一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法技术

本发明专利技术属于填料改性的技术领域，提供了一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法。该方法将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡预混均匀，然后加热加压使甲基硅树脂交联固化，同时碳酸铵分解生成气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，然后将制得的多孔状甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂进行混炼包覆，即可制得热塑性珍珠岩。与传统方法相比，本发明专利技术的制备的珍珠岩与PVC相容性好，填充改性时添加量较大，改性效果好，有效提高提高了PVC塑料的耐火性能和热稳定性，同时制备过程较为简单，易操控，适合推广应用。

Thermoplastic perlite for PVC plastics and its preparation method

The invention belongs to the technical field of filler modification, and provides a thermoplastic perlite for PVC plastic and a preparation method thereof. This method premixed the expanded perlite, ammonium carbonate, methyl silicone resin and two butyl two tin laurate, and then heated and pressurized the methyl silicone resin to be crosslinked and solidified. At the same time, the ammonium carbonate was decomposed to produce gas and formed a large number of micropores in the methyl silicone coating. Expanded perlite and thermoplastic resin are mixed and coated to produce thermoplastic perlite. Compared with the traditional method, the perlite prepared by the invention has good compatibility with PVC, the adding amount is large, the modification effect is good, the fire resistance and thermal stability of the PVC plastics are improved effectively. At the same time, the preparation process is simple, easy to control and suitable for popularization and Application.

