耐汽油弹性PVC材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种耐汽油弹性PVC材料及其制备方法与应用，属于高分子技术领域。以PVC树脂为基料，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，以每100重量份PVC树脂粉为基准与其它组份的重量份配比为：聚合度为800‑3000的原位PVC树脂：100份；分子量为1000‑3000的聚酯增塑剂:20‑150份；轻质碳酸钙：5‑40份；复合稳定剂：2‑8份；润滑剂：0.2‑2。本发明专利技术提供的耐汽油弹性PVC材料具备优异的耐汽油腐蚀性能，能够长期浸泡于汽油，表面完好，硬度变化低，室温(23±2)℃下浸泡汽油30天拉伸强度保持率大于90％，拉伸断裂伸长率保持率大于75％，可用在油枪护套或者其它油管设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐汽油弹性PVC材料及其制备方法与应用，属于高分子

技术介绍
PVC是聚氯乙烯的英文缩写，PVC改性料价格便宜，原料丰富，加工简便，在汽车、建筑、家电和线缆等行业有广泛的应用，是目前世界上产量最大的塑料之一。油枪把手护套或者一些输油管线护层一般是软质弹性材料制成，因为经常表面会被汽油浸渍，因此要有很好的耐汽油腐蚀性能，市场上多选用橡胶、热塑性弹性体和PVC材料。PVC树脂为聚烯烃类材料，本身耐油耐酸碱，但是熔点高而且不稳定，一般需要加入增塑剂、稳定剂和滑剂才能成型加工。汽油为五碳至十二碳烃类的低分子混合物，可以浸入到改性PVC材料内部，溶解掉分子量在500以下的邻苯二甲酸二癸酯和对苯二甲酸二辛酯等增塑剂，失去增塑剂后材料变硬。市场上现用耐汽油PVC多为采用大量丁腈橡胶改性的PVC材料。现在市场上采用的橡胶改性PVC是在加入增塑剂、稳定剂和润滑剂的同时，加入大量橡胶材料，由于橡胶材料质软，可以减少增塑剂的添加量，但是并不能完全代替增塑剂。现有市场上的耐汽油PVC材料的制品在浸入汽油96小时后，硬度会有5A以上的明显上升，制品表面也会有不同程度的起泡。油枪把手护套虽然在使用时候不是浸入在汽油里的，但是经常被汽油溅滴仍然会造成材料表面变化，护套变硬变脆，丧失使用功能。
技术实现思路
本专利技术针对上述的问题提供一种耐汽油弹性PVC材料，以PVC树脂为基料，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，以每100重量份PVC树脂粉为基准与其它组份的重量份配比为：聚合度为800-3000的原位PVC树脂：100份；分子量为1000-3000的聚酯增塑剂:20-150份；轻质碳酸钙：5-40份；复合稳定剂：2-8份；润滑剂：0.2-2。在上述耐汽油弹性PVC材料中，原位PVC树脂通过如下方法制得：将100份氯乙烯(VCM)、120-150份软水、5-12份改性纳米碳酸钙、0.02-1份复合分散剂、0.05-1.5份引发剂、1-5份加工助剂混合并搅拌20-30min，然后升温至60-80℃，待反应压力降低至0.2MPa时反应完毕，经脱水、干燥得原位PVC树脂。原位PVC树脂粒子基本呈圆球形，表面并不光滑，存在大量的褶皱，其原因在于纳米碳酸钙的大量填充使得PVC颗粒的体积趋于饱满，不像普通PVC那样中心有凹陷，形状也更均一。由于纳米碳酸钙以比较均匀的纳米尺度分散到了PVC的颗粒之中，且纳米碳酸钙的表面包覆了一层表面改性剂，使得亲水性大大降低，同时与有机物的结合性和润湿性大大提高；因此，原位PVC树脂颗粒的表面存在大量褶皱，且改性的纳米碳酸钙能很好地分散在PVC树脂中，对PVC基体产生很好的补强作用。与普通PVC树脂相比，原位PVC树脂缺口冲击强度提高了15kJ/m2，效果显著，其拉伸强度、维卡软化温度和加工性能也得到了提高。作为优选，所述的复合分散剂为甲基纤维素与羟乙基纤维素按质量比1:1-2的复配混合物。在复合分散体系中所使用的这两种分散剂，其分子质量(包括聚合度、粘度)、表面张力(包括醇解度、皂化值、羟丙基含量、取代度、发混点、油溶性或水溶性)或加分散剂的时间、温度都有所区别，且它们之间的配比必须适当，否则会弄巧反拙。作为优选，所述的引发剂为过氧化新三葵酸叔辛酯与过氧化二碳酸二烷基酯的混合物，或过氧化新三葵酸叔辛酯与过氧化酰基酯的混合物，或过氧化新三葵酸叔辛酯与过氧化二碳酸二乙基己基的混合物中的一种。所述的加工助剂包括抗氧剂、热稳定剂、抗紫外吸收剂等其他普通的加工助剂。作为优选，所述的改性纳米碳酸钙为湿法改性制得：将纳米碳酸钙配制成悬浮液，在60-75℃水浴中恒速搅拌，缓慢加入表面改性剂，搅拌1-2h后冷却，经过滤、烘干、过筛，再用四氢呋喃回流抽提2-4h，除去物理吸附的表面改性剂。表面改性纳米碳酸钙的粒径小，比表面积增大，因而与基体树脂接触面积增大。当受到外力作用时，刚性纳米碳酸钙粒子引起基体树脂银纹化吸收能量，从而达到对PVC树脂增韧的效果。进一步优选，所述的表面改性剂为硬脂酸、铝酸酯类、钛酸酯类中的一种或多种。作为优选，所述的改性纳米碳酸钙中粒径为20-80nm的粒子占70-85％，粒径为80-100nm的粒子占15-30％。