聚氯乙烯复合发泡材料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氯乙烯复合发泡材料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯树脂68‑72份、马来酸二丁基锡12‑14份、复合碳纳米管单体15‑17份、引发剂68‑73份、增塑剂1‑2份、抗氧化剂2‑3份、防老化填料5‑7份、甲醛6‑9份、聚氨酯发泡剂3‑5份、四氢呋喃170‑180份。本发明专利技术的材料中通过添加复合碳纳米管单体，通过自由基聚合使得碳纳米管接枝在聚氯乙烯支链上，能够大幅度的提高发泡材料的拉伸强度和抗冲击能力，特别在发泡材料在承受较大压力或者冲击力时不容易断裂变形，解决了现有的聚氯乙烯发泡材料由于材料的内部含有较多的泡孔，导致发泡材料的抗冲击性能降低，进而使得材料在较大力的作用下能够保持形态不会发生变化。

Polyvinyl chloride composite foaming material and its production method

The invention discloses a polyvinyl chloride composite foaming material, which comprises the following raw materials by weight: polyvinyl chloride resin 68 72 parts, dibutyltin maleate 12 14 parts, composite carbon nanotube monomer 15 17 parts, initiator 68 73 parts, plasticizer 1 2 parts, antioxidant 2 3 parts, anti-aging filler 5 7 parts, formaldehyde 6 9 parts, polyurethane foaming agent 3 5 parts, tetrahydrofuran 18 parts. 0 copies. By adding composite carbon nanotubes monomer and free radical polymerization, the carbon nanotubes can be grafted onto the branch chain of polyvinyl chloride, which can greatly improve the tensile strength and impact resistance of the foamed material, especially when the foamed material is subjected to high pressure or impact force, it is not easy to break and deform, thus resolving the problem that the existing PVC foamed material is in the material. The part contains more bubbles, which leads to the decrease of the impact resistance of the foamed material, and then the material can keep its shape unchanged under the strong action.

【技术实现步骤摘要】
聚氯乙烯复合发泡材料及其生产方法
本专利技术属于发泡材料生产领域，涉及一种聚氯乙烯复合发泡材料及其生产方法。
技术介绍
聚氯乙烯具有较高的机械强度、良好的耐碱性能、介电性能和绝缘性能，与一般橡胶相比，还具有一定的耐磨性能和阻燃性能，但是其抗冲击性能和耐热耐光性能差，特别对于发泡后的聚氯乙烯材料，由于材料的内部含有较多的泡孔，导致发泡材料的抗冲击性能降低，并且由于泡孔的存在降低了材料的密度，进而降低了材料的耐热性能，在较高温度下容易出现泡孔坍塌变形，造成发泡材料变形，进而影响使用，同时由于聚氯乙烯在发泡过程中介质流动性不稳定，容易造成生成的泡孔分布不均匀，并且泡孔的大小不一致，进而造成材料不同位置的强度不相同，使得材料在较大泡孔处容易断裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚氯乙烯复合发泡材料及其生产方法，该材料中通过添加复合碳纳米管单体，通过自由基聚合使得碳纳米管接枝在聚氯乙烯支链上，能够大幅度的提高发泡材料的拉伸强度和抗冲击能力，特别在发泡材料在承受较大压力或者冲击力时不容易断裂变形，解决了现有的聚氯乙烯发泡材料由于材料的内部含有较多的泡孔，导致发泡材料的抗冲击性能降低，进而使得材料在较大力的作用下能够保持形态不会发生变化。