一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法，包括以下步骤：将功能聚氯乙烯母粒、填料放入球磨机中球磨处理，过筛得到混合粉末；将混合粉末和稳定剂置于密炼机中密炼，得到混合物A；将混合物A送入双螺杆挤出机中，挤出造粒；注塑成型，得到聚氯乙烯复合材料。本发明专利技术的聚氯乙烯复合材料具有优良的力学强度、抗冲击性能与耐磨性能。冲击性能与耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料
，具体涉及一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯属于通用塑料，具有良好的机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能与耐候性能等，在建筑材料、工业制品、人造革、管材、电线电缆、包装膜、密封材料等方面应用广泛。但是聚氯乙烯硬制品也存在抗冲击性较差、易脆裂等问题，在一定程度上限制了其应用。
[0003]中国专利CN101948596A公开了一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法，包括以下重量份原料组成：聚氯乙烯80～145份、热塑性聚氨酯弹性体橡胶20～35份，本专利技术的聚氯乙烯复合材料通过热塑性聚氨酯弹性体橡胶对其改性，使材料的强度、刚度兼顾，具有良好的耐温性能；中国专利CN103275421A公开了一种增韧的聚氯乙烯复合材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂、稳定剂、填料、增塑剂、增韧剂、大豆油、润滑剂、黑色糊，本专利技术的聚氯乙烯复合材料具有良好的力学性能与耐热性能，但是复合材料的耐磨性能较差，其韧性也有待改进。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种聚氯乙烯复合材料及其制备方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]功能聚氯乙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1：按照质量份计，将80～90份聚氯乙烯母粒、5～10份甲基丙烯酸甲酯、0.3～2份引发剂、7～10份乳化剂、20～30份胶结液、1～3份纳米金刚石和50～80份水加入反应釜中，110～120℃反应3～6h，冷却至室温，得到混合物Ⅰ；
[0008]S2：按照质量份计，将100～120份混合物Ⅰ在50～60℃、200～300rpm转速下搅拌，按照0.3～0.5mL/10s的滴加速度加入1～3mol/L的稀盐酸调节pH为2.3～3.3，继续反应2～3h，过滤，水洗至中性，挤出造粒、得到功能聚氯乙烯母粒。
[0009]本专利技术首先在聚氯乙烯上接枝甲基丙烯酸甲酯，提高聚氯乙烯塑料的韧性和相容性。接枝后的聚氯乙烯和胶结液、纳米金刚石反应，纳米金刚石具有较高的表面活性，能够与胶结液充分接触，同时提高了聚氯乙烯母粒与胶结液的相容性，向胶结液中滴加盐酸调节pH后，胶结液中的硅酸根离子与氢离子反应生成胶结物，胶结物粒度的磨圆度、分选性良好，使其均匀穿插在聚氯乙烯塑料的结构中，可以提高塑料制品的刚性、硬度和耐磨性，提高塑料制品的强度和几何稳定性，此外，由于胶结物中均匀分布的纳米金刚石使得胶结物与聚氯乙烯塑料相容性及稳定性增强，同时具有高硬度，能够有效改善聚氯乙烯母粒的强度、韧性和耐磨性。
[0010]优选的，所述功能聚氯乙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1：按照质量份计，将80～90份聚氯乙烯母粒、5～10份甲基丙烯酸甲酯、0.3～2份引发剂、7～10份乳化剂、20～30份胶结液、5～7份耐磨增强剂、1～3份纳米金刚石和50～80份水加入反应釜中，110～120℃反应2～3h，冷却至室温，得到混合物Ⅰ；
[0012]S2：按照质量份计，将100～120份混合物Ⅰ在50～60℃、200～300rpm转速下搅拌，按照0.3～0.5mL/10s的滴加速度加入1～3mol/L的稀盐酸调节pH为2.3～3.3，继续反应3～6h，过滤，水洗至中性，挤出造粒，即得到功能聚氯乙烯母粒。
[0013]进一步，本专利技术在功能聚氯乙烯母粒的制备中还添加了耐磨增强剂，该耐磨增强剂由剑麻纤维和辉绿岩纤维组成。其中剑麻纤维有不同程度的缝隙和孔洞，中心有细长的空腔，空腔与表面的缝隙和孔洞相连，比表面积大，剑麻纤维和聚氯乙烯塑料基体交联，从而增加聚氯乙烯塑料的耐磨性；而辉绿岩纤维具有刚度强、抗拉性能与分散性好的优点，其在胶结液胶结过程中交织成网状，提高聚氯乙烯塑料内部的交联度，从而增加聚氯乙烯塑料的耐磨性和机械性；同时在引发剂的作用下，剑麻纤维还可以接枝到辉绿岩纤维表面，形成多维交联网络结构，协同作用，进一步加强耐磨增强剂与聚氯乙烯塑料的界面相容性和交联程度，提高增强聚氯乙烯塑料的耐磨性能。
[0014]所述耐磨增强剂由辉绿岩纤维和剑麻纤维按照质量比1:(3～5)组成。
[0015]所述引发剂为过硫酸钾、过氧化氢二异丙苯
