一种改性抗冲击硬质PVC材料制造技术

本发明专利技术公开一种改性抗冲击硬质PVC材料及其制备方法。该材料包括以下组分：PVC树脂粉、螺旋碳纤维、热稳定剂、增塑剂、抗冲击剂、润滑剂和阻燃剂。采用螺旋碳纤维，显著增强了材料的拉伸强度和抗冲击能力，而且由于螺旋结构的特殊形态，还可增加材料的韧性。

A Modified Impact Resistant Rigid PVC Material

【技术实现步骤摘要】
一种改性抗冲击硬质PVC材料
本专利技术总体涉及材料领域，并且更具体地涉及一种改性抗冲击硬质PVC材料。
技术介绍
冰箱壳体通常是铁质或者镀锌板通过喷漆制作而成，为了轻量化，现在也有部分塑料板替代金属材料，如用PVC作为替代材料，但由于PVC分子结构的这种特点，其存在拉伸强度差、冲击性能差、加工困难等缺陷，从而在该领域的应用受到了限制。目前采用机械共混的方法将与PVC具有一定相容性的柔性材料与PVC掺混在一起，从而改进树脂的冲击性能。要求有一定的刚性以支撑其所附的零件在高速和振动的状态下保证正常工作。目前已存在使用碳纤维增强PVC材料的相关技术，然而，由于碳纤维与PVC界面接合力较弱，因此，该种方式的增强效果并不理想，仍存在进一步提升增强PVC强度的空间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种改性抗冲击硬质PVC材料。该材料通过使用螺旋碳纤维作为增强相，纤维与树脂之间存在缠绕作用，进一步增强了两者的结合力。根据本专利技术的一方面，提供一种改性抗冲击硬质PVC材料，该材料包括以下组分：PVC树脂粉、螺旋碳纤维、热稳定剂、增塑剂、抗冲击剂、润滑剂和阻燃剂。根据本专利技术的一个实施例，各组分的配比为：各组分的配比为：PVC树脂粉90-110重量份、螺旋碳纤维10-20重量份、热稳定剂8-12重量份、抗冲击剂10-20、增塑剂10-20重量份、润滑剂1-2重量份、阻燃剂3-6重量份。根据本专利技术的一个实施例，螺旋碳纤维先经过表面处理之后原位聚合上聚氯乙烯。具体通过以下方法制备：步骤1螺旋碳纤维的表面处理：采用氧化法或非氧化法对螺旋碳纤维的表面进行预处理，使其表面官能团增多，表面活性增强。步骤2螺旋碳纤维分离：将步骤1中处理后的螺旋碳纤维加入水中，超声振荡，使螺旋碳纤维彼此分离，处理后放入清水中快速冷却干燥。步骤3原位聚合：采用两段本体聚合法将氯乙烯单体原位聚合在步骤2中获得的螺旋碳纤维上。根据本专利技术的一个实施例，增塑剂包括甘油酯、异山梨醇二酯、己二酸酯、聚己二酸酯、己二酸双酯、琥珀酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例，热稳定剂是钙锌热稳定剂。根据本专利技术的一个实施例，抗冲击剂包括BTA731。根据本专利技术的一个实施例，润滑剂包括羟乙基双脂肪酰胺、亚乙基双油酰胺中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例，阻燃剂为三氧化二锑。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于制备上述改性抗冲击硬质PVC材料的方法，该方法包括下列步骤：按配比称取PVC树脂粉、螺旋碳纤维、热稳定剂、增塑剂、抗冲击剂、润滑剂和阻燃剂；将上述所有物质加入高速混合机上混合，进行分段混合；然后经过采用双螺杆挤出机将共混料进行挤出造粒，冷却干燥，最后将干燥后的母料粒，进行板材挤出成型。根据本专利技术的一个实施例，分段混合包括下列步骤：在温度为90-120℃，转速为1000-1200r/min下进行高速混合10-30min；然后在温度为40-60℃转速400-600r/min下进行低速混合20-40min；最后再升温至100-120℃，在转速1100-1200r/min下进行二次高速热共混10-20min，在降温速率3-5℃/min，转速500-600r/min下，低速共混至温度降至常温。本专利技术所公开的改性抗冲击硬质PVC材料和方法可以获得以下多种有益效果：(1)利用螺旋碳纤维，在螺旋碳纤维的螺旋间隔内原位聚合聚氯乙烯，使得聚氯乙烯和螺旋碳纤维相互缠绕，提高了两者的结合作用，增强了PVC材料的抗拉强度；(2)螺旋碳纤维的螺旋形态能够进一步改善材料的韧性。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1采用原位聚合法制备螺旋碳纤维和聚氯乙烯复合材料。步骤1螺旋碳纤维的表面处理：采用氧化法对螺旋碳纤维的表面进行预处理，使其表面官能团增多，表面活性增强。步骤2螺旋碳纤维分离：将步骤1中处理后的螺旋碳纤维加入水中，超声1小时，使螺旋碳纤维彼此分离，处理后放入清水中快速冷冻干燥。步骤3原位聚合：将步骤2中获得的螺旋碳纤维、氯乙烯单体、高效引发剂按照重量比为100：100：0.05加入第一聚合釜中，强烈搅拌，在70℃左右预聚合，控制转化率在8％左右；将上述反应后的物质输入另一聚合釜中，加入单体和低效引发剂，单体与低效引发剂的比例约为100：0.3，控制温度在60℃左右，低速搅拌，控制反应转化至70％左右停止。