在上述耐汽油弹性PVC材料中，所述的聚酯增塑剂为UN-615、D-1050中的一种或多种。在上述耐汽油弹性PVC材料中，所述的复合稳定剂为钙锌复合稳定剂。在上述耐汽油弹性PVC材料中，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或多种。在PVC材料中加入润滑剂，可以降低所有组分在混合添加时的内摩擦力以便组分混合均匀，改善制品性能，同时降低塑料与机械加工设备之间的摩擦力，防止PVC材料粘接在金属加工设备上，提高设备生产强度。将多种润滑剂组合使用，可达到更好的效果。本专利技术的另一个目的在于提供一种耐汽油弹性PVC材料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：称取上述耐汽油弹性PVC材料的组分，先将原位PVC树脂、轻质碳酸钙、复合稳定剂、润滑剂和50％-70％的聚酯增塑剂混合，待料温升至85℃-100℃，原位PVC树脂吸收完聚酯增塑剂变干散开后，再加入余下的聚酯增塑剂，继续搅拌原料直至原位PVC树脂再次变干散开，然后将料温升至125℃-155℃，放料进入冷混缸，再进入螺杆挤出机挤出造粒，制得耐汽油弹性PVC材料。制备方法中采用二次分散成型法，先将纳米碳酸钙与VCM原位聚合，制备原位PVC树脂，再将原位PVC树脂与轻质碳酸钙、聚酯增塑剂等组分混合。这种二次分散成型的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均远远高于一次分散成型的。这是由于随碳酸钙的加入，碳酸钙在PVC基体中形成分散相，当材料受到拉伸时产生应力集中，容易诱发基体发生银纹和剪切屈服，使本专利技术PVC材料的拉伸强度高于纯PVC。二次分散成型工艺和一次分散成型工艺相比，由于增加一道成型工艺，势必有利于碳酸钙的分散，减少无机粒子之间的团聚，从而降低分散相粒子的尺寸，减小应力集中，使二次分散成型的拉伸强度高于一次分散成型的拉伸强度。又由于分散相粒子越小，数量就越多，粒子之间的距离就越近，不同粒子之间产生的银纹之间的干扰就越大，这样易诱发基体产生剪切屈服和塑性流动，所以，二次分散成型的断裂伸长率高于一次分散成型的。同样道理随着碳酸钙分散程度的增加，分散相粒子越小、数量越多，复合材料在受到冲击时，引发的银纹就越多，能吸收更多的冲击能量，并更易诱导基体发生屈服形变，使复合材料的断裂机理由银纹方式向剪切方式转变，吸收更多冲击能量，因此二次分散体系的冲击强度远远高于一次分散体系的，由此可见本专利技术这种二次分散成型工艺更有利于PVC性能的改善。当气温较低时，聚酯增塑剂会比较粘稠，所以当室温低于15℃时，应将所选用的聚酯增塑剂加热后再使用。挤出造粒可选用平行双螺杆和单螺杆等多种PVC造粒机，挤出塑化段最高温度控制在150℃-175℃。一种油枪把手护套，所述的油枪把手护套由耐汽油弹性PVC材料经注塑工艺制成。与现有技术相比，本专利技术提供的耐汽油弹性PVC材料具备优异的耐汽油腐蚀性能，能够长期浸泡于汽油，表面完好，硬度变化低，室温(23±2)℃下浸泡汽油30天拉伸强度保持率大于90％，拉伸断裂伸长率保持率大于75％，可用在油枪护套或者其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐汽油弹性PVC材料，以PVC树脂为基料，其特征在于，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，以每100重量份PVC树脂粉为基准与其它组份的重量份配比为：聚合度为800‑3000的原位PVC树脂：100份；分子量为1000‑3000的聚酯增塑剂:20‑150份；轻质碳酸钙：5‑40份；复合稳定剂：2‑8份；润滑剂：0.2‑2。

【技术特征摘要】
2016.05.08 CN 20161030747881.一种耐汽油弹性PVC材料，以PVC树脂为基料，其特征在于，由包含如下组份的组合物混合后经挤出造粒而成，以每100重量份PVC树脂粉为基准与其它组份的重量份配比为：聚合度为800-3000的原位PVC树脂：100份；分子量为1000-3000的聚酯增塑剂:20-150份；轻质碳酸钙：5-40份；复合稳定剂：2-8份；润滑剂：0.2-2。2.根据权利要求1所述的耐汽油弹性PVC材料，其特征在于，原位PVC树脂通过如下方法制得：将100份氯乙烯、120-150份软水、5-12份改性纳米碳酸钙、0.02-1份复合分散剂、0.05-1.5份引发剂、1-5份加工助剂混合并搅拌20-30min，然后升温至60-80℃，待反应压力降低至0.2MPa时反应完毕，经脱水、干燥得原位PVC树脂。3.根据权利要求2所述的耐汽油弹性PVC材料，其特征在于，所述的复合分散剂为甲基纤维素与羟乙基纤维素按质量比1:1-2的复配混合物。4.根据权利要求2所述的耐汽油弹性PVC材料，其特征在于，所述的引发剂为过氧化新三葵酸叔辛酯与过氧化二碳酸二烷基酯的混合物，或过氧化新三...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兴好，李文斌，黄燃，
申请(专利权)人：宁波泰甬汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33