一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料及其制备方法，属于有机高分子材料领域，按重量份数计，包括聚氯乙烯树脂100份、增塑剂10

【技术实现步骤摘要】
一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机高分子材料领域，具体涉及一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料及其制备方法。
[0002]
技术介绍

[0003]聚氯乙烯(PVC) 原材料来源广泛, 制品成本低、质量轻、施工和维护保养方便, 是位居第二的通用塑料。但因其分子中含有数量极多的极性基团使得其分子之间的作用力极强，导致其可加工性较低，造成PVC成品坚硬、脆性大、柔韧性和弹性较差。通过加入增塑剂可以使PVC制品的弹性及柔韧性得到很大提高, 对其低温脆性也有一定程度改善，柔性聚氯乙烯材料具有高的弹性和冲击强度，比硬质PVC更容易加工，但仍存在以下问题：为获得良好的柔性，通常需要加入大量的增塑剂，而加入的增塑剂在使用过程中受热会发生迁移和蒸发；与溶剂和矿物油接触时增塑剂也会被萃取出来，结果造成材料过早变硬和遇低温开裂，而随着增塑剂的迁移，不仅容易造成环境污染，柔性聚氯乙烯的性能也会随之变化，难以维持良好的柔性和伸长率，使得现有的柔性聚氯乙烯材料高温易老化、低温则发硬发脆，使用温度范围较窄，制约了其在性能要求较高领域的发展。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，按重量份数计，包括聚氯乙烯树脂100份、增塑剂10
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30份、改性剂10
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40份和助剂5
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50份；其中，所述增塑剂包括偏二氟乙烯
‑
三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物，所述改性剂为改性的马来酸酐接枝聚氯乙烯。
[0006]优选的，所述聚氯乙烯树脂的平均聚合度为900
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1500。
[0007]优选的，所述偏二氟乙烯
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三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物的制备方法包括以下步骤：（1）分别称取聚偏二氟乙烯
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氟氯乙烯和引发剂加入到干燥的四氢呋喃溶剂中，充分搅拌溶解后通氮除氧，在保护气氛下搅拌升温至60
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70℃，加入三丁基氢化锡并保温搅拌反应6
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12h，反应完成后加入甲醇稀释，蒸去溶剂后以正己烷洗涤，再次以四氢呋喃溶剂溶解后加入氟化钾溶液洗涤，浓缩后再次加入甲醇稀释至不再有沉淀产生，分离沉淀并以无水甲醇洗涤，干燥制得；其中，所述聚偏二氟乙烯
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氟氯乙烯与所述引发剂、所述三丁基氢化锡的摩尔比例为100:（10
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24）：（2.5
‑
5）。
[0008]优选的，所述偏二氟乙烯
‑
三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物的制备方法还包括以下步骤：
（2）称取步骤（1）制得的产物并溶解在N,N
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二甲基甲酰胺中，充分搅拌溶解后加入三乙胺，在保护气氛下升温至50
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60℃并保温搅拌反应4
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10h，反应完成后加入加入甲醇或乙醇的水溶液稀释，分离沉淀并以N,N
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二甲基甲酰胺溶解，再次加入甲醇或乙醇的水溶液稀释至不再有沉淀产生，分离沉淀并以甲醇或乙醇的水溶液洗涤，真空干燥制得；其中，所述步骤（1）制得的产物与所述三乙胺的质量比例为1:（1
‑
2）。
[0009]优选的，所述改性的马来酸酐接枝聚氯乙烯的制备方法包括以下步骤：S1、称取聚氯乙烯树脂并加入到2
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4mol/L的氢氧化钠溶液中，升温至80
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90℃并搅拌回流1
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2h，分离所述聚氯乙烯树脂并以去离子水洗涤至中性，干燥后制得前体产物；S2、将所述前体产物加入丙酮进行溶胀，依次加入马来酸酐溶液和过硫酸铵溶液，升温至80
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90℃并搅拌回流10
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60min，分离所述前体产物并以去离子水洗涤至中性，干燥制得中间产物；其中，所述前体产物与所述马来酸酐/所述过硫酸铵的质量比例为100:（5
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12）：（1
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4）；S3、将所述中间产物以N,N
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二甲基甲酰胺溶解，加入盐酸胱胺和三乙胺，在40
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50℃下保温搅拌反应1
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3h，反应完成后加入去离子水稀释，分离沉淀并以去离子水洗涤，在氮气流中干燥制得；其中，所述中间产物与所述盐酸胱胺和所述三乙胺的质量比例为10:（1
‑
2）：（1
‑
1.5）。
