本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣凝膠聚氯乙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)中硬質(zhì)聚氯乙烯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好的耐蝕性。可用于制作化工、紡織等工業(yè)的廢氣排污排毒塔、氣體液體輸送管，還可代替其它耐蝕材料制造貯槽、離心泵、通風(fēng)機(jī)和接頭等。PVC塑料是五大通用合成塑料之一，是目前世界上僅次于聚乙烯的第二大塑料品種，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通運(yùn)輸、電力電訊和包裝等各領(lǐng)域。由于其耐寒性和低溫抗沖擊性能較差，硬PVC的使用溫度下限一般為-15℃，低溫下PVC管會(huì)變脆，不耐打擊，而在高于200℃的情況下，PVC管會(huì)分解。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣凝膠聚氯乙烯材料及其制備方法，所述氣凝膠聚氯乙烯材料，隔熱性好，同時(shí)耐寒和耐熱性能提高，制備過程簡單易控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種氣凝膠聚氯乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成：
聚氯乙烯樹脂：80-100份；
氣凝膠粉末：3-8份
碳酸鈣：20-40份；
聚乙烯蠟：0.5-2份；
乙丙橡膠：5-10份；
石蠟：0.5-1.5份；
硬脂酸：0.4-1.5份；
鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑：4-6份。
所述聚氯乙烯樹脂的平均聚合度為720-850；所述聚乙烯蠟的重均分子量為2500-6000。
所述氣凝膠粉末為二氧化硅氣凝膠粉末。
所述鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為蓖麻油酸鈣和蓖麻油酸鋅的復(fù)合劑。
一種氣凝膠聚氯乙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將聚氯乙烯樹脂80-100份、氣凝膠粉末3-8份、碳酸鈣20-40份、聚乙烯蠟0.5-2份、乙丙橡膠5-10份、石蠟0.5-1.5份、硬脂酸0.4-1.5份和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑4-6份加入熱混機(jī)，在150℃-180℃溫度條件下進(jìn)行預(yù)混、干燥；
2)將干燥后的物料冷卻至40℃-50℃后送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所使用氣凝膠粉末能提高聚氯乙烯材料的隔熱性能及材料本身的耐熱和耐寒性能，使其高溫下不易分解，低溫下不易變脆，氣凝膠聚氯乙烯材料的制備過程簡單易控。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種氣凝膠發(fā)泡材料及其制備方法和應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
氣凝膠是一種非常多孔材料，在已知的固體中其孔隙率最高。本發(fā)明所述的氣凝膠粉末為具有代表性的二氧化硅氣凝膠，所述氣凝膠粉末具有多孔結(jié)構(gòu)，氣凝膠粉末的內(nèi)部空間大部分是空的，使氣凝膠粉末表現(xiàn)出一些引人注意的特性，例如，超級隔熱、輕質(zhì)、吸聲性、介電常數(shù)低及類似性能。氣凝膠粉末最大的優(yōu)點(diǎn)是超級隔熱，與傳統(tǒng)的發(fā)泡材料及其類似物相比，氣凝膠顯示出小于0.030W/m·K的較低導(dǎo)熱率。據(jù)報(bào)道，二氧化硅氣凝膠的導(dǎo)熱率比許多技術(shù)參考資料中的產(chǎn)物的導(dǎo)熱率要小，氣凝膠的超級隔熱起因于極少量(重量百分比為2～5％)的固體(二氧化硅)及具有介觀尺寸的孔的多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)造對導(dǎo)熱率的影響，介觀尺寸的孔可防止空氣對流熱傳遞。因?yàn)榭諝庵械臍怏w分子的平均自由行程是65nm，但氣凝膠的平均孔隙大小是比平均自由行程要小的介觀尺寸，因此防止了氣體分子的熱傳遞。
本發(fā)明所使用氣凝膠粉末能提高PVC材料的保溫隔熱性能，同時(shí)氣凝膠粉末在PVC材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部，分布于材料樹脂分子之間，對材料分子本身具有隔熱作用，降低熱傳遞，與穩(wěn)定劑一起保證高溫下PVC材料不分解，；氣凝膠粉末同時(shí)能降低低溫對材料的影響，氣凝膠粉末在材料內(nèi)部分布于樹脂分子周圍，對樹脂分子起到很好的保溫作用，提高材料的耐寒性，在外界低溫下，樹脂分子實(shí)際溫度高于外界低溫，從而不易發(fā)生變性而變脆，結(jié)合聚乙烯蠟和乙丙橡膠耐寒性，氣凝膠粉末聚氯乙烯材料更加適應(yīng)外界溫度變化。
實(shí)施例1
一種氣凝膠聚氯乙烯材料的制備方法：
1)將聚氯乙烯樹脂80份、氣凝膠粉末3份、碳酸鈣20份、聚乙烯蠟0.5份、乙丙橡膠5份、石蠟0.5份、硬脂酸0.4份和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑4份加入熱混機(jī)，在150℃溫度條件下進(jìn)行預(yù)混、干燥；
2)將干燥后的物料冷卻至40℃后送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。
實(shí)施例1制得的氣凝膠聚氯乙烯材料的導(dǎo)熱率0.130W/m·K，軟化臨界溫度為90℃，-20℃下開始變脆。
實(shí)施例2
一種氣凝膠聚氯乙烯材料的制備方法：
1)將聚氯乙烯樹脂90份、氣凝膠粉末5份、碳酸鈣30份、聚乙烯蠟1份、乙丙橡膠8份、石蠟1份、硬脂酸1份和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑5份加入熱混機(jī)，在170℃溫度條件下進(jìn)行預(yù)混、干燥；
2)將干燥后的物料冷卻至45℃后送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。
實(shí)施例2制得的氣凝膠聚氯乙烯材料的導(dǎo)熱率0.120W/m·K，軟化臨界溫度為95℃，-25℃下開始變脆。
實(shí)施例3
一種氣凝膠聚氯乙烯材料的制備方法：
1)將聚氯乙烯樹脂100份、氣凝膠粉末8份、碳酸鈣40份、聚乙烯蠟2份、乙丙橡膠10份、石蠟1.5份、硬脂酸1.5份和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑6份加入熱混機(jī)，在180℃溫度條件下進(jìn)行預(yù)混、干燥；
2)將干燥后的物料冷卻至50℃后送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。
實(shí)施例3制得的氣凝膠聚氯乙烯材料的導(dǎo)熱率0.110W/m·K，軟化臨界溫度為98℃，-28℃下開始變脆。
本發(fā)明提供了一種氣凝膠聚氯乙烯材料及其制備方法，所述氣凝膠聚氯乙烯材料，隔熱性好，同時(shí)耐寒和耐熱性能提高。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。