一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氯乙烯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是通過氯乙烯單體由聚合反應(yīng)而生成的熱塑性高聚物，由于其具有優(yōu)良的難燃性、抗磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機(jī)械物理性能、產(chǎn)品透明性、制品電絕緣性、價(jià)格低廉、加工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為世界的五大通用合成樹脂之一，已被廣泛用于制作不同特性的產(chǎn)品，如管道、門窗等。但是聚氯乙烯的沖擊性能差，在很大程度上限制了聚氯乙烯的應(yīng)用。添加增韌劑改性聚氯乙烯雖然能改善聚氯乙烯材料的沖擊性能，但是過多的增韌劑的加入會(huì)使聚氯乙烯的熔融粘度增大，從而使聚氯乙烯加工困難，造成耗能提高和制品劣化。目前的改性方法中，抗沖擊性與加工性能之間很難達(dá)到平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料，其韌性好，抗沖擊性和加工性能優(yōu)異，且阻燃性高，具有抗靜電性。
[0004]本發(fā)明提出的一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、聚氨酯0.5-2份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物2-8份、聚苯乙烯
0.5-2份、聚四氟乙稀0.5-2份、納米石墨微片0.1-1份、氫氧化鎂0.5_2份、錫酸鋅2_5份、硼酸鋅4-10份、氯化石蠟1-5份、有機(jī)改性蒙脫土 3-12份、聚-4-甲基-1-戊烯1-5份、磺化聚醚砜2-5份、硫醇甲基錫0.5-2份、環(huán)氧大豆油2-5份、季戊四醇0.5-3份、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯1-2.5份、六甲基磷酰三胺1-2.5份、磷酸三乙酯1-6份。
[0005]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料中，聚氯乙烯的重量份為100份;聚氨酯的重量份可以為0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.5、1.6、1.8、1.85、1.9、1.94、2份；甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物的重量份可以為2、2.3、2.8、3、3.4、3.7、4、4.5、5、5.3、6、6.4、7、7.5、8份;聚苯乙烯的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.3、1.6、1.8、1.9、2份;聚四氟乙烯的重量份可以為0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.5、1.8、1.9、2份;納米石墨微片的重量份可以為0.1、0.2、0.5、0.6、0.85、0.9、0.94、1份;氫氧化鎂的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.6、1.85、2份;錫酸鋅的重量份可以為2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、4.85、5份;硼酸鋅的重量份可以為4、5、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.3、10份;氯化石蠟的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、3、3.4、3.8、4、4.5、5份;有機(jī)改性蒙脫土的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、10、10.6、11、11.3、12份;聚-4-甲基-1-戊烯的重量份可以為1、1.6、1.8、2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、4.7、5份;磺化聚醚砜的重量份可以為2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、4.8、5份；硫醇甲基錫的重量份可以為0.5、