[0010]优选的，所述助剂包括填充剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂中的一种或多种。
[0011]优选的，所述填充剂为气相二氧化硅、纳米碳酸钙或纳米氢氧化镁。
[0012]优选的，所述稳定剂为钙锌稳定剂或铅钡稳定剂。
[0013]优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡油或硬脂酸。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种前述耐高低温的聚氯乙烯柔性材料的制备方法，具体是将所述聚氯乙烯树脂、所述增塑剂、所述改性剂和所述助剂按重量份数称取、投料、搅拌、捏合，挤出成型制得。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术以偏二氟乙烯
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三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物为增塑剂，在增塑的同时有效降低其迁移析出，同时提高聚氯乙烯基体的耐高低温性能，本专利技术还以马来酸酐接枝聚氯乙烯对基体材料进行改性处理，有效提高其在高低温下的柔性，具体的，本专利技术以聚偏二氟乙烯
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氟氯乙烯为原料，通过还原反应将其中少量氯氟乙烯基团转化为共价双键，显著增强了聚合物的极性
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非极性界面面积，降低了聚氯乙烯基体内的分子间作用力，进而提高塑性作用，且线性聚合物间的交联缠绕减少了增塑剂的迁移，同时提高聚氯乙烯基体的耐高低温性能，高温条件下的性能稳定，低温条件下的柔韧性良好，扩大了聚氯乙烯柔性材料的应用领域，进一步的，本专利技术在所述三元聚合物的基础上，再次通过脱氯化氢反应将所述三元聚合物中的氯氟乙烯部分转化为氟代乙炔单体进而引入小体积的随机缺陷，使得聚合产物的链间距减小，进一步降低了聚氯乙烯基体内的分子间作用力，更进一步的，本专利技术通过还通过在链间引入二硫键基团进一步提高其高低温条件下的柔性，具体的，本专利技术先对聚氯乙烯进行脱氯化氢处理，利用双键间的引发反应引入马来酸酐，再利用酸酐基团的氨基反应活性，通过胱胺引入链间二硫键，进一步提高聚氯乙烯材料的柔性。
[0016]具体实施方式
[0017]结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。
[0018]实施例1一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，按重量份数计，包括聚氯乙烯树脂（平均聚合度1423，分子量8.9万）100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂9份、偏二氟乙烯
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三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物15份，改性的马来酸酐接枝聚氯乙烯19份和填充剂6份、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，其特征在于，按重量份数计，包括聚氯乙烯树脂100份、增塑剂10
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30份、改性剂10
‑
40份和助剂5
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50份；其中，所述增塑剂包括偏二氟乙烯
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三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物，所述改性剂为改性的马来酸酐接枝聚氯乙烯。2.根据权利要求1所述的一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂的平均聚合度为900
‑
1500。3.根据权利要求1所述的一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，其特征在于，所述偏二氟乙烯
‑
三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物的制备方法包括以下步骤：（1）分别称取聚偏二氟乙烯
‑
氟氯乙烯和引发剂加入到干燥的四氢呋喃溶剂中，充分搅拌溶解后通氮除氧，在保护气氛下搅拌升温至60
‑
70℃，加入三丁基氢化锡并保温搅拌反应6
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12h，反应完成后加入甲醇稀释，蒸去溶剂后以正己烷洗涤，再次以四氢呋喃溶剂溶解后加入氟化钾溶液洗涤，浓缩后再次加入甲醇稀释至不再有沉淀产生，分离沉淀并以无水甲醇洗涤，干燥制得；其中，所述聚偏二氟乙烯
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氟氯乙烯与所述引发剂、所述三丁基氢化锡的摩尔比例为100:（10
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24）：（2.5
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5）。4.根据权利要求3所述的一种耐高低温的聚氯乙烯柔性材料，其特征在于，所述偏二氟乙烯
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三氟乙烯
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氯氟乙烯三元共聚物的制备方法还包括以下步骤：（2）称取步骤（1）制得的产物并溶解在N,N
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二甲基甲酰胺中，充分搅拌溶解后加入三乙胺，在保护气氛下升温至50
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60℃并保温搅拌反应4
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10h，反应完成后加入加入甲醇或乙醇的水溶液稀释，分离沉淀并以N,N
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二甲基甲酰胺溶解，再次加入甲醇或乙醇的水溶液稀释至不再有沉淀产生，分离沉淀并以甲醇或乙醇的水溶液洗涤，真空干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹启新，
申请(专利权)人：尹启新，
类型：发明
国别省市：