一种改性PVDF材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种改性PVDF材料、制备方法及其应用，一种改性PVDF材料，包括下列重量份的原料：PVDF粒料61‑71份，使用钛酸酯偶联剂处理后的无机矿物粉25‑35份，相容剂2‑6份，抗氧剂0.01‑1份，硬脂酸钙0.01‑1份和N,N'‑亚乙基双硬脂酰胺0.01‑1份。一种改性PVDF材料的制备方法，具体步骤为：无机矿物粉的预处理；将PVDF粒料放入恒温真空干燥箱中干燥，然后将干燥后的PVDF粒料、无机矿物粉和相容剂高速混合，出料待用；将上步中的待用料中加入抗氧剂1098、抗氧剂168、硬脂酸钙和EBS，充分混合后，熔融并挤出造粒，得到成品料；成品料干燥；成品料注塑成型。

A modified PVDF material, preparation method and its application

The invention discloses a modified PVDF material, preparation method and application thereof, a modified PVDF material, which comprises the following raw materials in weight portion: 61 PVDF pellets 71, inorganic mineral powder with titanate coupling agent treated 25 35 copies, 6 copies of 2 compatibility agent, antioxidant 0.01 1 0.01 copies, 1 copies of calcium stearate and N, N'ethylene bisstearamide 0.01 1. A method for preparing a modified PVDF material, which comprises the following steps: pretreatment of inorganic mineral powder; PVDF pellets in vacuum drying oven drying, and the dried PVDF pellets, inorganic mineral powder and compatibilizer high-speed mixing, the material will be ready; step in materials added antioxidant 1098, antioxidant 168, calcium stearate and EBS, after mixing, melting and extruding, finished finished material material; drying; finished material injection molding.

