一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，属于塑料制造技术领域，它将凹凸棒晶、碳酸钙晶须、硅灰石针状纤维、碳酸氢钠水溶液、纳米蒙脱土混合，经过汽蒸反应、微波炉焙烧后，浸于氨基磺酸溶液中吸湿、分散，取悬浮物超声波处理，取上层悬浮物过滤、洗涤、烘干，将得到的材料与硼酸铝晶须、三碱式硫酸铅、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、光稳定剂、硬脂酸钡混合搅拌、烘干，再加入聚氯乙烯树脂粉搅拌，在同向双螺杆熔融混练挤出得到耐老化聚氯乙烯塑料。与现有技术相比，本发明专利技术本发明专利技术在聚氯乙烯塑料中添加抗老化材料硅灰石针状纤维、紫外线吸收剂、硬脂酸钡和光稳定剂、抗氧化剂等材料，使得制成的聚氯乙烯塑料具有强度高、耐老化等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，属于塑料制品制造技术。
技术介绍
聚氯乙烯，简称PVC，是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子热塑性树脂。聚氯乙稀为无定形结构的白色粉末，支化度较小，工业生产的PVC分子量一般在5万～12万范围内，无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态，有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2，有优异的介电性能，但其对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。PVC很坚硬，机械强度良好。对有机和无机酸、碱、盐均稳定。PVC最大特点是阻燃，被广泛应用于建材、轻工、农业等领域。在其具体应用方面，按照PVC产品的主要性状可分为硬制品和软制品，其中硬制品主要应用在管材、型材等建筑材料方面，而软制品主要应用在薄膜、电缆、人造革等方面。PVC对光、热的稳定性较差，软化点为80℃，100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。硅灰石针状纤维是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射针状或纤维状。是塑料、橡胶制品较好的抗老化填充材料。可以提高塑料、橡胶制品的冲击强度、增强流动性以及改善抗拉强度、冲击强度、线性拉伸及模收缩率。无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。三碱式硫酸铅，主要用于聚氯乙烯硬质管、板、注射成型品，也可用于软质制品。本品是使用最普遍的一种聚氯乙烯稳定剂，有优良的耐热性和电绝缘性，耐光性尚好，热稳定性能优良，有持久的稳定效果。特别适用于高温加工。蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加。晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1-10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5-1000)的纤维材料，在热塑性高分子材料中加入少量晶须，便能既增强又增韧，还可提高耐热性等其它性能。硼酸铝晶须是一种针状单晶纤维，属于正交系结构的晶体，直径0.5-1μm，长度10-30μm。这种晶须具有高的弹性模量、良好的机械强度，耐热性、耐化学药品性、耐酸性、电绝缘性、中子吸收性能、与金属共价性等特点，不仅可以用于绝热、耐热和耐腐材料，也可用作热塑性树脂、热固性树脂、水泥、陶瓷和金属的补强剂。硼酸铝晶须具有优异的耐磨减磨性能、耐火阻燃性等。硼酸铝的价格较低，仅为碳化硅晶须的1/10—1/30，是一种有很大市场潜力的新型晶须材料。目前研究使用的基体树脂主要包括PP、PE、PVC、PS、PC、PA、聚酰亚胺、聚苯硫醚等，制得的复合材料具有优异的强度、刚度、耐磨性。碳酸钙晶须用于改性塑料等热塑性材料表现出显著的增强、增韧作用。可以改善产品的热稳定性、抗老化性能；还可提升加工性能及制品的表面光洁度。硬脂酸钡为聚氯乙烯塑料的耐光耐热稳定剂，抗氧剂CA对聚氯乙烯有卓越的抗氧化性能，紫外线吸收剂UV-P能持久强烈吸收波长为270～380纳米的紫外线，显著改善聚氯乙烯制品的热氧稳定性，光稳定剂HPT可用为聚氯乙烯光稳定剂，可赋予制品优良的户外防老化性能。凹凸棒土的基本结构单元为棒状、针状、纤维状单晶体，简称凹凸棒晶，凹凸棒土中棒晶的含量一般＜50％，凹凸棒晶长约0.5-5μm，宽约0.01-0.10μm，凹凸棒晶的表面布满凹凸相间的沟槽，莫氏硬度2-3级，加热到700-800℃，硬度＞5级。比重为2.05-2.32，添加在塑料中既作为着色剂，又具有补强、阻燃、防老化。多年来材料科技工作者针对聚氯乙烯塑料存在的缺陷，进行了大量的改性研究，以期制得具有强度高、耐老化聚氯乙烯塑料及其制品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，采用如下步骤：A)按质量份数，取0.3-0.5份表征参数长为0.5-5μm、宽为0.01-0.10μm凹凸棒晶，3.0-5.0份表征参数直径为1.0-3.0μm、长度为5-15μm的碳酸钙晶须，0.4-0.8份月桂胺聚氧乙烯醚,1.0-1.5份长径比为14-16:0.5-1.5硅灰石针状纤维，4.0-6.0份质量分数20-30％碳酸氢钠的水溶液，0.3-0.5份纳米蒙脱土，混合在150-170℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应45-60min，在300-400℃真空微波炉焙烧2.5-3.5h，然后浸于80-120份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60-95℃超声波分散0.5-1.5h，再搅拌分散4-5h，取悬浮物，用30-60份含质量分数3-5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75-85℃下超声波处理20-40min，取上层悬浮物经100-150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性无机纳米材料；B)按质量份数，取10-20份步骤A)得到的改性无机纳米材料，4-8份表征参数直径为0.5-1.0μm、长度10-20μm的硼酸铝晶须，3-5份三碱式硫酸铅，8-12份质量分数10-20％的KH-550硅烷偶联剂，0.2-0.8份紫外线吸收剂UV-P，1.0-2.0份抗氧剂CA，0.15-0.2份光稳定剂HPT，4-8份硬脂酸钡，80-90℃条件下在混合机中以450-550转/min的速度搅拌反应45-60min，在55-65℃条件下真空烘干，再加入300-400份聚氯乙烯树脂粉，以250-350转/min的速度搅拌40-50min，在同向双螺杆熔融混练挤出得到耐老化聚氯乙烯塑料。