一种改性PVC粒料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性PVC粒料及其制备方法，按重量计使用以下原料制备：PVC树脂50‑60份、增塑剂3‑5份、抗老化剂0.8‑1份、改性二氧化硅气凝胶12‑15份；本申请中在PVC粒料制备过程中加入增塑剂、抗老化剂，为了进一步提升PVC的阻燃效果及耐高温效果，本申请在原料中加入了改性二氧化硅气凝胶，加入后，通过对二氧化硅气凝胶进行改性处理，显著提升了二氧化硅气凝胶与PVC树脂材料的相容性，提升了材料的阻燃及耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性PVC粒料及其制备方法
本专利技术属于环保新材料领域，具体涉及一种改性PVC粒料及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。由于其防火耐热作用，聚氯乙烯被广泛用于各行各业各式各样产品：电线外皮、光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、门帘、卷门、辅助医疗用品、手套、某些食物的保鲜纸、某些时装等，但是，PVC在使用时需要加入各种填料来提升树脂的性能。气凝胶，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。二氧化硅气凝胶可以作为有机物材料加工的填料，但是，直接使用虽然具有一定的增强作用，但是，会对其他性能造成较大的损害，而且效果不十分明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改性PVC粒料，通过加入改性二氧化硅气凝胶填料，提升PVC粒料的综合性能。本专利技术通过以下技术方案实现：一种改性PVC粒料，按重量计使用以下原料制备：PVC树脂50-60份、增塑剂3-5份、抗老化剂0.8-1份、改性二氧化硅气凝胶12-15份；所述改性二氧化硅气凝胶制备方法包括以下步骤：（1）、将凹凸棒土加入其重量3-5倍的质量分数为5%的硝酸溶液浸泡处理10-15min，然后使用去离子水清洗3-4遍，然后在420-425℃下处理2-3h，将处理后的凹凸棒土加入其重量4倍的去离子水中，搅拌15-20min使凹凸棒土分散，形成悬浊液；（2）、制备改性沥青，将沥青破碎，过200目筛，将沥青与质量分数1%的草酸溶液按重量比1:2的比例混合，然后加入沥青重量2.5%的十六烷基三甲基溴化铵，在450-520r/min转速下搅拌20-25min，然后升温至120-125℃，在1200-1500r/min的转速下搅拌10-15min，得到乳化沥青；（3）、将正硅酸乙酯15份、无水乙醇20份、硅烷偶联剂KH5501.2份、质量分数5%的盐酸6份混合，搅拌均匀，得到溶液A；（4）、将步骤（1）得到的悬浊液、步骤（2）得到的乳化沥青、步骤（3）得到的溶液A、玻璃纤维按重量比10-12:1-2:22-25：2-5的比例混合，搅拌处理1-2h，然后向混合液中滴加质量分数5%的氨水溶液，得到混合凝胶；（5）、将步骤（4）得到的混合凝胶在18-22℃下静置保温处理1-1.5h，然后在300-350r/min的转速下搅拌处理2-3h；（6）、将步骤（5）处理好的混合凝胶使用疏水剂进行疏水处理22-25h，然后干燥处理1-1.2h，得到改性二氧化硅气凝胶。由于直接在PVC合成过程中加入二氧化硅气凝胶对于PVC阻燃性能的提升较小，而且不易在树脂中分散，所以，本申请对对二氧化硅气凝胶进行改性，在改性过程中，利用凹凸棒土、玻璃纤维及改性沥青对二氧化硅气凝胶进行改性，本申请中在二氧化硅气凝胶制备过程中使用硅烷偶联剂，在二氧化硅气凝胶表面接枝出C=C和C=O在双键，双键的引入可以提升二氧化硅气凝胶、改性沥青和凹凸棒土表面的活性，提升其复合的强度。