本专利技术在制备发泡材料的过程中添加马来酸二丁基锡，进而使得有机锡接枝在聚氯乙烯支链上，有机锡的存在能够提高聚氯乙烯的耐热性能，进而能够防止制备的发泡材料在高温下空隙坍塌，形状改变，进而导致高温下发泡效果，解决了现有的聚氯乙烯发泡材料由于泡孔的存在降低了材料的密度，进而降低了材料的耐热性能，在较高温度下容易出现泡孔坍塌变形，造成发泡材料变形，进而影响使用的问题。本专利技术在制备材料过程中通过加入防老化填料，能够提高发泡材料的成孔率，并且发泡材料的泡孔减小，泡孔均匀致密，由于防老化填料通过交联作用连接在聚氯乙烯支链上，在发泡过程中防老化填料形成支撑中心，以支撑中心为核壳结构点成孔，由于防老化填料在聚氯乙烯材料上分布均匀，进而使得形成的泡孔均匀一致，并且防老化填料中以纳米碳酸钙为核心，纳米碳酸钙的体积较小，进而使得形成的泡孔较小，较密实，解决了现有聚氯乙烯在发泡过程中介质流动性不稳定，容易造成生成的泡孔分布不均匀，并且泡孔的大小不一致，进而造成材料不同位置的强度不相同，使得材料在较大泡孔处容易断裂的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：聚氯乙烯复合发泡材料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯树脂68-72份、马来酸二丁基锡12-14份、复合碳纳米管单体15-17份、引发剂68-73份、增塑剂1-2份、抗氧化剂2-3份、防老化填料5-7份、甲醛6-9份、聚氨酯发泡剂3-5份、四氢呋喃170-180份；其中复合碳纳米管单体的具体制备过程如下：步骤1：称取一定量的碳纳米管加入王水中，超声分散30min后，将溶液倒入反应烧瓶中，加热至90℃恒温反应1h，然后进行过滤洗涤，干燥得到羧基化碳纳米管，此时碳纳米管的外壁上含有大量的羧基功能基团，反应结构式如下；每克碳纳米管中加入王水4mL；步骤2：将步骤1中制备的羧基化碳纳米管加入水中，混合均匀后向其中加入二氯亚砜，升温至60℃反应3h后，向反应容器中加入丙烯酰胺，升温至70℃继续反应4h，然后进行过滤洗涤干燥，得到复合碳纳米管单体，反应结构式如下；其中每克羧基化碳纳米管中加入二氯亚砜1.2mL，加入丙烯酰胺1.23-1.26g；其中防老化填料的具体制备过程如下：①将一定量的纳米碳酸钙加入水中，混合均匀后向其中加入三氟甲磺酸酐，常温下搅拌均匀；其中每克纳米碳酸钙中加入三氟甲基磺酸酐2.1-2.2g；②将步骤①中制备的溶液升温至60℃，同时向反应容器中逐滴加入液体双酚A环氧树脂，边滴加边搅拌，滴加完全后恒温反应1h，进行过滤，然后用乙醇洗涤烘干，得到防老化填料，其中三氟甲磺酸酐易溶于水，能够均匀分散在纳米碳酸钙的表面，而双酚A环氧树脂则不溶于水，与水中的三氟甲磺酸酐在纳米碳酸钙的表面反应，使得纳米碳酸钙的表面形成一层防老化薄膜，其中该防老化薄膜的具体反应结构式如下；其中每克纳米碳酸钙中加入液体双酚A环氧树脂6.5-6.9mL；聚氯乙烯复合发泡材料的具体反应过程如下：第一步，将一定量的聚氯乙烯树脂粉末和四氢呋喃溶液加入三口烧瓶中，升温至70℃快速搅拌溶解，得到聚氯乙烯溶液；第二步，将第一步中制备的聚氯乙烯溶液升温至140℃进行回流，同时向烧瓶中加入引发剂、马来酸二丁基锡和复合碳纳米管单体，恒温搅拌反应8h，得到聚合物溶液,反应结构式如下；此时聚氯乙烯中的C-Cl键受热分解释放出氯化氢，同时生成的氯化氢能够催化聚氯乙烯的热分解，聚氯乙烯分解后生成不饱和共轭双键结构，此时在自由基的引发能够与马来酸二丁基锡上的烯烃键和复合碳纳米管单体中的烯烃键发生自由基聚合反应，使得有机锡和碳纳米管接枝在聚氯乙烯链上，形成支链结构，由于有机锡的存在能够提高聚氯乙烯的耐热性能，进而能够防止制备的发泡材料在高温下空隙坍塌，形状改变，进而导致高温下发泡效果；同时复合碳纳米管引入聚氯乙烯链上，能够增强聚氯乙烯的断裂强度，进而提高发泡材料的使用寿命；第三步，向第二步制备的聚合物溶液中加入防老化填料，搅拌均匀后，升温至80℃，使用恒压滴液管向烧瓶中逐滴加入甲醛溶液，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后恒温反应3h，然后将得到的产物在70℃下蒸发回收四氢呋喃溶剂，直到溶剂完全蒸发，得到复合聚氯乙烯固体材料；由于制备的聚合物链上引入复合碳纳米管单体，复合碳纳米管的支链上含有氨基，由此可知聚合物支链上含有氨基，而防老化填料的表面含有防老化薄膜，防老化薄膜上含有大量的羟基，在甲醛的作用下，羟基和氨基之间通过甲醛进行交联固定，使得防老化填料均匀的分散在聚合物中；第四步，将第三步中制备的复合聚氯乙烯固体材料、增塑剂和抗氧化剂加入混炼机中，在180℃下混炼5min，然后向混炼机中加入聚氨酯发泡剂，恒温混炼7min后挤出，得到聚氯乙烯复合发泡材料。