【技术实现步骤摘要】
一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法
本专利技术属于填料改性的
，提供了一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法。
技术介绍
塑料作为当今世界最重要的材料之一，自其被开发以来，各方面的用途日益广泛，但因其本身性质缺陷，在实际应用中必须进行改性处理，即在通用塑料和工程塑料的基础上，通过物理、化学、机械等方式，经过填充、共混、增强等加工方法，改善塑料的性能或增加功能，对塑料的阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等机械性能得到改善和提高，其中填充改性是塑料改性的基本手段之一。塑料的填充改性是指在塑料成型加工过程中，加入无机或有机填料，从而使塑料材料的加工性能或使用性能得到改善或使其原材料成本明显降低达到增量的目的，其中无机矿物填料已成为现代塑料改性中发展最快和应用最广的材料，也是现代功能材料最活跃的研究领域之一。无机矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能，添加廉价的无机矿物填料可以降低制品的成本，提高塑料的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等），还可赋予填充材料某些特定功能，使得塑料的性能更佳、应用更广。在各类塑料中，PVC具有良好的力学性能和电性能、耐腐蚀性等，并且价格低廉、原料来源广泛，因此广泛应用于化学建材和其他领域，但其隔热耐火性较差、脆性大，热稳定差，有碍其进一步发展应用，利用无机矿物填料进行填充改性是一种有效的解决手段，其中珍珠岩便是极佳的选择。珍珠岩是火山喷发的酸性熔岩经急速冷却而成的玻璃质岩石，珍珠岩中二氧化硅含量70％左右，含水3~5%，具珍珠-油脂光泽和圆弧形裂纹，膨胀珍珠岩是珍珠岩经焙烧后的制品，以其容重轻、导热系数低、耐火性强、隔音性能好、孔隙微细、化学性质稳定、无毒无味等特性，可有效用于PVC塑料中作为隔热、耐火填料。在现阶段的研究应用中，珍珠岩与PVC塑料分子的相容性问题是最主要的研究方向。目前国内外在用于塑料的珍珠岩填料，尤其是热塑性膨胀珍珠岩的研究和应用方面已取得了一定成效。其中张胜等人专利技术了一种膨胀型珍珠岩用于制备聚合物复合材料的方法（中国专利技术专利申请号201410356297.5），此专利技术主要是膨胀型珍珠岩和聚合物按一定重量比混合，使膨胀型珍珠岩均匀分散于聚合物基体中，然后成型得到聚合物复合材料制品。另外，董良清专利技术了一种高韧性膨胀珍珠岩酚醛树脂复合保温板（中国专利技术专利申请号201610178179.9），此专利技术通过使用亚氨基噁二嗪二酮、纳米二氧化硅、甲基丙烯酸锌、双氰胺，提高了膨胀珍珠岩与酚醛树脂的结合力，提高了保温板的韧性和抗拉强度，同时提高了保温板的耐热性和抗老化性。可见，现有技术中的PVC塑料存在隔热耐火性较差、脆性大、热稳定差等缺陷，而传统的填充珍珠岩作为改性填料时，工艺过程较为复杂，因珍珠岩与高分子材料的相容性差，热塑性差，在塑料中的添加量不能达到理想状态，进而导致存在填充改性效果不佳的问题。
技术实现思路
针对这种情况，我们提出一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法，主要是膨胀珍珠岩表面包覆一层牢固多孔状的甲基硅树脂，热塑性树脂插入甲基硅树脂的微孔中形成牢固的包覆层，实现热塑性树脂对膨胀珍珠岩的牢固包覆，提高了分子间的相容性，并且在加工过程中膨胀珍珠岩表现出包覆层所具有的的热塑性，实现膨胀珍珠岩在PVC塑料中的大量添加。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩的制备方法，将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡预混均匀，然后加热加压使甲基硅树脂交联固化，同时碳酸铵分解生成气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，然后将制得的多孔状甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂进行混炼包覆，即可制得热塑性珍珠岩，制备的具体步骤如下：（1）将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡按一定的重量份称料，加入高速混合机中，在一定的温度及转速下，预混一定时间后，进一步进行加热及加压，使甲基硅树脂在膨胀珍珠岩的表面交联固化，同时，随着温度升高碳酸铵发生分解，生成的气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，制得多孔状甲基硅树脂牢固包覆的膨胀珍珠岩；（2）将步骤（1）所得的甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂按一定的重量份混合均匀，然后加入混炼机中进行反复的混炼包覆，通过强烈的机械作用使热塑性树脂嵌入甲基硅树脂的微孔中，甲基硅树脂包覆层与热塑性树脂包覆层紧密的连接起来，并且热塑性树脂与PVC具有良好的相容性，即可制得可在PVC塑料中大量添加的热塑性珍珠岩。优选的，步骤（1）所述膨胀珍珠岩的质量含水率为3~5%，堆积密度为100~200kg/m3，粒径为0.15~0.5mm，膨胀倍数为7~20倍，SiO2含量为65~75%。优选的，步骤（1）所述甲基硅树脂的软化点为40~50℃，完全氧化后的SiO2含量为76~82%。优选的，步骤（1）中各原料重量份为，膨胀珍珠岩78~87重量份、碳酸铵2~5重量份、甲基硅树脂10~15重量份、二丁基二月桂酸锡1~2重量份。优选的，步骤（1）所述预混的加热温度为60~70℃，混合转速为130~150r/min，预混时间为20~40min。优选的，步骤（1）所述甲基硅树脂交联固化的加热温度为90~110℃，加压压力为0.4~0.6MPa，处理时间为2~3h。优选的，步骤（2）所述热塑性树脂为聚丙烯树脂、聚甲醛树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂中的一种；优选的，步骤（2）中各原料重量份为，甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩80~85重量份、热塑性树脂15~20重量份。优选的，步骤（2）所述混炼机可为间歇式双辊开炼机、间歇式密炼机或连续式混合混炼机中的一种。优选的，步骤（2）所述混炼过程中，填充系数为0.6~0.7，辊距为3.5~4mm，混炼温度为低于热塑性树脂熔点10~30℃，混炼时间为6~10min。本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的用于PVC塑料的热塑性珍珠岩。将本专利技术制备的热塑性珍珠岩与偶联剂包覆的珍珠岩及接枝改性的珍珠岩的添加量、熔融指数及耐火温度进行对比，如表1所示，可见，本专利技术制备的热塑性珍珠岩与高分子材料相容性较好，添加量较大。表1：本专利技术提供了一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本专利技术制备的热塑性珍珠岩，用于PVC塑料填充改性时，可有效提高PVC塑料的耐火性能和热稳定性。2.本专利技术的制备过程中，在膨胀珍珠岩表面形成致密且牢固的树脂包覆层，所得珍珠岩表现出良好的热塑性。3.本专利技术的制备形成的树脂包覆层表面的聚甲醛与PVC有着良好的相容性，使得珍珠岩分散均匀，且提高了添加量，进而有效提升了改性效果。4.本专利技术的制备过程较为简单，易操控，适合推广应用。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1将84kg的膨胀珍珠岩、3kg的碳酸铵、12kg的甲基硅树脂及1kg的二丁基二月桂酸锡加入高速混合机中，在65℃的温度及140r/min的转速下，预混30min后，进一步加热至100℃，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩的制备方法，其特征在于，将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡预混均匀，然后加热加压使甲基硅树脂交联固化，同时碳酸铵分解生成气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，然后将制得的多孔状甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂进行混炼包覆，即可制得热塑性珍珠岩，制备的具体步骤如下：（1）将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡按一定的重量份称料，加入高速混合机中，在一定的温度及转速下，预混一定时间后，进一步进行加热及加压，使甲基硅树脂在膨胀珍珠岩的表面交联固化，同时，随着温度升高碳酸铵发生分解，生成的气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，制得多孔状甲基硅树脂牢固包覆的膨胀珍珠岩；其中，膨胀珍珠岩78~87重量份、碳酸铵2~5重量份、甲基硅树脂10~15重量份、二丁基二月桂酸锡1~2重量份；（2）将步骤（1）所得的甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂按一定的重量份混合均匀，然后加入混炼机中进行反复的混炼包覆，通过强烈的机械作用使热塑性树脂嵌入甲基硅树脂的微孔中，甲基硅树脂包覆层与热塑性树脂包覆层紧密的连接起来，并且热塑性树脂与PVC具有良好的相容性，即可制得热塑性珍珠岩。...

