一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体及其制备方法，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯21～43份、乙烯醋酸乙烯酯15～32份、丙烯酸酯12～21份、丁腈橡胶7～16份、二氧化硅7～14份、氧化铝3～8份、硅酸钠8～17份、蒙脱土7～18份、滑石粉5～12份。(1)本发明专利技术所述基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体力学强度高、耐老化性能好，且回弹性佳；(2)本发明专利技术所述弹性体通过二氧化硅的填充进一步提高了其强度，且二氧化硅与聚氯乙烯的相容性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料化学领域，涉及一种热塑性弹性体，尤其涉及一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体及其制备方法。
技术介绍
生产聚氯乙烯塑料类型材的树脂是聚氯乙烯树脂，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物，自1936年工业化以后，其年产量日益增加，同时在日常生活中的应用也日益广泛，到目前为止，产量仅次于聚乙烯，已经成为第二大合成塑料。聚氯乙烯常常用做通用塑料，而且其价格低廉、产量大、应用广，并且阻燃、耐溶剂、耐臭氧、化学稳定性好，被广泛应用于国民经济各行业，如建筑装潢、农用地膜、汽车工业、电线电缆、日用品等领域。据统计，2001年我国聚氯乙烯树脂的生产能力已达390万吨以上，实际消费量470万吨，年增长率达25.10％。聚氯乙烯树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型和紧密型两种。疏松型粒径为0.1～0.2mm，表面不规则、多孔、呈棉花球状、易吸收增塑剂；紧密型粒径为0.lmm以下，表面规则、实心、呈乒乓球状、不易吸收增塑剂，目前使用疏松型的较多。聚氯乙烯粉末为一种白色粉末，密度在1.3～1.45g/cm3之间，表观密度在0.4～0.5g/cm3。聚氯乙烯是一种非结晶、极性的高分子聚合物，软化温度和熔融温度较高，纯聚氯乙烯一般须在160～210℃时才可塑化加工，由于大分子之间的极性键使聚氯乙烯显示出硬而脆的性能。而且，聚氯乙烯分子内含有氯的基团，当加热温度达到90℃以上时，就会发生轻微的热分解反应，当温度升到120℃后分解反应加剧，在150℃，10分钟，聚氯乙烯树脂就由原来的白色逐步变为黄色一红色一棕色—黑色。聚氯乙烯树脂分解过程是由于脱HCL反应引起的一系列连锁反应，最后导致大分子链断裂、聚氯乙烯热降解。因此，在加工时须加入各种助剂(包括稳定剂、增塑剂、防老剂、润滑剂、抗冲击改性剂、无机填料等等)对聚氯乙烯进行改性，使之可以加工成为有用的产品。由于PvC-TPE具有压缩永久变形小、高温保形性好、回弹性大、耐老化、耐油、弯曲疲劳强度大、价格低廉等特性，应用面日趋广泛，对PvC-TPE的研究日益引起国内外研究者的重视。目前，对共交联技术、动态硫化技术、用木质素和聚醋短纤维对其的改性、多元共混技术、纳米技术来提高PvC-TPE力学强度、提高耐老化性和回弹性、降低压缩永久变形性和提高可重复加工性和可回收利用率，己经成为国内外PvC-TPE研究的热点。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种力学强度高、耐老化性能好，且回弹性佳的聚氯乙烯弹性体，本专利技术提供了一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体及其制备方法。技术方案：一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯21～43份、乙烯醋酸乙烯酯15～32份、丙烯酸酯12～21份、丁腈橡胶7～16份、二氧化硅7～14份、氧化铝3～8份、硅酸钠8～17份、蒙脱土7～18份、滑石粉5～12份。优选的，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯34份、乙烯醋酸乙烯酯25份、丙烯酸酯15份、丁腈橡胶12份、二氧化硅9份、氧化铝5份、硅酸钠12份、蒙脱土13份、滑石粉9份。一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将聚氯乙烯和乙烯醋酸乙烯酯混匀，加入密炼机中，共混温度为80～120℃，共混时间为8～20分钟，共混结束后在65～105℃条件下放置7～12小时；加入稳定剂和增塑剂在85～125℃条件下继续共混5～12分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将二氧化硅、氧化铝、硅酸钠、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为50～100目；置于电炉中，在120～145℃条件下加热1～3.5小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，80～120℃混炼6～14分钟，结束后在65～80℃条件下放置6～12小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在85～106℃条件下放置6～14小时；(5)第二次改性共混：将丙烯酸酯、丁腈橡胶和二氧化硅加入经第一次硫化后的材料中，82～105℃混炼5～12分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在72～108℃条件下放置6～13小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在78～112℃条件下将母料炼制透明，即可制得。优选的，步骤(1)中基体制备：将聚氯乙烯和乙烯醋酸乙烯酯混匀，加入密炼机中，共混温度为105℃，共混时间为14分钟，共混结束后在92℃条件下放置9小时；加入稳定剂和增塑剂在118℃条件下继续共混8分钟，即得基体。