在PVC与二氧化硅气凝胶复合过程中，由于改性后的二氧化硅气凝胶经过处理具有良好的表面活性，使得二氧化硅气凝胶能够在PVC体系中更好的分散，提升分散效果，也可以提升PVC的性能的均匀性，由于改性二氧化硅气凝胶表面也带有活性双键，在PVC合成时，能够起到接枝的效果，使PVC与二氧化硅气凝胶键合，提升材料性能。本申请改性二氧化硅气凝胶使用了凹凸棒土，具有多孔性和超大比表面积，结合使用了多孔材料，使得PVC具有良好的隔热保温效果，也提升了PVC阻燃效果。加入改性后的沥青后，能进一步提升材料的阻燃性能，而且沥青经过改性处理，能够更好的分散在凹凸棒土/二氧化硅气凝胶体系中，对于改性凹凸棒土在PVC体系中的性能有很好的保持，在PVC经受高温处理时，沥青能够发生形态的改变，吸收大量的热量，而且受热后，沥青不会发生脆断等情况，反而使得改性二氧化硅气凝胶能够在PVC体系中良好的相容，提升PVC高温下的性能，而且在高温下能提升PVC弹性体的弹性。所述玻璃纤维经过改性处理，（1）、将玻璃纤维使用质量分数15%的硝酸溶液浸泡处理30min，然后将玻璃纤维使用去离子水清洗，烘干至恒重；（2）、将氧化石墨加入其重量20倍的去离子水中，然后超声处理1-2h，得到氧化石墨水溶胶；（3）、将步骤（1）处理好的玻璃纤维与步骤（2）中氧化石墨水溶胶按重量比1:2-3比例混合搅拌均匀，超声分散处理1-2h，烘干，得到改性玻璃纤维。所述疏水剂按重量计由以下原料制成：正己烷8份、聚乙二醇5份、硬脂酸钠6.2份、六甲基二硅氮烷1.1份、甲基三乙氧基硅烷9份、水55份。改性过程中使用玻璃纤维，能够提升各成分连接的强度，作为二氧化硅气凝胶、凹凸棒土等成分的支撑连接的桥梁，提升连接的强度；经过改性后的玻璃纤维由于表面复合有氧化石墨，大大改善了玻璃纤维分散性差的缺陷，使各成分在使用时能分散均匀。在沥青破碎时，将沥青在-25℃下冷冻，然后进行破碎处理。所述聚乙二醇为聚乙二醇2000。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述抗老化剂为防老剂364。一种改性PVC粒料的制备方法，包括以下步骤：（1）将PVC树脂、增塑剂、抗老化剂、改性二氧化硅气凝胶按相应比例称取，烘干；（2）将上述烘干的原料混合，搅拌处理50-60min；（3）将混合后的原料使用双螺杆挤出机挤出、造粒，得到改性PVC粒料。挤出机挤出温度为138-186℃。本专利技术的有益效果：本申请中在PVC粒料制备过程中加入增塑剂、抗老化剂，为了进一步提升PVC的阻燃效果及耐高温效果，本申请在原料中加入了改性二氧化硅气凝胶，加入后，通过对二氧化硅气凝胶进行改性处理，显著提升了二氧化硅气凝胶与PVC树脂材料的相容性，在加工时，既可以显著提升树脂的阻燃性能，又能保证材料的加工性能，在二氧化硅气凝胶复合时，加入沥青、凹凸棒土、玻璃纤维使体系成为一体，提升了二氧化硅气凝胶在树脂中的分散性能，同时，在作为阻燃剂或者填料使用时，本申请中的改性二氧化硅气凝胶安全无毒，环保型高。由于凹凸棒土和二氧化硅气凝胶均多孔，但是孔径存在明显的区别，利于与树脂的结合和分散，提升处理的效果。具体实施方式实施例1一种改性PVC粒料，按重量计使用以下原料制备：PVC树脂55份、增塑剂3.8份、抗老化剂0.8份、改性二氧化硅气凝胶13份；所述改性二氧化硅气凝胶制备方法包括以下步骤：（1）、将凹凸棒土加入其重量3-5倍的质量分数为5%的硝酸溶液浸泡处理10-15min，然后使用去离子水清洗3-4遍，然后在425℃下处理2.5h，将处理后的凹凸棒土加入其重量4倍的去离子水中，搅拌18-20min使凹凸棒土分散，形成悬浊液；（2）、制备改性沥青，将沥青破碎，过200目筛，将沥青与质量分数1%的草酸溶液按重量比1:2的比例混合，然后加入沥青重量2.5%的十