本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種熱塑性彈性體，尤其涉及一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體及其制備方法。
背景技術(shù)：
：氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯經(jīng)氯化而制備的含氯高聚物，根據(jù)含氯量、殘余結(jié)晶度以及其它特性可分為樹脂型氯化聚乙烯和橡膠型氯化聚乙烯。氯化聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)與聚乙烯一樣，沒有穩(wěn)定性差的不飽和雙鍵，區(qū)別是帶有部分極性的氯原子基團(tuán)。氯原子的含量和分布與氯化的方法和工藝的條件有關(guān)，從而含氯量和結(jié)晶形態(tài)會(huì)表現(xiàn)的不同。從大分子結(jié)構(gòu)上，我們也可以把氯化聚乙烯橡膠看做氯乙烯、乙烯和1,2-二氯乙烯的三元共聚物，限制了結(jié)晶，結(jié)晶度低，這跟大部分共聚體呈現(xiàn)彈性的性質(zhì)是一樣的。氯原子的分布情況不同，會(huì)引起氯化聚乙烯的物理性能和加工性能的改變，這是極性的氯原子對(duì)聚乙烯結(jié)晶態(tài)的破壞程度的差異造成的結(jié)果。氯化聚乙烯具有的四大物理特性歸納如下：(1)結(jié)構(gòu)飽和，無不飽和雙鍵，分子穩(wěn)定，所以他有耐臭氧性、耐熱性和耐氣候老化性、耐化學(xué)藥品性及具有低溫物性和阻燃性等。(2)氯化聚乙烯由于氯含量的多少，可以區(qū)分為兩種狀態(tài)，氯含量少的，低于5％的，與高密度聚乙烯差不多，結(jié)晶態(tài)為主要部分，這是其還具有塑料的性能，當(dāng)氯含量在16～46％之間時(shí)，氯取代基嚴(yán)重破壞高密度聚乙烯的結(jié)晶狀態(tài)，非結(jié)晶態(tài)的比例大大增加，這時(shí)氯化聚乙烯就具有橡膠彈性的狀態(tài)。(3)氯化聚乙烯分子結(jié)構(gòu)中有極性基團(tuán)氯取代基，故同時(shí)有極性和非極性鏈段，所以它與非極性聚合物和極性聚合物都具有優(yōu)良的相容性，所以氯化聚乙烯大量應(yīng)用于改性劑行業(yè)，不僅可以作為塑料的增韌劑和橡膠的加工改性劑，還能作為不易相容的兩種聚合物的相容劑。(4)帶有極性基團(tuán)的氯化聚乙烯既具有塑料的加工相容性，還具有橡膠的非結(jié)晶的特點(diǎn)。所以不僅可填充多種無機(jī)填料如碳酸鈣、滑石粉、皂土、鈦白粉、磁粉等，而且填充量大，當(dāng)填充自身數(shù)倍質(zhì)量的填料時(shí)，氯化聚乙烯仍然可以成為連續(xù)相。目前，因氯化聚乙烯與許多橡膠具有很好的相容性，如：乙丙橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠、丁腈橡膠和聚氨酯等。氯化聚乙烯與其他橡膠共混后加工性能和物理機(jī)械性能優(yōu)良，制取的產(chǎn)品有膠管的外膠套、墊圈、電線、阻燃運(yùn)輸帶等。氯化聚乙烯經(jīng)過硫化后，機(jī)械性能提高后，可以替代氯丁橡膠、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯、氯醚橡膠和乙烯-丙烯酸酯橡膠等價(jià)格高的橡膠，應(yīng)用于汽車工業(yè)、電線電纜工業(yè)等應(yīng)用環(huán)境要求高的場所。但是目前現(xiàn)有技術(shù)中的氯化聚乙烯防水性能較差，且制成卷材后其致密性不好，使得外觀質(zhì)量很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。常見的外觀缺陷：防水卷材的致密性不好，表面出現(xiàn)氣泡；防水卷材的厚度不能保證均勻，易出現(xiàn)皺褶或明疤。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明解決的技術(shù)問題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，獲得一種致密性好、防水效果佳，且厚度均勻不易出現(xiàn)皺褶或明疤的彈性體，本發(fā)明提供了一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體及其制備方法。技術(shù)方案：一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：氯化聚乙烯18～39份、聚氯乙烯12～30份、熱塑性聚氨酯11～27份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯12～28份、氯化石蠟12～27份、高嶺土7～19份、碳酸鈣9～18份、氧化鎂8～14份、白炭黑6～13份、蒙脫土7～18份、滑石粉5～12份。優(yōu)選的，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：氯化聚乙烯31份、聚氯乙烯25份、熱塑性聚氨酯21份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯22份、氯化石蠟20份、高嶺土14份、碳酸鈣13份、氧化鎂11份、白炭黑9份、蒙脫土12份、滑石粉8份。一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將氯化聚乙烯和聚氯乙烯混勻，加入密煉機(jī)中，共混溫度為70～110℃，共混時(shí)間為6～18分鐘，共混結(jié)束后在60～95℃條件下放置7～12小時(shí)；加入穩(wěn)定劑和增塑劑在70～110℃條件下繼續(xù)共混5～12分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將高嶺土、碳酸鈣、氧化鎂、白炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為50～120目；置于電爐中，在120～150℃條件下加熱1～3.5小時(shí)；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，65～112℃混煉6～14分鐘，結(jié)束后在64～98℃條件下放置6～12小時(shí)；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在75～108℃條件下放置6～14小時(shí)；(5)第二次改性共混：將熱塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蠟加入經(jīng)第一次硫化后的材料中，70～95℃混煉4～10分鐘；(6)第二次硫化：向經(jīng)步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在65～105℃條件下放置6～15小時(shí)；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產(chǎn)物置于開煉機(jī)中，在90～110℃條件下將母料煉制透明，即可制得。優(yōu)選的，步驟(1)基體制備：將氯化聚乙烯和聚氯乙烯混勻，加入密煉機(jī)中，共混溫度為98℃，共混時(shí)間為13分鐘，共混結(jié)束后在87℃條件下放置8小時(shí)；加入穩(wěn)定劑和增塑劑在103℃條件下繼續(xù)共混9分鐘，即得基體。優(yōu)選的，步驟(2)改性劑制備：將高嶺土、碳酸鈣、氧化鎂、白炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為100目；置于電爐中，在135℃條件下加熱2.5小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，102℃混煉11分鐘，結(jié)束后在90℃條件下放置8小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在96℃條件下放置11小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(5)第二次改性共混：將熱塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蠟加入經(jīng)第一次硫化后的材料中，86℃混煉8分鐘。