优选的，步骤(2)改性剂制备：将二氧化硅、氧化铝、硅酸钠、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为80目；置于电炉中，在130℃条件下加热2.5小时。优选的，步骤(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，106℃混炼11分钟，结束后在71℃条件下放置8小时。优选的，步骤(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在92℃条件下放置11小时。优选的，步骤(5)第二次改性共混：将丙烯酸酯、丁腈橡胶和二氧化硅加入经第一次硫化后的材料中，98℃混炼8分钟。优选的，步骤(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在103℃条件下放置9小时。优选的，步骤(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在105℃条件下将母料炼制透明，即可制得。有益效果：(1)本专利技术所述基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体力学强度高、耐老化性能好，且回弹性佳；(2)本专利技术所述弹性体通过二氧化硅的填充进一步提高了其强度，且二氧化硅与聚氯乙烯的相容性好。具体实施方式实施例1一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯21份、乙烯醋酸乙烯酯15份、丙烯酸酯12份、丁腈橡胶7份、二氧化硅7份、氧化铝3份、硅酸钠8份、蒙脱土7份、滑石粉5份。一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体的制备方法，包含以下步骤：(1)基体制备：将聚氯乙烯和乙烯醋酸乙烯酯混匀，加入密炼机中，共混温度为80℃，共混时间为8分钟，共混结束后在65℃条件下放置7小时；加入稳定剂和增塑剂在85℃条件下继续共混5分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将二氧化硅、氧化铝、硅酸钠、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为50目；置于电炉中，在120℃条件下加热1小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，80℃混炼6分钟，结束后在65℃条件下放置6小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在85℃条件下放置6小时；(5)第二次改性共混：将丙烯酸酯、丁腈橡胶和二氧化硅加入经第一次硫化后的材料中，82℃混炼5分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在72℃条件下放置6小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机中，在78℃条件下将母料炼制透明，即可制得。实施例2一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯34份、乙烯醋酸乙烯酯25份、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，其特征在于，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯21～43份、乙烯醋酸乙烯酯15～32份、丙烯酸酯12～21份、丁腈橡胶7～16份、二氧化硅7～14份、氧化铝3～8份、硅酸钠8～17份、蒙脱土7～18份、滑石粉5～12份。

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，其特征在于，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯21～43份、乙烯醋酸乙烯酯15～32份、丙烯酸酯12～21份、丁腈橡胶7～16份、二氧化硅7～14份、氧化铝3～8份、硅酸钠8～17份、蒙脱土7～18份、滑石粉5～12份。2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体，其特征在于，由以下组分按重量份数配比制成：聚氯乙烯34份、乙烯醋酸乙烯酯25份、丙烯酸酯15份、丁腈橡胶12份、二氧化硅9份、氧化铝5份、硅酸钠12份、蒙脱土13份、滑石粉9份。3.权利要求1所述的一种基于二氧化硅改性的聚氯乙烯弹性体的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)基体制备：将聚氯乙烯和乙烯醋酸乙烯酯混匀，加入密炼机中，共混温度为80～120℃，共混时间为8～20分钟，共混结束后在65～105℃条件下放置7～12小时；加入稳定剂和增塑剂在85～125℃条件下继续共混5～12分钟，即得基体；(2)改性剂制备：将二氧化硅、氧化铝、硅酸钠、蒙脱土和滑石粉混匀，研磨成粉，粉末粒径为50～100目；置于电炉中，在120～145℃条件下加热1～3.5小时；(3)第一次改性共混：将步骤(2)制得的改性剂加入步骤(1)获得的基体中，80～120℃混炼6～14分钟，结束后在65～80℃条件下放置6～12小时；(4)第一次硫化：向步骤(3)改性共混后的原料中加入硫化剂，搅拌均匀后在85～106℃条件下放置6～14小时；(5)第二次改性共混：将丙烯酸酯、丁腈橡胶和二氧化硅加入经第一次硫化后的材料中，82～105℃混炼5～12分钟；(6)第二次硫化：向经步骤(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化剂，搅拌均匀后在72～108℃条件下放置6～13小时；(7)弹性体制备：将步骤(6)的产物置于开炼机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铮，
申请(专利权)人：无锡市永兴金属软管有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32