铝酸酯偶联剂、苯乙烯、表面活性剂、致孔剂、引发剂的质量比为100：(2-4)：(120-150)：(1-5)：(3-7)：(1-2)；所述引发剂溶液的质量百分比浓度为2-5％；所述乳化条件为10000-12000r/min转速下乳化3-5min。

12、作为本发明的进一步改进，所述热稳定剂为铅稳定剂和硬脂酸盐的混合物，质量比为1：(0.1-0.3)；所述铅稳定剂选自二盐基硬脂酸铅、水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅中的一种；所述硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的一种或者几种的组合。

13、作为本发明的进一步改进，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种的组合。

14、作为本发明的进一步改进，所述阻燃剂选自tcep、tcpp、tdcpp、ippp、mca、八溴醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵中的一种或者几种的组合。

15、本发明进一步保护一种上述耐高温pvc塑料的制备方法，包括以下步骤：

16、s1.将多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球、玄武岩、石墨烯、增塑剂共同放入高速搅拌机进行高速搅拌，搅拌过程中升温；

17、s2.当体系温度达到70-90℃后，加入热稳定剂和阻燃剂，继续高速搅拌；

18、s3.当体系温度达到90-110℃后，加入pvc树脂，继续高速搅拌0.5-1h后，转入密炼机进行塑化挤出、切粒，风冷，得到耐高温pvc塑料。

19、作为本发明的进一步改进，所述高速搅拌机的高速搅拌转速为1000-2000r/min。

20、作为本发明的进一步改进，所述升温速度为3-5℃/5min。

21、本发明具有如下有益效果：本发明制备了一种多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球，通过水热法制得，通过tem和sem图可知成功制得的多孔中空球，铝酸三烷基酯与水发生反应，溶胶凝胶法制得氧化铝壳层，另一方面，形成的氧化铝对苯乙烯单体的辐射聚合有阻聚的作用，因此，最终产品能够形成中空结构，在复合致孔剂的作用下，形成的中空球表面产生多条孔道和大孔，为后面改性剂的复合提供了重要的渠道；

22、本发明在耐高温pvc塑料材料的制备过程中，首先将多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球与玄武岩、石墨烯、增塑剂、热稳定剂和阻燃剂等改性剂进行混合，玄武岩、石墨烯、增塑剂、热稳定剂和阻燃剂进入多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球表面的孔道内，从而避免了pvc树脂与无机改性剂的直接界面接触，减少了两相界面的互不相容性，进一步地，最后将pvc树脂加入体系中，由于多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球表面形成的大量大孔，pvc树脂中的聚氯乙烯分子长链可以贯穿中空球，避免分子链断裂，从而有效保证了材料的力学性能，另一方面，中空球的聚苯乙烯有机层也提高了球和树脂基体的相容性，氧化铝和阻燃剂的复配显著提高了pvc塑料的耐高温和阻燃性；本发明热稳定剂为铅稳定剂和硬脂酸盐的混合物，两者协同作用下，有效提高了pvc树脂的耐热稳定性；

23、本发明耐高温pvc塑料材料具有成本低，经过加入各种改性剂改性后耐高温效果好，易塑化，对后续加工的设备要求低，便于加工控制，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种耐高温pvc塑料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：pvc树脂200-400份、多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球15-30份、玄武岩1-3份、石墨烯2-5份、热稳定剂2-4份、增塑剂1-3份、阻燃剂0.1-1.5份；

2.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：pvc树脂250-350份、多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球17-22份、玄武岩1.5-2.5份、石墨烯3-4份、热稳定剂2.5-3.5份、增塑剂1.5-2.5份、阻燃剂0.5-1份。

3.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，所述铝酸三烷基酯为al(o-ic3h7)3或al(o-sc4h9)3；所述铝酸酯偶联剂选自dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df中的一种或几种的组合；所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、石油醚、吡啶中的一种或几种的组合；所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或者几种的组合；所述致孔剂包括无机致孔剂和有机致孔剂，质量比为1：(1-2)，质量比为1：(1-2)，所述无机致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和失水山梨醇脂肪酸酯中的一种；所述有机致孔剂选自硬脂酸、十六醇、十八醇、十二醇、环己烷中的一种；所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者几种的组合。

4.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，所述铝酸三烷基酯、铝酸酯偶联剂、苯乙烯、表面活性剂、致孔剂、引发剂的质量比为100：(2-4)：(120-150)：(1-5)：(3-7)：(1-2)；所述引发剂溶液的质量百分比浓度为2-5％；所述乳化条件为10000-12000r/min转速下乳化3-5min。

5.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，所述热稳定剂为铅稳定剂和硬脂酸盐的混合物，质量比为1：(0.1-0.3)；所述铅稳定剂选自二盐基硬脂酸铅、水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅中的一种；所述硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的一种或者几种的组合。

6.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述耐高温pvc塑料，其特征在于，所述阻燃剂选自tcep、tcpp、tdcpp、ippp、mca、八溴醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵中的一种或者几种的组合。

8.一种如权利要求1-6任一项权利要求所述耐高温pvc塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌机的高速搅拌转速为1000-2000r/min。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述升温速度为3-5℃/5min。

技术总结
本发明提出了一种耐高温PVC塑料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，由以下原料按重量份制备而成：PVC树脂200‑400份、多孔聚苯乙烯/氧化铝中空球15‑30份、玄武岩1‑3份、石墨烯2‑5份、热稳定剂2‑4份、增塑剂1‑3份、阻燃剂0.1‑1.5份。本发明耐高温PVC塑料材料具有成本低，经过加入各种改性剂改性后耐高温效果好，易塑化，对后续加工的设备要求低，便于加工控制，具有广泛的应用前景。

技术研发人员：杨帆
受保护的技术使用者：湖州同麒信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13