0.6、0.8、1、1.2、1.6、1.8、1.94、2份;環(huán)氧大豆油的重量份可以為2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、4.85、4.93、5份;季戊四醇的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.3、1.56、1.8、2、2.3、2.6、2.8、2.9、3份;亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯的重量份可以為1、1.2、1.5、1.85、2、2.1、2.3、2.35、2.4、2.46、2.5份;六甲基磷酰三胺的重量份可以為1、1.2、1.6、1.8、1.94、2、2.1、2.3、2.35、2.4、2.46、2.5份；磷酸三乙酯的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.5、5、5.3、6 份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、聚氨酯1-1.5份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物5-7份、聚苯乙烯1.1-1.6份、聚四氟乙烯1.2-1.8份、納米石墨微片0.5-0.9份、氫氧化鎂1.1-1.7份、錫酸鋅3-3.6份、硼酸鋅7-9份、氯化石錯(cuò)2.6-3.2份、有機(jī)改性蒙脫土 8-11份、聚-4-甲基-1-戊烯2.8-3.5份、磺化聚醚砜3.2-3.8份、硫醇甲基錫1-1.4份、環(huán)氧大豆油3.4-4份、季戊四醇1.3-1.8份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯1.5-2份、六甲基磷酰三胺1.6-2.1份、磷酸三乙酯2.9-4份。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、聚氨酯1.3份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物6份、聚苯乙烯1.4份、聚四氟乙烯1.6份、納米石墨微片0.7份、氫氧化鎂1.4份、錫酸鋅3.2份、硼酸鋅8.2份、氯化石蠟3份、有機(jī)改性蒙脫土 10份、聚-4-甲基-1 -戊烯3.2份、磺化聚醚砜3.6份、硫醇甲基錫1.2份、環(huán)氧大豆油3.6份、季戊四醇1.5份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯1.7份、六甲基磷酰三胺2份、磷酸三乙酯3.2份。
[0008]優(yōu)選地，所述聚氯乙烯的聚合度為1200-1500，特性黏數(shù)為90-100mL/g。
[0009]優(yōu)選地，有機(jī)改性蒙脫土所使用的改性劑為十六烷基三甲基溴化銨，乙烯芐基二甲基十八烷基氯化銨、籠型倍半硅氧烷、咪唑、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、蓖麻油酸鈉、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或者多種的混合物;有機(jī)改性蒙脫土所用的改性劑能降低蒙脫土片層的表面能，增加蒙脫土與體系的親和性，使其在體系中分散均勻，阻礙了聚氯乙烯分子鏈的運(yùn)動(dòng)，在復(fù)合材料受力時(shí)能將應(yīng)力有效轉(zhuǎn)移至有機(jī)改性蒙脫土，提高了復(fù)合材料的韌性。
[0010]優(yōu)選地，所述納米石墨微片為改性納米石墨微片;所述改性納米石墨微片按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30-50份納米石墨微片加入陶瓷反應(yīng)器中，加入2-10份乙烯基三乙氧基硅烷后置于微波設(shè)備中進(jìn)行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為1-2GHZ，微波反應(yīng)的時(shí)間為8-15s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物;將10-20份中間產(chǎn)物和5-15份苯乙烯加入反應(yīng)裝置中，在室溫下超聲40-60min，加入0.1-0.5份過氧化苯甲酰，升溫至50-650C，超聲至固化得到所述改性納米石墨微片。
[0011]優(yōu)選地，所述納米石墨微片為改性納米石墨微片;所述改性納米石墨微片按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將38-42份納米石墨微片加入陶瓷反應(yīng)器中，加入5-8份乙烯基三乙氧基硅烷后置于微波設(shè)備中進(jìn)行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為1.3-1.6GHz，微波反應(yīng)的時(shí)間為10-13s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物;將15-18份中間產(chǎn)物和7-10份苯乙烯加入反應(yīng)裝置中，在室溫下超聲48-56min，加入0.3-0.35份過氧化苯甲酰，升溫至58-62°C，超聲至固化得到所述改性納米石墨微片；改性納米石墨微片中，選擇了乙烯基三乙氧基硅烷和苯乙烯作為原料對納米石墨微片進(jìn)行了改性，將乙烯基三乙氧基硅烷、聚苯乙烯和納米石墨微片結(jié)合為一體，乙烯基三乙氧基硅烷和聚苯乙烯覆蓋在了納米石墨微片的表面同時(shí)插入了納米石墨微片的片層間，一方面由于引入了聚苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷，提高了納米石墨微片與體系中各原料的相容性，另一方面，由于插入了納米石墨微片的片層間促進(jìn)了納米石墨微片在體系中的分散，防止了納米石墨微片的團(tuán)聚，改善了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和耐熱性，同時(shí)納米石墨微片在體系中能形成導(dǎo)電通道，賦予復(fù)合材料一定的抗靜電性。