優(yōu)選的，步驟(6)第二次硫化：向經(jīng)步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在88℃條件下放置12小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(7)彈性體制備：將步驟(6)的產(chǎn)物置于開煉機(jī)中，在102℃條件下將母料煉制透明，即可制得。有益效果：(1)本發(fā)明所述基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體致密性好、防水效果佳，且厚度均勻不易出現(xiàn)皺褶或明疤；(2)所述彈性體用于鐵路交通用電纜中時(shí)具有良好的耐老化性，耐化學(xué)藥品性、阻燃性、抗拉伸強(qiáng)度、耐老化性和耐臭氧性。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：氯化聚乙烯18份、聚氯乙烯12份、熱塑性聚氨酯11份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯12份、氯化石蠟12份、高嶺土7份、碳酸鈣9份、氧化鎂8份、白炭黑6份、蒙脫土7份、滑石粉5份。一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將氯化聚乙烯和聚氯乙烯混勻，加入密煉機(jī)中，共混溫度為70℃，共混時(shí)間為6分鐘，共混結(jié)束后在60℃條件下放置7小時(shí)；加入穩(wěn)定劑和增塑劑在70℃條件下繼續(xù)共混5分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將高嶺土、碳酸鈣、氧化鎂、白炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為50目；置于電爐中，在120℃條件下加熱1小時(shí)；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，65℃混煉6分鐘，結(jié)束后在64℃條件下放置6小時(shí)；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在75℃條件下放置6小時(shí)；(5)第二次改性共混：將熱塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蠟加入經(jīng)第一次硫化后的材料中，70℃混煉4分鐘；(6)第二次硫化：向經(jīng)步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在65℃條件下放置6小時(shí)；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產(chǎn)物置于開煉機(jī)中，在90℃條件下將母料煉制透明，即可制得。實(shí)施例2一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：氯化聚乙烯31份、聚氯乙烯25份、熱塑性聚氨酯21份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯22份、氯化石蠟20份、高嶺土14份、碳酸鈣13份、氧化鎂11份、白炭黑9份、蒙脫土12份、滑石粉8份。一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將氯化聚乙烯和聚氯乙烯混勻，加入密煉機(jī)中，共混溫度為98℃，共混時(shí)間為13分鐘，共混結(jié)束后在87℃條件下放置8小時(shí)；加入穩(wěn)定劑和增塑劑在103℃條件下繼續(xù)共混9分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將高嶺土、碳酸鈣、氧化鎂、白炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為100目；置于電爐中，在135℃條件下加熱2.5小時(shí)；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，102℃混煉11分鐘，結(jié)束后在90℃條件下放置8小時(shí)；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在96℃條件下放置11小時(shí)；(5)第二次改性共混：將熱塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蠟加入經(jīng)第一次硫化后的材料中，86℃混煉8分鐘；(6)第二次硫化：向經(jīng)步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在88℃條件下放置12小時(shí)；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產(chǎn)物置于開煉機(jī)中，在102℃條件下將母料煉制透明，即可制得。實(shí)施例3一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：氯化聚乙烯39份、聚氯乙烯30份、熱塑性聚氨酯27份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯28份、氯化石蠟27份、高嶺土19份、碳酸鈣18份、氧化鎂14份、白炭黑13份、蒙脫土18份、滑石粉12份。一種基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將氯化聚乙烯和聚氯乙烯混勻，加入密煉機(jī)中，共混溫度為110℃，共混時(shí)間為18分鐘，共混結(jié)束后在95℃條件下放置12小時(shí)；加入穩(wěn)定劑和增塑劑在110℃條件下繼續(xù)共混12分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將高嶺土、碳酸鈣、氧化鎂、白炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為120目；置于電爐中，在150℃條件下加熱3.5小時(shí)；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，112℃混煉14分鐘，結(jié)束后在98℃條件下放置12小時(shí)；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在108℃條件下放置14小時(shí)；(5)第二次改性共混：將熱塑性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯和氯化石蠟加入經(jīng)第一次硫化后的材料中，95℃混煉10分鐘；(6)第二次硫化：向經(jīng)步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在105℃條件下放置15小時(shí)；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產(chǎn)物置于開煉機(jī)中，在110℃條件下將母料煉制透明，即可制得。對(duì)實(shí)施例1～3制備獲得的基于碳酸鈣改性的防水氯化聚乙烯彈性體進(jìn)行檢測，結(jié)果如下：實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3拉伸強(qiáng)度/MPa12.214.213.5斷裂伸長率/％523.1576.8553.9定伸應(yīng)力/MPa1.681.791.72運(yùn)行黏度/MV17.213.415.3當(dāng)前第1頁1 2 3