【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料，具体为一种耐热聚氯乙烯复合塑料及其制备方法。
技术介绍
1、聚氯乙烯具有机械强度高、耐化学腐蚀性好、价格低廉、电绝缘性好的优点，主要用于生产透明电缆线、软质玩具、医疗器械、食品包装膜、人造革制品等软制品和板材、门窗、管道和阀门等硬制品，已成为仅次于聚乙烯的第二大通用树脂。聚氯乙烯稳定性差与其分子结构中含有化学缺陷结构有关，在受热条件下易发生自催化脱氯化氢反应，形成共扼多烯链，进而发生断链、交联而变色、降解。在燃烧过程中，聚氯乙首先发生脱氯化氢反应，进而发生交联、环化、断链等一系列反应，继续燃烧生成一氧化碳、二氧化碳、炭烟尘，对环境和人身安全有很大危害。此外聚氯乙烯材料韧性较差，受到冲击力之后材料易发生破裂，这些都是需要改善的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耐热聚氯乙烯复合塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种耐热聚氯乙烯复合塑料，包括改性球状碳酸钙、新型酚醛环氧树脂、硫代水杨酸改性聚氯乙烯。
3、进一步的，所述改性球状碳酸钙由新型氨丙基硅烷对球状碳酸钙改性处理。
4、进一步的，所述新型氨丙基硅烷由4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇、氨气、氯丙基三氯硅烷反应制得。
5、进一步的，所述新型酚醛环氧树脂由苯酚、甲醛、环氧氯丙烷、对氯苯基甲基二甲氧基硅烷反应制得。
6、进一步的，一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，包括以下制备步骤
7、(1)将4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇预先混合，得混合液；将氯丙基三氯硅烷和混合液分别等速滴加到石油醚中，继续反应一段时间后，依次经过常压蒸馏、减压蒸馏，得到新型氯丙基硅烷；
8、(2)将饱和离子溶液、新型氯丙基硅烷、催化剂、吸收剂混合，加热反应后，减压蒸馏分离得到新型氨丙基硅烷，将球状碳酸钙和新型氨丙基硅烷添加于异丙醇中，搅拌，蒸馏、干燥得到改性球状碳酸钙；
9、(3)苯酚和甲醛混合后，加入酸性催化剂加热反应，得到酚醛预聚体，将过量环氧氯丙烷加入酚醛预聚体，加入碱性催化剂得到酚醛环氧树脂，加入含氯铂酸的四氢呋喃溶液，控制反应温度，滴加对氯苯基甲基二甲氧基硅烷，并持续搅拌，反应结束后，减压蒸馏得新型酚醛环氧树脂；
10、(4)将聚氯乙烯完全溶解在环己酮中，加入碳酸钾和硫代水杨酸，通氮气，加热反应，将反应物倒入到甲醇水溶液中，经过沉淀、过滤，干燥后得到白色块状固体，再将此固体用四氢呋喃进行溶解，调节ph值，倒入甲醇中沉析，过滤、干燥得到硫代水杨酸改性聚氯乙烯，将改性碳酸钙、新型酚醛环氧树脂和硫代水杨酸改性聚氯乙烯，熔融共混，挤出造粒，得耐热聚氯乙烯复合塑料。
11、进一步的，步骤(1)所述新型氯丙基硅烷的具体制备步骤为：将4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇按照质量比4.5:1～13.5:1混合，得混合液；将氯丙基三氯硅烷和混合液按照质量比1:1.2～1:2分别以10ml/h滴加到40℃～50℃的石油醚中，氯丙基三氯硅烷和石油醚的质量比为1:5，升温至60℃，反应4～5h，再于真空度400pa、63～64℃蒸馏2～3h，得到新型氯丙基硅烷。
12、进一步的，步骤(2)所述的改性球状碳酸钙的具体制备步骤为：将氨气通入离子液体中至饱和状态，得到饱和离子溶液，将新型氯丙基硅烷、饱和离子溶液、氯化铜、氧化锌按质量比1:0.45:0.05:0.2～1:0.85:0.075:0.3混合，40℃反应2～3h，真空度400pa、63～64℃蒸馏2～3h，得到新型氨丙基硅烷；将球状碳酸钙、新型氨丙基硅烷、异丙醇按质量比1:0.1:2～1:0.2:3混合，500rpm搅拌10min后，再于真空度800pa、温度40℃～45℃反应0.5～1h，在室温下存放22h～24h，80℃～90℃干燥22～24h得到改性球状碳酸钙。
13、进一步的，步骤(2)所述离子液体为[bmim]+[zn2cl5]-。
14、进一步的，步骤(3)所述新型酚醛环氧树脂的具体制备步骤为：将苯酚、甲醛、质量分数为36％-38％的盐酸按质量比1:0.15:0.08～1:0.19:0.1混合，60℃～90℃反应4～6h，得到酚醛预聚体，加入酚醛预聚体质量2～3倍的环氧氯丙烷，升温至40℃～45℃，以10ml/h滴加酚醛预聚体质量1.6～2.2倍的质量分数为30％的氢氧化钠溶液，反应4～6h得到酚醛环氧树脂；再加入酚醛环氧树脂质量0.1～0.2倍的含氯铂酸的四氢呋喃溶液，含氯铂酸的四氢呋喃溶液中氯铂酸和四氢呋喃的质量比为0.12:1～0.15:1，升温至40℃～50℃，在500rpm搅拌下，以10ml/h速度滴加酚醛环氧树脂质量0.2～0.4倍的对氯苯基甲基二甲氧基硅烷，反应6～8h后，真空度800pa、60℃～70℃下蒸馏2～3h，得新型酚醛环氧树脂。