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硫酸亚铁复合物中的一种。
[0016]所述乳化剂为油酸、硬脂酸钾、歧化松香酸钾、十二烷基磺酸钠中的至少一种。
[0017]所述胶结液的制备过程，包括以下步骤：将石英砂岩粉末按照料液比1g：(15～20)mL加入1～3mol/L的氢氧化钠水溶液中，在30～40℃、200～300rpm转速下搅拌3～4h，过滤、收集滤液，得到胶结液。
[0018]优选的，所述耐磨增强剂由辉绿岩纤维和改性剑麻纤维按照质量比1:(3～5)组成；所述改性剑麻纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0019]T1：按照质量份计，将8～10份剑麻纤维加入50～60份1～3mol/L的氢氧化钠水溶液中，在30～40℃、200～300rpm的转速下搅拌1～2h后，将剑麻纤维捞出、用水冲洗至中性，晾干，得到预处理的剑麻纤维；
[0020]T2：按照质量份计，将7～9份预处理的剑麻纤维、0.5～1份高锰酸钾加入20～25份水中，在40～50℃、200～300W、20～25kHz的超声条件下反应30～35min，将剑麻纤维捞出、用水冲洗至中性，在
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18℃下冷冻干燥8～10h，粉碎过400～500目筛，将粉碎后的剑麻纤维通过低温等离子体处理，所述低温等离子体内填充气体为氦气、放电频率为10～20kHz、放电时间为5～8s、放电功率为330W～360W，得到改性剑麻纤维。
[0021]此外，本专利技术对剑麻纤维进行了改性处理，通过碱液刻蚀、高锰酸钾氧化处理，提高了纤维的表面电性能，增加了表面活性基团，使剑麻纤维与接枝后的聚氯乙烯更好的结合，而采用低温等离子体处理使纤维表面形成独特的微型凹凸锯齿状结构，进一步增加改性剑麻纤维和聚氯乙烯塑料的接触面积，相容性更好，提高其交联程度，从而增加聚氯乙烯塑料的耐磨性和韧性。
[0022]一种聚氯乙烯复合材料，包括上述功能聚氯乙烯母粒。
[0023]一种聚氯乙烯复合材料，包括以下原料：功能聚氯乙烯母粒、填料、稳定剂。
[0024]一种聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)按照质量份计，将80～90份上述功能聚氯乙烯母粒、18～25份填料放入球磨机
中，以200～300rpm的转速球磨1～2h，过550～600目筛得到混合粉末；
[0026](2)按照质量份计，将90～100份混合粉末和7～12份稳定剂置于密炼机中，在130～140℃、40～50rpm转速下密炼5～8min，得到混合物A；
[0027](3)将混合物A送入加工温度为220～240℃、主机转速为330～360rpm的双螺杆挤出机中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.功能聚氯乙烯母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将聚氯乙烯母粒、甲基丙烯酸甲酯、引发剂、乳化剂、胶结液、耐磨增强剂、纳米金刚石和水加入反应釜中反应，得到混合物Ⅰ；所述耐磨增强剂为辉绿岩纤维和改性剑麻纤维的混合物；S2：向混合物Ⅰ中滴加稀盐酸调节pH至酸性，继续反应，结束后过滤，水洗至中性，挤出造粒，得到功能聚氯乙烯母粒。2.如权利要求1所述的功能聚氯乙烯母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按照质量份计，将80～90份聚氯乙烯母粒、5～10份甲基丙烯酸甲酯、0.3～2份引发剂、7～10份乳化剂、20～30份胶结液、5～7份耐磨增强剂、1～3份纳米金刚石和50～80份水加入反应釜中，110～120℃反应2～3h，冷却至室温，得到混合物Ⅰ；所述耐磨增强剂为辉绿岩纤维和改性剑麻纤维的混合物；S2：按照质量份计，将100～120份混合物Ⅰ在50～60℃、200～300rpm转速下搅拌，然后按照0.3～0.5mL/10s的滴加速度加入1～3mol/L的稀盐酸调节pH为2.3～3.3，继续反应3～6h，过滤，水洗至中性，挤出造粒，得到功能聚氯乙烯母粒。3.如权利要求1或2所述的功能聚氯乙烯母粒的制备方法，其特征在于，所述改性剑麻纤维的制备方法，包括以下步骤：T1：按照质量份计，将8～10份剑麻纤维加入50～60份1～3mol/L的氢氧化钠水溶液中，在30～40℃、200～300rpm的转速下搅拌1～2h后，将剑麻纤维捞出、用水冲洗至中性，晾干，得到预处理的剑麻纤维；T2：按照质量份计，将7～9份预处理的剑麻纤维、0.5～1份高锰酸钾加入20～25份水中，在40～50℃、200～300W、20～25kHz的超声条件下反应30～35min，将剑麻纤维捞出、用水冲洗至中性，在
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【专利技术属性】
技术研发人员：张光宝，张煜晗，
申请(专利权)人：浙江煜华车饰有限公司，
类型：发明
国别省市：