取出，用蒸馏水反复冲洗干净，烘干备用。为了便于复合材料与PVC树脂的后续均匀混合，控制复合材料中聚氯乙烯的聚合程度，使其转化率在70％左右。实施例2首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉90重量份、螺旋碳纤维10重量份、钙锌热稳定剂8重量份、异山梨醇二酯10重量份、BTA73110重量份、羟乙基双脂肪酰胺1重量份和三氧化二锑3重量份。将上述所有物质加入高速混合机上混合，具体混合方式为：在温度为90℃，转速为1200r/min下进行高速混合10min；然后在温度为40℃转速600r/min下进行低速混合20min；最后再升温至100℃，在转速1200r/min下进行二次高速热共混10min，在降温速率3℃/min，转速600r/min下，低速共混至温度降至常温。然后经过采用双螺杆挤出机将共混料进行挤出造粒，冷却干燥，最后将干燥后的母料粒，进行板材挤出成型。实施例3首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉95重量份、螺旋碳纤维13重量份、钙锌热稳定剂10重量份、癸二酸酯12重量份、BTA73113重量份、羟乙基双脂肪酰胺1.2重量份和三氧化二锑4重量份。将上述所有物质加入高速混合机上混合，具体混合方式为：在温度为100℃，转速为1150r/min下进行高速混合15min；然后在温度为45℃转速580r/min下进行低速混合25min；最后再升温至105℃，在转速1150r/min下进行二次高速热共混15min，在降温速率3℃/min，转速570r/min下，低速共混至温度降至常温。然后经过采用双螺杆挤出机将共混料进行挤出造粒，冷却干燥，最后将干燥后的母料粒，进行板材挤出成型。实施例4首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉100重量份、螺旋碳纤维18重量份、钙锌热稳定剂11重量份、癸二酸酯16重量份、BTA73117重量份、亚乙基双油酰胺1.5重量份和三氧化二锑5重量份。将上述所有物质加入高速混合机上混合，具体混合方式为：在温度为110℃，转速为1100r/min下进行高速混合20min；然后在温度为50℃转速500r/min下进行低速混合35min；最后再升温至110℃，在转速1120r/min下进行二次高速热共混18min，在降温速率4℃/min，转速550r/min下，低速共混至温度降至常温。然后经过采用双螺杆挤出机将共混料进行挤出造粒，冷却干燥，最后将干燥后的母料粒，进行板材挤出成型。实施例5首先按以下配比分别称取：PVC树脂粉110重量份、螺旋碳纤维20重量份、钙锌热稳定剂12重量份、癸二酸酯20重量份、BTA73120重量份、羟乙基双脂肪酰胺2重量份和三氧化二锑6重量份。将上述所有物质加入高速混合机上混合，具体混合方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述材料包括以下组分：PVC树脂粉、螺旋碳纤维、热稳定剂、增塑剂、抗冲击剂、润滑剂和阻燃剂。

【技术特征摘要】
1.一种改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述材料包括以下组分：PVC树脂粉、螺旋碳纤维、热稳定剂、增塑剂、抗冲击剂、润滑剂和阻燃剂。2.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，各组分的配比为：PVC树脂粉90-110重量份、螺旋碳纤维10-20重量份、热稳定剂8-12重量份、抗冲击剂10-20、增塑剂10-20重量份、润滑剂1-2重量份、阻燃剂3-6重量份。3.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述螺旋碳纤维先经过表面处理之后原位聚合上聚氯乙烯。4.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述增塑剂包括甘油酯、异山梨醇二酯、己二酸酯、聚己二酸酯，己二酸双酯、琥珀酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述热稳定剂是钙锌热稳定剂。6.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，所述抗冲击剂包括BTA731。7.根据权利要求1所述的改性抗冲击硬质PVC材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建良，朱伟，曹丽秋，
申请(专利权)人：苏州爱得华塑化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32