纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种冲击强度高、热性能优良、加工性能优异的纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法，其按重量单位计量含有ＰＶＣ树脂１００份，热稳定剂４．０～１０份，润滑剂０．５～５份，纳米二氧化硅０．５～２０份；本发明专利技术通过纳米二氧化硅对聚氯乙烯的改性作用，有效地克服了纯聚氯乙烯材料冲击韧性和热稳定性差的特点，显著提高了材料的缺口冲击强度、热稳定性和塑化加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氯乙烯改性
，尤其涉及一种纳米二氧化硅聚氯乙烯复合材料的制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是主要通用塑料之一，具有阻燃、绝缘、耐化学腐蚀等优良特点，在建筑、轻工、农用、包装、日用等领域有着广泛的应用。但是聚氯乙烯也具有抗冲击性能差、热稳定性差等缺陷，在一定程度上限制了聚氯乙烯的应用范围。传统的聚氯乙烯增韧方法是在基体中添加CPE、 ACR、MBS等橡胶弹性体，橡胶弹性体的加入使材料的韧性大幅度提高，但同时使材料的刚度、强度、热变形温度大幅降低，并使材料的成本加大。 近些年随着纳米技术的迅速发展，利用无机纳米颗粒对高分子材料进行改性受到越来越多的关注，研究成果表明无机纳米颗粒可以显著改善材料的韧性、强度、热稳定性等性能，为高分子材料高性能化提供了一条有效的途径。但是无机纳米颗粒表面能高且与高分子材料相容性差，在使用过程中极易团聚，难以达到理想的分散状态，从而很难使材料的性能达到理想的状态。改善纳米颗粒的表面状态、改善纳米颗粒与高分子材料基体间的相容性是解决这一问题的有效途径。 二氧化硅是世界上最先工业化生产的纳米粉体材料之一，利用纳米二氧化硅改性 高分子材料的研究近些年已有大量的报导。但是普通的纳米二氧化硅因为很难在高分子材 料中纳米级分散，并不能使复合材料的性能达到理想的状态。原位表面修饰技术和其他表 面改性技术生产的纳米二氧化硅粉体材料，颗粒表面经过有机基团改性，大大改善了纳米 颗粒的表面状态，提高了纳米颗粒与高分子材料之间的相容性，在聚合物材料中有着广泛 的应用，并取得了良好的效果。该纳米二氧化硅可以在聚氯乙烯中良好分散，可以充分发挥 其纳米特性，有利于提高材料的力学性能、改善材料的热稳定性及塑化加工性能，同时对材 料的刚度等其他性能不会造成负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服纯聚氯乙烯材料的缺陷，提供一种抗冲击强度高、热稳定性 好、塑化加工性能优异的。本专利技术的目的 可以通过以下措施来实现 —种，按重量单位计量含有PVC 树脂100份，热稳定剂4-10份，润滑剂0. 5-5份，纳米二氧化硅0. 5-20份。在上述材料的 基础上，材料经过熔融混炼成型，其过程为 (1)将PVC树脂、热稳定剂、润滑剂、以及纳米二氧化硅加入到高速混合机中， 80-120。C下高速混合均匀； (2)将上述混合料放出，冷却至45°C以下； (3)将上述冷却料，在双辊炼塑机上混炼均匀，炼塑机温度为150 200°C ; (4)将上述混炼后的物料趁热转移入经预热的模具中，在硫化机上预热充分，然后加压恒温，硫化机温度为160-20(TC，设置压强为10-25MPa ; (5)将上述经过热压的物料取出，转移入冷压机上，冷却至室温； (6)冷却后的材料经切割成型即为成品。 所述热稳定剂为三盐类热稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡类稳定剂中的一种或二种 的复合物，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的一种或二种 的复合物。 所述纳米二氧化硅为原位表面修饰技术或其他表面改性技术生产的表面被有机物质修饰的纳米二氧化硅，或经过各种表面改性技术处理，表面被有机物质修饰的其他方法生产的纳米二氧化硅，或上述纳米二氧化硅的两种或两种以上的复合物。优先选用与聚氯乙烯具有良好相容性的表面以化学键结合有机化合物的纳米二氧化硅。 所述热稳定剂的作用是防止和抑制PVC树脂在熔融加工过程中的热降解，同时也可以在制品的有效使用期内减缓降解，延长使用寿命。 所述润滑剂的作用是在熔融加工过程中改善PVC树脂颗粒之间以及树脂颗粒与 所接触的加工设备部件间的粘结，促进熔体流动速率，提高加工效率。 所述二氧化硅的作用是对PVC树脂进行改性，提高产品的抗冲击性能、热稳定性 以及塑化加工性能。 本专利技术通过纳米二氧化硅对聚氯乙烯进行改性，改性后的纳米二氧化硅/聚氯乙 烯复合材料具有高的冲击强度，良好的热稳定性和突出塑化加工性能。具体实施方式 实施例1 : (1)将PVC树脂200g (SG-7型)、热稳定剂12g、润滑剂0. 6g、纳米二氧化硅 8g (RNS-D型颗粒表面被含双键有机碳链修饰)加入经预热的高速混合机中，3000r/min高 速混合8-28min。 (2)放料后冷却至室温，在双辊炼塑机上混炼，混炼机辊温为150 200 °C ，混炼 5-20min后取下，放入预先预热至160 20(TC的热压模具中。 (3)将模具放入硫化机，稍微加压预热3-10min，然后加压至10_25MPa热压 5-15min。 (4)最后取出物料放入冷压机，5MPa压力下冷水冷却至室温。取出既得纳米二氧 化硅/聚氯乙烯复合材料，切割成型为所需样品。 经检测成型的纳米二氧化硅/聚氯乙烯复合材料的缺口冲击强度为17. lkj/m、拉 伸强度为48. 7MPa，熔融因数为167. 83。 实施例2 : (1)将PVC树脂200g (SG-7型)、热稳定剂12g、润滑剂0. 6g、纳米二氧化硅 4g (DNS-3型颗粒表面经过惰性有机碳链修饰)加入经预热的高速混合机中，3000r/min高 速混合8-28min。 (2)放料后冷却至室温，在双辊炼塑机上混炼，混炼机辊温为150 200°C ，混炼 5-20min后取下，放入预先预热至160-200°C的热压模具中。 (3)将模具放入硫化机，稍微加压预热3-10min，然后加压至10_25MPa热压 5-15min。 (4)最后取出物料放入冷压机，5MPa压力下冷水冷却至室温。取出既得纳米二氧 化硅/聚氯乙烯复合材料，切割成型为所需样品。 经检测成型后的纳米二氧化硅/聚氯乙烯复合材料的缺口冲击强度为18. 2kJ/m2， 拉伸强度为50. 9MPa，熔融因数为50. 73。 实施例3: (1)将PVC树脂200g (SG-7型)、热稳定剂12g、润滑剂0. 6g、纳米二氧化硅 6g (DNS-2型颗粒表面被六甲基硅修饰)加入经预热的高速混合机中，3000r/min高速混合 8-28min。 (2)放料后冷却至室温，在双辊炼塑机上混炼，混炼机辊温为150 200 °C ，混炼 5-20min后取下，放入预先预热至160-200°C的热压模具中。 (3)将模具放入硫化机，稍微加压预热3-10min，然后加压至10_25MPa热压 5-15min。 (4)最后取出物料放入冷压机，5MPa压力下冷水冷却至室温。取出既得纳米二氧 化硅/聚氯乙烯复合材料，切割成型为所需样品。 经检测成型后的纳米二氧化硅/聚氯乙烯复合材料的缺口冲击强度为23. 6kJ/m2， 拉伸强度为50. 2MPa，熔融因数为90. 62。 对比例1 (1)将PVC树脂200g (SG-7型)、稳定剂12g、润滑剂0. 6g加入经预热的高速混合 机中，3000r/min高速混合8-28min。 (2)放料后冷却至室温，在双辊炼塑机上混炼，混炼机辊温为150 200 °C ，混炼 5-20min后取下，放入预先预热至160-200°C的热压模具中。 (3)将模具放入硫化机，稍微加压预热3-10min，然后加压至10_25MPa热压 5-15min。 (4)最后取出物料放入冷压机，5MPa压力下冷水冷却至室温。取出物料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：按重量单位计量含有ＰＶＣ树脂１００份，热稳定剂４－１０份，润滑剂０．５－５份，纳米二氧化硅０．５－２０份，经过熔融混炼成型，其特征在于包括以下步骤：　　（１）将ＰＶＣ树脂、热稳定剂、润滑剂、以及纳米二氧化硅加入到高速混合机中，８０－１２０℃下高速混合均匀；　　（２）将上述混合料放出，冷却至４５℃以下；　　（３）将上述冷却料，在双辊炼塑机上混炼均匀，炼塑机温度为１５０～２００℃；　　（４）将上述混炼后的物料趁热转移入经预热的模具中，在硫化机上预热充分，然后加压恒温，硫化机温度为１６０～２００℃，设置压强为１０～２５ＭＰａ；　　（５）将上述经过热压的物料取出，转移入冷压机上，冷却至室温；　　（６）冷却后的材料经切割成型即为成品。

【技术特征摘要】
一种纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于按重量单位计量含有PVC树脂100份，热稳定剂4-10份，润滑剂0.5-5份，纳米二氧化硅0.5-20份，经过熔融混炼成型，其特征在于包括以下步骤(1)将PVC树脂、热稳定剂、润滑剂、以及纳米二氧化硅加入到高速混合机中，80-120℃下高速混合均匀；(2)将上述混合料放出，冷却至45℃以下；(3)将上述冷却料，在双辊炼塑机上混炼均匀，炼塑机温度为150～200℃；(4)将上述混炼后的物料趁热转移入经预热的模具中，在硫化机上预热充分，然后加压恒温，硫化机温度为160～200℃，设置压强为10～25MPa；(5)将上述经过热压的物料取出，转移入冷压机上，冷却至室温；(6)冷却后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田爱娟，李小红，束华东，王志东，李庆华，候克伟，张治军，
申请(专利权)人：天津渤天化工有限责任公司，河南大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]