[0012]優(yōu)選地，所述納米石墨微片為改性納米石墨微片;所述改性納米石墨微片按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將40份納米石墨微片加入陶瓷反應(yīng)器中，加入7份乙烯基三乙氧基硅烷后置于微波設(shè)備中進(jìn)行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為1.4GHz，微波反應(yīng)的時(shí)間為12s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物;將16份中間產(chǎn)物和8.6份苯乙烯加入反應(yīng)裝置中，在室溫下超聲50min，加入0.32份過氧化苯甲酰，升溫至60°C，超聲至固化得到所述改性納米石墨微片。
[0013]本發(fā)明所述抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料可以按照常規(guī)的聚氯乙烯復(fù)合材料制備工藝制備而成。
[0014]本發(fā)明中，添加了聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物、磺化聚醚砜作為復(fù)合材料的增韌劑，其配合后在體系中分散性好，提高了復(fù)合材料的韌性、耐油性、耐磨性和耐溶劑性，但是在提高復(fù)合材料性能的同時(shí)會(huì)引起體系黏度的增大，使復(fù)合材料加工困難;聚苯乙烯具有高溫流動(dòng)性好的特點(diǎn)，加入體系中，能改善復(fù)合材料的加工性能，但是其作為脆性材料過多的加入會(huì)降低體系的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，本發(fā)明中，選擇了聚四氟乙烯、納米石墨微片與聚苯乙烯配合，通過調(diào)節(jié)三者的比例，使其性能協(xié)同促進(jìn)，改善了復(fù)合材料的加工性的同時(shí)避免了拉伸強(qiáng)度和沖擊性能的降低，同時(shí)提高了復(fù)合材料的耐熱性和耐腐蝕性，同時(shí)賦予復(fù)合材料一定的抗靜電性;氫氧化鎂、錫酸鋅、硼酸鋅、氯化石蠟在體系中配合，能促進(jìn)復(fù)合材料的交聯(lián)以及成炭反應(yīng)，與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯、六甲基磷酰三胺、磷酸三乙酯配合，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的阻燃抑煙性，同時(shí)由于六甲基磷酰三胺的存在，改善了體系中各原料的相容性，同時(shí)提高了復(fù)合材料的耐寒性和穩(wěn)定性;有機(jī)改性蒙脫土加入到體系中，在體系中分散均勻，與納米石墨微片配合，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的阻燃性能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和耐磨性，與聚-4-甲基-1-戊烯、硫醇甲基錫、環(huán)氧大豆油、季戊四醇配合，提高了復(fù)合材料的穩(wěn)定性。
[0015]對本發(fā)明所述抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料進(jìn)行性能檢測，其拉伸強(qiáng)度為21-24.5MPa，斷裂伸長率為280-320 %，熱變形溫度為100-125 °C。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]本發(fā)明提出的一種抗沖擊改性聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、聚氨酯0.5份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物8份、聚苯乙烯0.5份、聚四氟乙烯2份、納米石墨微片0.1份、氫氧化鎂2份、錫酸鋅2份、硼酸鋅10份、氯化石蠟I份、有機(jī)改性蒙脫土12份、聚-4-甲基-1-戊烯I份、磺化聚醚砜5份、硫醇甲基錫0.5份、環(huán)氧大豆油5份、季戊四醇0.5份、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯2.5份、六甲基磷酰三胺I份、磷酸三乙酯6份；
[0019]其中，所述納米石墨微片為改性納米石墨微片;所述改性納米石墨微片按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30份納米石墨微片加入陶瓷反應(yīng)器中，加入10份乙烯基三乙氧基硅烷后置于微波設(shè)備中進(jìn)行微波反應(yīng)，其中微波反應(yīng)的頻率為1GHz，微波反應(yīng)的時(shí)間為15s，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽提、干燥得到中間產(chǎn)物;將10份中間產(chǎn)物和15份苯乙烯加入反應(yīng)裝置中，在室溫下超聲40min，加入0.5份過氧化苯甲