【技术实现步骤摘要】
一种改性PVDF材料、制备方法及其应用
本专利技术属于材料制备及应用的领域，具体涉及一种改性PVDF材料、制备方法及其应用。
技术介绍
PVDF主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过5.3万吨。PVDF是一种收缩率较大的树脂，塑料的收缩率是指塑料制件在成型温度下尺寸与从模具中取出冷却至室温后尺寸之差的百分比。它反映的是塑料制件从模具中取出冷却后尺寸缩减的程度。PVDF流动性能较好,可射出及押出之氟化树脂，耐化学特性极佳，耐磨，高机械强度及韧度，耐候，抗紫外线及核射线，耐热性佳并有高介电强度。但收缩率在不同模具和工艺条件中的变化范围竟为2.5-2.8％。这说明产品在自身的各个方向上尺寸的收缩是不均匀的,这种收缩不均匀性表现在:同种制品不同部位的收缩不均匀；制品壁厚方向的收缩不均匀；树脂流动取向不同造成的收缩不均匀；不同模具的制品同种厚度方向的收缩。因此在进行模具设计时,精确确定制品各个方向的收缩率十分重要。计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100％范围内无级调节，用来输送液体(特别是腐蚀性液体)一种特殊容积泵。计量泵也称定量泵或比例泵。计量泵属于往复式容积泵，用于精确计量的，通常要求计量泵的稳定性精度不超过±1％(特殊的计量泵精度更高)。对于计量泵泵头这类尺寸要求严格的制品,除了在进行模具设计时需要精确确定制品各个方向的收缩率,还需要通过改性调整PVDF树脂的收缩率，或者在注射成型中对工艺加以调整,以保证最终产品的尺寸稳定性。PVDF可用一般热塑性塑料加工方法加工，如热压、挤出、注射、传递模塑等成型工艺加工成各种复杂形状的制品和制件。但是，因为PVDF树脂具有较大的成型收缩率2.5-2.8％和昂贵的市场售价160000元/吨(苏威6008)，使其在石油化工、生物医药等领域中的应用受到很大限制。
技术实现思路
针对现有技术中PVDF材料收缩率大，需要改性调整，或者需要特别设计模具，成品精度差等缺陷，以及PVDF材料成本价格高昂的问题，本专利技术提供了一种新的改性PVDF材料。本专利技术还提供了一种改性PVDF材料的制备方法。本专利技术提供的一种改性PVDF材料，包括：PVDF61-71份、无机矿物25-35份和相容剂2-6份，所述相容剂的成分按重量份数计包括：聚甲基丙烯酸甲酯80-120份，马来酸酐0.1-0.8份，过氧化二异丙苯0.01-1份和丙酮0.1-2份。无机矿物填料是一种主要原料为无机矿物或非金属矿物、经过加工后的具有一定化学成分、几何形状和表面特性的粉体材料。在PVDF中添加无机矿物粉填料对加速结晶有良好的作用，同时亦改善了PVDF的成型收缩率，而使其耐热性、机械强度等性能大幅度提高。可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外，还可赋予材料一定的功能性，如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等。在不相容的高分子体系中添加相容剂并在一定温度下经混合混炼后，相容剂将被局限在两种高分子之间的界面上，起到降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使聚合物间粘接力增大，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀。聚甲基丙烯酸甲酯溶于有机溶剂丙酮中，通过旋涂可以形成良好的薄膜，具有良好的介电性能，可以作为有机场的介质层，质地优异，价格适宜，具有良好的化学稳定性、和耐候性。马来酸酐接枝相容剂可改善无机填料与有机树脂相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度；马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂，从而提高复合材料机械强度。过氧化二异丙苯为硫化剂，使复合材料具有优良的绝缘性和加工性能，而且提高了耐热性和耐候性。优选地，所述无机矿物为使用钛酸酯偶联剂处理后的无机矿物。钛酸酯偶联剂对于热塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果；这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R'Y)n(n＝2,3)表示；其中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的；OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团很重要，决定钛酸酯所具有的特殊功能，如磺酸基赋予有机物一定的触变性；焦磷酰氧基有阻燃，防锈，和增强粘接的性能。钛酸酯偶联剂可使填料得到活化处理，从而提高填充量，减少树脂用量，降低制品成本，同时改善加工性能，对填料改性可起补强作用，可减少橡胶用量和防老剂用量，提高制品耐磨强度和抗老化能力，增加了制品光泽，提高了质量。先把无机矿物用偶联剂进行预处理，然后再和聚合物及其它助剂进行加工混合。此法有许多优点，特别适用于聚合物组份比较复杂或加工温度比较高的某些工程塑料，可以防止不必要的副反应发生，偶联剂和无机矿物粉进行预处理后其分解点就大为提高。优选地，所述无机矿物是轻质碳酸钙、滑石粉、碳酸钙晶须、钛酸钾晶须或玻璃纤维。优选地，还包括下列重量份的原料：抗氧剂0.01-1份，硬脂酸钙0.01-1份和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺0.01-1份。抗氧剂是一类化学物质，可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，抗氧剂可以防止某些聚合物加工过程中的热氧化降解，使其成型加工能顺利进行。硬脂酸钙用作无毒热稳定剂和脱模剂，而且具有优良的润滑性，价廉易得，毒性小，加工性能好。N,N'-亚乙基双硬脂酰胺用作调节剂、防黏剂和脱模剂，调节热熔使黏剂的黏度，改善流动性，增加硬度和光亮度。本专利技术还提供一种改性PVDF材料的制备方法，具体步骤为：(1)无机矿物的预处理：先将无机矿物用偶联剂进行预处理,然后再和其他物料组分进行混合；(2)将PVDF放入恒温真空干燥箱中干燥，然后将干燥后的PVDF和用偶联剂预处理过的无机矿物加入高速混合机中，之后加入相容剂，高速混合，出料待用；(3)将步骤(2)中的待用料中加入抗氧剂、硬脂酸钙和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺，充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融并挤出造粒，得到成品料；(4)成品料干燥：将成品料放入恒温真空干燥箱中，实现成品料干燥；(5)成品料注塑成型：将干燥后的成品料放入注塑机中注塑，得到改性PVDF材料。本方法制备得出的成品PVDF材料的收缩率、耐热性、耐候性、加工性和机械强度等性能得到改善，降低了PVDF材料的生产加工成本，并且拓展了PVDF材料的应用领域。优选地，步骤(2)中将PVDF放入恒温真空干燥箱中时，恒温真空干燥箱中的温度为90-100℃。优选地，步骤(3)中控制双螺杆挤出机的机筒温度为180-190℃、机头温度为195℃、螺杆转速为300r/min。优选地，步骤(4)中将成品料放入恒温真空干燥箱中时，恒温真空干燥箱中的温度为100-110℃。优选地，步骤(5)中控制注塑成型过程中机筒温度为165-185℃，喷嘴温度为185-195℃，注塑压力为70-90Mpa。本专利技术还提供一种计量泵泵头，由上述改性PVDF材料制成。。通过改性改善了PVDF材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性PVDF材料，其特征在于，原料按重量份数计，包括：PVDF61‑71份、无机矿物25‑35份和相容剂2‑6份，所述相容剂的成分按重量份数计包括：聚甲基丙烯酸甲酯80‑120份，马来酸酐0.1‑0.8份，过氧化二异丙苯0.01‑1份和丙酮0.1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种改性PVDF材料，其特征在于，原料按重量份数计，包括：PVDF61-71份、无机矿物25-35份和相容剂2-6份，所述相容剂的成分按重量份数计包括：聚甲基丙烯酸甲酯80-120份，马来酸酐0.1-0.8份，过氧化二异丙苯0.01-1份和丙酮0.1-2份。2.根据权利要求1所述的改性PVDF材料，其特征在于，所述无机矿物为使用钛酸酯偶联剂处理后的无机矿物。3.根据权利要求1所述的改性PVDF材料，其特征在于，所述无机矿物是轻质碳酸钙、滑石粉、碳酸钙晶须、钛酸钾晶须或玻璃纤维。4.根据权利要求1-3任一项所述的改性PVDF材料，其特征在于，原料还包括下列成分：抗氧剂0.01-1份，硬脂酸钙0.01-1份和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺0.01-1份。5.一种权利要求1-4任一项所述的改性PVDF材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：(1)无机矿物的预处理：先将无机矿物用偶联剂进行预处理,然后再和其他物料组分进行混合；(2)将PVDF粒料放入恒温真空干燥箱中干燥，然后将干燥后的PVDF和用偶联剂预处理过的无机矿物加入高速混合机中，之后加入相容剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑同利，郭小刚，张翠羽，郝景林，郑同超，
申请(专利权)人：北京爱吾尔德技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11