六烷基三甲基溴化铵，在480-500r/min转速下搅拌22min，然后升温至124℃，在1350r/min的转速下搅拌15min，得到乳化沥青；（3）、将正硅酸乙酯15份、无水乙醇20份、硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性PVC粒料，其特征在于，按重量计使用以下原料制备：PVC树脂50‑60份、增塑剂3‑5份、抗老化剂0.8‑1份、改性二氧化硅气凝胶12‑15份；所述改性二氧化硅气凝胶制备方法包括以下步骤：（1）、将凹凸棒土加入其重量3‑5倍的质量分数为5%的硝酸溶液浸泡处理10‑15min，然后使用去离子水清洗3‑4遍，然后在420‑425℃下处理2‑3h，将处理后的凹凸棒土加入其重量4倍的去离子水中，搅拌15‑20min使凹凸棒土分散，形成悬浊液；（2）、制备改性沥青，将沥青破碎，过200目筛，将沥青与质量分数1%的草酸溶液按重量比1:2的比例混合，然后加入沥青重量2.5%的十六烷基三甲基溴化铵，在450‑520r/min转速下搅拌20‑25min，然后升温至120‑125℃，在1200‑1500r/min的转速下搅拌10‑15min，得到乳化沥青；（3）、将正硅酸乙酯15份、无水乙醇20份、硅烷偶联剂KH550 1.2份、质量分数5%的盐酸6份混合，搅拌均匀，得到溶液A；（4）、将步骤（1）得到的悬浊液、步骤（2）得到的乳化沥青、步骤（3）得到的溶液A、玻璃纤维按重量比10‑12:1‑2:22‑25：2‑5的比例混合，搅拌处理1‑2h，然后向混合液中滴加质量分数5%的氨水溶液，得到混合凝胶；（5）、将步骤（4）得到的混合凝胶在18‑22℃下静置保温处理1‑1.5h，然后在300‑350r/min的转速下搅拌处理2‑3h；（6）、将步骤（5）处理好的混合凝胶使用疏水剂进行疏水处理22‑25h，然后干燥处理1‑1.2h，得到改性二氧化硅气凝胶。...

【技术特征摘要】
1.一种改性PVC粒料，其特征在于，按重量计使用以下原料制备：PVC树脂50-60份、增塑剂3-5份、抗老化剂0.8-1份、改性二氧化硅气凝胶12-15份；所述改性二氧化硅气凝胶制备方法包括以下步骤：（1）、将凹凸棒土加入其重量3-5倍的质量分数为5%的硝酸溶液浸泡处理10-15min，然后使用去离子水清洗3-4遍，然后在420-425℃下处理2-3h，将处理后的凹凸棒土加入其重量4倍的去离子水中，搅拌15-20min使凹凸棒土分散，形成悬浊液；（2）、制备改性沥青，将沥青破碎，过200目筛，将沥青与质量分数1%的草酸溶液按重量比1:2的比例混合，然后加入沥青重量2.5%的十六烷基三甲基溴化铵，在450-520r/min转速下搅拌20-25min，然后升温至120-125℃，在1200-1500r/min的转速下搅拌10-15min，得到乳化沥青；（3）、将正硅酸乙酯15份、无水乙醇20份、硅烷偶联剂KH5501.2份、质量分数5%的盐酸6份混合，搅拌均匀，得到溶液A；（4）、将步骤（1）得到的悬浊液、步骤（2）得到的乳化沥青、步骤（3）得到的溶液A、玻璃纤维按重量比10-12:1-2:22-25：2-5的比例混合，搅拌处理1-2h，然后向混合液中滴加质量分数5%的氨水溶液，得到混合凝胶；（5）、将步骤（4）得到的混合凝胶在18-22℃下静置保温处理1-1.5h，然后在300-350r/min的转速下搅拌处理2-3h；（6）、将步骤（5）处理好的混合凝胶使用疏水剂进行疏水处理22-25h，然后干燥处理1-1.2h，得到改性二氧化硅气凝胶。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：界首永恩机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34