15、进一步的，步骤(4)所述耐热聚氯乙烯复合塑料的具体制备步骤为：将聚氯乙烯溶解于聚氯乙烯质量8～10倍的环己酮中，搅拌溶解后，加入聚氯乙烯质量1.5～2倍的碳酸钾、聚氯乙烯质量2～2.5倍的硫代水杨酸，氮气保护下，60℃反应22h～24h后，倒入反应液体积10倍的甲醇水溶液，甲醇水溶液中甲醇、去离子水的质量比为1：1～2：1，过滤，80℃～90℃干燥24h得固体，再溶于固体质量10～12倍的四氢呋喃，搅拌溶解后，加入盐酸至溶液ph为4～5，倒入固体质量10倍的甲醇，过滤，80℃～90℃干燥24h得到硫代水杨酸改性聚氯乙烯；将质量份数5～10份改性球状碳酸钙、5～15份新型酚醛环氧树脂和70～90份硫代水杨酸改性聚氯乙烯混合，160℃～190℃下挤出造粒，得到耐热聚氯乙烯复合塑料。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
17、本专利技术利用新型氯丙基硅烷，对球状碳酸钙进行改性处理，制得改性球状碳酸钙，再与新型酚醛环氧树脂、硫代水杨酸改性聚氯乙烯共挤出制得塑料，从而实现阻燃、增韧的效果。
18、首先，本专利技术用4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇、氯丙基三氯硅烷反应生成新型氨丙基硅烷；甲醇的羟基和氯丙基三氯硅烷的硅氯基反应结合生成硅甲氧基，和新型酚醛环氧树脂含有相同三甲氧基硅官能团，能提高球状碳酸钙在新型酚醛树脂中的分散性，接着4-羟基丁基丙烯酸酯的羟基与氯丙基三氯硅烷中未反应的硅氯基反应生成硅氧键，并且在光热作用下，丙烯酸能聚合形成聚丙烯酸酯球状颗粒，再利用氨气氨化氯丙基得到氨丙基，并利用氨基接枝于对球状碳酸钙表面，形成类哑铃结构，同时球状碳酸钙与聚丙烯酸酯球状颗粒大小不一，小的聚丙烯酸酯球状颗粒主要对剪切变形起作用，大的球状碳酸钙颗粒能阻止裂纹的增长，二者协同作用，提高聚氯乙烯复合塑料的韧性。
19、其次，将苯酚与甲醛先进行缩聚反应得到酚醛树脂，再利用环氧氯丙烷的氯与酚醛树脂上的羟基进行缩聚反应，生成的环氧基能与聚氯乙烯链上的不稳定氯位发生接枝反应，形成醚键，从而阻止长链烯烃的形成，增加了分子链的热稳定性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，包括改性球状碳酸钙、新型酚醛环氧树脂、硫代水杨酸改性聚氯乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述改性球状碳酸钙由新型氨丙基硅烷对球状碳酸钙改性处理。
3.根据权利要求2所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述新型氨丙基硅烷由4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇、氨气、氯丙基三氯硅烷反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述新型酚醛环氧树脂由苯酚、甲醛、环氧氯丙烷、对氯苯基甲基二甲氧基硅烷反应制得。
5.一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
6.根据权利要求5所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述新型氯丙基硅烷的具体制备步骤为：将4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇按照质量比4.5:1～13.5:1混合，得混合液；将氯丙基三氯硅烷和混合液按照质量比1:1.2～1:2分别以10mL/h滴加到40℃～50℃的石油醚中，氯丙基三氯硅烷和石油醚的质量比为1:5，升温至60℃
7.根据权利要求5所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的改性球状碳酸钙的具体制备步骤为：将氨气通入离子液体中至饱和状态，得到饱和离子溶液，将新型氯丙基硅烷、饱和离子溶液、氯化铜、氧化锌按质量比1:0.45:0.05:0.2～1:0.85:0.075:0.3混合，40℃反应2～3h，真空度400Pa、63～64℃蒸馏2～3h，得到新型氨丙基硅烷；将球状碳酸钙、新型氨丙基硅烷、异丙醇按质量比1:0.1:2～1:0.2:3混合，500rpm搅拌10min后，再于真空度800Pa、温度40℃～45℃反应0.5～1h，在室温下存放22h～24h，80℃～90℃干燥22～24h得到改性球状碳酸钙。