【技术特征摘要】
1.一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩的制备方法，其特征在于，将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡预混均匀，然后加热加压使甲基硅树脂交联固化，同时碳酸铵分解生成气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，然后将制得的多孔状甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂进行混炼包覆，即可制得热塑性珍珠岩，制备的具体步骤如下：（1）将膨胀珍珠岩、碳酸铵、甲基硅树脂及二丁基二月桂酸锡按一定的重量份称料，加入高速混合机中，在一定的温度及转速下，预混一定时间后，进一步进行加热及加压，使甲基硅树脂在膨胀珍珠岩的表面交联固化，同时，随着温度升高碳酸铵发生分解，生成的气体逸出并在甲基硅树脂包覆层形成大量的微孔，制得多孔状甲基硅树脂牢固包覆的膨胀珍珠岩；其中，膨胀珍珠岩78~87重量份、碳酸铵2~5重量份、甲基硅树脂10~15重量份、二丁基二月桂酸锡1~2重量份；（2）将步骤（1）所得的甲基硅树脂包覆的膨胀珍珠岩与热塑性树脂按一定的重量份混合均匀，然后加入混炼机中进行反复的混炼包覆，通过强烈的机械作用使热塑性树脂嵌入甲基硅树脂的微孔中，甲基硅树脂包覆层与热塑性树脂包覆层紧密的连接起来，并且热塑性树脂与PVC具有良好的相容性，即可制得热塑性珍珠岩。2.根据权利要求1所述一种用于PVC塑料的热塑性珍珠岩的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述膨胀珍珠岩的质量含水率为3~5%，堆积密度为100~200kg/m3，粒径为0.15~0.5mm，膨胀倍数为7~20倍，SiO2含量为65~75%。3.根据权利要求1所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，贯大为，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51