耐老化聚氯乙烯塑料可熔融制成建筑材料及耐老化聚氯乙烯制品。本专利技术提供的耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，采用如下步骤：A)按质量份数，取0.4份表征参数长为2.5μm、宽为0.05μm凹凸棒晶，4.0份表征参数直径为2.0μm、长度为10μm的碳酸钙晶须，0.6份月桂胺聚氧乙烯醚,1.2份长径比为15:1硅灰石针状纤维，5.0份质量分数25％碳酸氢钠的水溶液，0.4份纳米蒙脱土，混合在160℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应50min，在350℃真空微波炉焙烧3h，然后浸于100份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至75℃超声波分散1h，再搅拌分散4.5h，取悬浮物，用45份含质量分数4％三聚磷酸钠分散液的去离子水在80℃下超声波处理30min，取上层悬浮物经120目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性无机纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：A)按质量份数，取0.3‑0.5份表征参数长为0.5‑5μm、宽为0.01‑0.10μm凹凸棒晶，3.0‑5.0份表征参数直径为1.0‑3.0μm、长度为5‑15μm的碳酸钙晶须，0.4‑0.8份月桂胺聚氧乙烯醚,1.0‑1.5份长径比为14‑16:0.5‑1.5硅灰石针状纤维，4.0‑6.0份质量分数20‑30％碳酸氢钠的水溶液，0.3‑0.5份纳米蒙脱土，混合在150‑170℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应45‑60min，在300‑400℃真空微波炉焙烧2.5‑3.5h，然后浸于80‑120份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60‑95℃超声波分散0.5‑1.5h，再搅拌分散4‑5h，取悬浮物，用30‑60份含质量分数3‑5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75‑85℃下超声波处理20‑40min，取上层悬浮物经100‑150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性无机纳米材料；B)按质量份数，取10‑20份步骤A)得到的改性无机纳米材料，4‑8份表征参数直径为0.5‑1.0μm、长度10‑20μm的硼酸铝晶须，3‑5份三碱式硫酸铅，8‑12份质量分数10‑20％的KH‑550硅烷偶联剂，0.2‑0.8份紫外线吸收剂UV‑P，1.0‑2.0份抗氧剂CA，0.15‑0.2份光稳定剂HPT，4‑8份硬脂酸钡，80‑90℃条件下在混合机中以450‑550转/min的速度搅拌反应45‑60min，在55‑65℃条件下真空烘干，再加入300‑400份聚氯乙烯树脂粉，以250‑350转/min的速度搅拌40‑50min，在同向双螺杆熔融混练挤出得到耐老化聚氯乙烯塑料。...

【技术特征摘要】
1.一种耐老化聚氯乙烯塑料的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤：A)按质量份数，取0.3-0.5份表征参数长为0.5-5μm、宽为0.01-0.10μm凹凸棒晶，3.0-5.0份表征参数直径为1.0-3.0μm、长度为5-15μm的碳酸钙晶须，0.4-0.8份月桂胺聚氧乙烯醚,1.0-1.5份长径比为14-16:0.5-1.5硅灰石针状纤维，4.0-6.0份质量分数20-30％碳酸氢钠的水溶液，0.3-0.5份纳米蒙脱土，混合在150-170℃过热蒸汽反应釜内搅拌汽蒸反应45-60min，在300-400℃真空微波炉焙烧2.5-3.5h，然后浸于80-120份质量分数为30％的氨基磺酸溶液中真空吸湿处理，吸透后加热至60-95℃超声波分散0.5-1.5h，再搅拌分散4-5h，取悬浮物，用30-60份含质量分数3-5％三聚磷酸钠分散液的去离子水在75-85℃下超声波处理20-40min，取上层悬浮物经100-150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性无机纳米材料；B)按质量份数，取10-20份步骤A)得到的改性无机纳米材料，4-8份表征参数直径为0.5-1.0μm、长度10-20μm的硼酸铝晶须，3-5份三碱式硫酸铅，8-12份质量分数10-20％的KH-550硅烷偶联剂，0.2-0.8份紫外线吸收剂UV-P，1.0-2.0份抗氧剂CA，0.15-0.2份光稳定剂HPT，4-8份硬脂酸钡，80-90℃条件下在混合机中以450-550转/min的速度搅拌反应45-60min，在55-65℃条件下真空烘干，再加入300-400份聚氯乙烯树脂粉，以250-350转\...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶仁中，范艳苹，李琪，樊健美，张芳，胡克勤，
申请(专利权)人：浙江省现代纺织工业研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33