8.根据权利要求7所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)所述离子液体为[Bmim]+[Zn2Cl5]-。
9.根据权利要求5所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述新型酚醛环氧树脂的具体制备步骤为：将苯酚、甲醛、质量分数为36％～38％的盐酸按质量比1:0.15:0.08～1:0.19:0.1混合，60℃～90℃反应4～6h，得到酚醛预聚体，加入酚醛预聚体质量2～3倍的环氧氯丙烷，升温至40℃～45℃，以10mL/h滴加酚醛预聚体质量1.6～2.2倍的质量分数为30％的氢氧化钠溶液，反应4～6h得到酚醛环氧树脂；再加入酚醛环氧树脂质量0.1～0.2倍的含氯铂酸的四氢呋喃溶液，含氯铂酸的四氢呋喃溶液中氯铂酸和四氢呋喃的质量比为0.12:1～0.15:1，升温至40℃～50℃，在500rpm搅拌下，以10mL/h速度滴加酚醛环氧树脂质量0.2～0.4倍的对氯苯基甲基二甲氧基硅烷，反应6～8h后，真空度800Pa、60℃～70℃下蒸馏2～3h，得新型酚醛环氧树脂。
10.根据权利要求5所述一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述耐热聚氯乙烯复合塑料的具体制备步骤为：将聚氯乙烯溶解于聚氯乙烯质量8～10倍的环己酮中，搅拌溶解后，加入聚氯乙烯质量1.5～2倍的碳酸钾、聚氯乙烯质量2～2.5倍的硫代水杨酸，氮气保护下，60℃反应22h～24h后，倒入反应液体积10倍的甲醇水溶液，甲醇水溶液中甲醇、去离子水的质量比为1：1～2：1，过滤，80℃～90℃干燥24h得固体，再溶于固体质量10～12倍的四氢呋喃，搅拌溶解后，加入盐酸至溶液pH为4～5，倒入固体质量10倍的甲醇，过滤，80℃～90℃干燥24h得到硫代水杨酸改性聚氯乙烯；将质量份数5～10份改性球状碳酸钙、5～15份新型酚醛环氧树脂和70～90份硫代水杨酸改性聚氯乙烯混合，160℃～190℃下挤出造粒，得到耐热聚氯乙烯复合塑料。
...【技术特征摘要】
1.一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，包括改性球状碳酸钙、新型酚醛环氧树脂、硫代水杨酸改性聚氯乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述改性球状碳酸钙由新型氨丙基硅烷对球状碳酸钙改性处理。
3.根据权利要求2所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述新型氨丙基硅烷由4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇、氨气、氯丙基三氯硅烷反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料，其特征在于，所述新型酚醛环氧树脂由苯酚、甲醛、环氧氯丙烷、对氯苯基甲基二甲氧基硅烷反应制得。
5.一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
6.根据权利要求5所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述新型氯丙基硅烷的具体制备步骤为：将4-羟基丁基丙烯酸酯、甲醇按照质量比4.5:1～13.5:1混合，得混合液；将氯丙基三氯硅烷和混合液按照质量比1:1.2～1:2分别以10ml/h滴加到40℃～50℃的石油醚中，氯丙基三氯硅烷和石油醚的质量比为1:5，升温至60℃，反应4～5h，再于真空度400pa、63～64℃蒸馏2～3h，得到新型氯丙基硅烷。
7.根据权利要求5所述的一种耐热聚氯乙烯复合塑料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的改性球状碳酸钙的具体制备步骤为：将氨气通入离子液体中至饱和状态，得到饱和离子溶液，将新型氯丙基硅烷、饱和离子溶液、氯化铜、氧化锌按质量比1:0.45:0.05:0.2～1:0.85:0.075:0.3混合，40℃反应2～3h，真空度400pa、63～64℃蒸馏2～3h，得到新型氨丙基硅烷；将球状碳酸钙、新型氨丙基硅烷、异丙醇按质量比1:0.1:2～1:0.2:3混合，500rpm搅拌10min后，再于真空度800pa、温度40℃～45℃反应0.5～1h，在室温下存放22h～24h，80℃～90℃干燥22～24h得到改性球状碳酸钙。...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。