本专利技术的有益效果：本专利技术的材料中通过添加复合碳纳米管单体，通过自由基聚合使得碳纳米管接枝在聚氯乙烯支链上，能够大幅度的提高发泡材料的拉伸强度和抗冲击能力，特别在发泡材料在承受较大压力或者冲击力时不容易断裂变形，解决了现有的聚氯乙烯发泡材料由于材料的内部含有较多的泡孔，导致发泡材料的抗冲击性能降低，进而使得材料在较大力的作用下能够保持形态不会发生变化。本专利技术在制备发泡材料的过程中添加马来酸二丁基锡，进而使得有机锡接枝在聚氯乙烯支链上，有机锡的存在能够提高聚氯乙烯的耐热性能，进而能够防止制备的发泡材料在高温下空隙坍塌，形状改变，进而导致高温下发泡效果，解决了现有的聚氯乙烯发泡材料由于泡孔的存在降低了材料的密度，进而降低了材料的耐热性能，在较高温度下容易出现泡孔坍塌变形，造成发泡材料变形，进而影响使用的问题。本专利技术在制备材料过程中通过加入防老化填料，能够提高发泡材料的成孔率，并且发泡材料的泡孔减小，泡孔均匀致密，由于防老化填料通过交联作用连接在聚氯乙烯支链上，在发泡过程中防老化填料形成支撑中心，以支撑中心为核壳结构点成孔，由于防老化填料在聚氯乙烯材料上分布均匀，进而使得形成的泡孔均匀一致，并且防老化填料中以纳米碳酸钙为核心，纳米碳酸钙的体积较小，进而使得形成的泡孔较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚氯乙烯复合发泡材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯树脂68‑72份、马来酸二丁基锡12‑14份、复合碳纳米管单体15‑17份、引发剂68‑73份、增塑剂1‑2份、抗氧化剂2‑3份、防老化填料5‑7份、甲醛6‑9份、聚氨酯发泡剂3‑5份、四氢呋喃170‑180份；其中复合碳纳米管单体的具体制备过程如下：步骤1：称取一定量的碳纳米管加入王水中，超声分散30min后，将溶液倒入反应烧瓶中，加热至90℃恒温反应1h，然后进行过滤洗涤，干燥得到羧基化碳纳米管；步骤2：将步骤1中制备的羧基化碳纳米管加入水中，混合均匀后向其中加入二氯亚砜，升温至60℃反应3h后，向反应容器中加入丙烯酰胺，升温至70℃继续反应4h，然后进行过滤洗涤干燥，得到复合碳纳米管单体。

【技术特征摘要】
1.聚氯乙烯复合发泡材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯树脂68-72份、马来酸二丁基锡12-14份、复合碳纳米管单体15-17份、引发剂68-73份、增塑剂1-2份、抗氧化剂2-3份、防老化填料5-7份、甲醛6-9份、聚氨酯发泡剂3-5份、四氢呋喃170-180份；其中复合碳纳米管单体的具体制备过程如下：步骤1：称取一定量的碳纳米管加入王水中，超声分散30min后，将溶液倒入反应烧瓶中，加热至90℃恒温反应1h，然后进行过滤洗涤，干燥得到羧基化碳纳米管；步骤2：将步骤1中制备的羧基化碳纳米管加入水中，混合均匀后向其中加入二氯亚砜，升温至60℃反应3h后，向反应容器中加入丙烯酰胺，升温至70℃继续反应4h，然后进行过滤洗涤干燥，得到复合碳纳米管单体。2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯复合发泡材料，其特征在于，每克碳纳米管中加入王水4mL。3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯复合发泡材料，其特征在于，每克羧基化碳纳米管中加入二氯亚砜1.2mL，加入丙烯酰胺1.23-1.26g。4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯复合发泡材料，其特征在于，防老化填料的具体制备过程如下：①将一定量的纳米碳酸钙加入水中，混合均匀后向其中加入三氟甲磺酸酐，常温下搅拌均匀；②将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杏兰，
申请(专利权)人：黄杏兰，
类型：发明
国别省市：广东,44