本發(fā)明涉及納米透明材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米PVC透明材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

納米新透明材料配方是一門在100 納米以內(nèi)空間內(nèi)，通過(guò)自然更改直接排序原子與分子創(chuàng)造出來(lái)的新納米透明材料的項(xiàng)目。納米新透明材料與該領(lǐng)域是現(xiàn)代力量和現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新的起點(diǎn),新的規(guī)律和原理的發(fā)現(xiàn)與全新的理念創(chuàng)設(shè)給予基礎(chǔ)科學(xué)，提供了新的機(jī)會(huì),這會(huì)成為許多領(lǐng)域的重要改革新動(dòng)力。納米新透明材料配方由于SAIZU細(xì)小,擁有很多奇特的性能。1988年Baibich 等第一次在納米Fe/ Cr MS里發(fā)現(xiàn)磁電阻變化率達(dá)到百分之五十,與一般的ME比起來(lái)要大一個(gè)級(jí)別,并且是負(fù)值的,各向一樣,稱作GMR 。之后還在納米體系的、隧道結(jié)和Perovskite結(jié)構(gòu)、顆粒膜中發(fā)現(xiàn)巨ME。里面Perovskite結(jié)構(gòu)在一九九三年是發(fā)現(xiàn)且具有極大ME,叫做CMR ,在隧道結(jié)中找到的為TMR。

納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級(jí)的薄膜。可用于：氣體催化（如汽車尾氣處理）透明材料；過(guò)濾器透明材料；高密度磁記錄透明材料；光敏透明材料；平面顯示器透明材料；超導(dǎo)透明材料等。

納米技術(shù)作為一種最具有市場(chǎng)應(yīng)用潛力的新興科學(xué)技術(shù)，其潛在的重要性毋庸置疑，一些發(fā)達(dá)國(guó)家都投入大量的資金進(jìn)行研究工作。如美國(guó)最早成立了納米研究中心，日本文教科部把納米技術(shù)，列為透明材料科學(xué)的四大重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一。在德國(guó)，以漢堡大學(xué)和美因茨大學(xué)為納米技術(shù)研究中心，政府每年出資6500萬(wàn)美元支持微系統(tǒng)的研究。在國(guó)內(nèi)，許多科研院所、高等院校也組織科研力量，開(kāi)展納米技術(shù)的研究工作，并取得了一定的研究成果，主要如下：

定向納米碳管陣列的合成，由中國(guó)科學(xué)院物理研究所解思深研究員等完成。他們利用化學(xué)氣相法高效制備出孔徑約20納米，長(zhǎng)度約100微米的碳納米管。并由此制備出納米管陣列，其面積達(dá)3毫米×3毫米，碳納米管之間間距為100微米。

準(zhǔn)一維納米絲和納米電纜，由中國(guó)科學(xué)院固體物理研究所張立德研究員等完成。他們利用碳熱還原、溶膠-凝膠軟化學(xué)法并結(jié)合納米液滴外延等新技術(shù)，首次合成了碳化鉭納米絲外包絕緣體SiO2納米電纜。

用催化熱解法制成納米金剛石，由山東大學(xué)的錢逸泰等完成。他們用催化熱解法使四氯化碳和鈉反應(yīng)，以此制備出了金剛石納米粉。

但是，同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有很大的差距。德國(guó)科學(xué)技術(shù)部曾經(jīng)對(duì)納米技術(shù)未來(lái)市場(chǎng)潛力作過(guò)預(yù)測(cè)：他們認(rèn)為到2000年，納米結(jié)構(gòu)器件市場(chǎng)容量將達(dá)到6375億美元，納米粉體、納米復(fù)合陶瓷以及其它納米復(fù)合透明材料市場(chǎng)容量將達(dá)到5457億美元，納米加工技術(shù)市場(chǎng)容量將達(dá)到442億美元，納米透明材料的評(píng)價(jià)技術(shù)市場(chǎng)容量將達(dá)到27.2億美元。并預(yù)測(cè)市場(chǎng)的突破口可能在信息、通訊、環(huán)境和醫(yī)藥等領(lǐng)域。

總之，納米技術(shù)正成為各國(guó)科技界所關(guān)注的焦點(diǎn)，正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣："納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。"

2011年10月19日歐盟委員會(huì)通過(guò)了對(duì)納米透明材料的定義，之后又對(duì)這一定義進(jìn)行了解釋。根據(jù)歐盟委員會(huì)的定義，納米透明材料是一種由基本顆粒組成的粉狀或團(tuán)塊狀天然或人工透明材料，這一基本顆粒的一個(gè)或多個(gè)三維尺寸在1納米至100納米之間，并且這一基本顆粒的總數(shù)量在整個(gè)透明材料的所有顆粒總數(shù)中占50%以上。

1納米等于十億分之一米。在納米尺度上，一些透明材料具有很多特殊功能。納米透明材料已在人們的工作和生活中得到廣泛應(yīng)用。

納米技術(shù)基礎(chǔ)理論研究和新透明材料開(kāi)發(fā)等應(yīng)用研究都得到了快速的發(fā)展，并且在傳統(tǒng)透明材料、醫(yī)療器材、電子設(shè)備、涂料等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，除了納米粉體透明材料在美國(guó)、日本、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家初步實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)外，納米生物透明材料、納米電子器件透明材料、納米醫(yī)療診斷透明材料等產(chǎn)品仍處于開(kāi)發(fā)研制階段。2010年全球納米新透明材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)22.3億美元，年增長(zhǎng)率為14.8%。今后幾年，隨著各國(guó)對(duì)納米技術(shù)應(yīng)用研究投入的加大，納米新透明材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將大大加快，市場(chǎng)規(guī)模將有放量增長(zhǎng)。納米粉體透明材料中的納米炭黑、納米氧化鋅、納米氧化硅等幾個(gè)產(chǎn)品已形成一定的市場(chǎng)規(guī)模；納米粉體應(yīng)用廣泛的納米陶瓷透明材料、納米紡織透明材料、納米改性涂料等透明材料也已開(kāi)發(fā)成功，并初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，納米粉體顆粒在醫(yī)療診斷制劑、微電子領(lǐng)域的應(yīng)用正加緊由實(shí)驗(yàn)研究成果向產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)移。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種伸長(zhǎng)率高、拉伸強(qiáng)度高、耐低溫和硬度高的納米PVC透明材料及其制備方法，解決現(xiàn)有PVC透明材料硬度低和拉伸強(qiáng)度低等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種納米PVC透明材料，其原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：PVC100份，納米炭黑2-6份，有機(jī)錫2.5-4.5份，硬脂酸鎘0.5-2.5份，硬脂酸鋅0.3-0.7份，CPE為8-12份，環(huán)氧硬脂酸丁酯3-5份，水楊酸苯酯0.7-1.3份，石蠟0.2-0.6份，硬脂酸甘油單酯4-6份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述納米PVC透明材料的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：PVC100份，納米炭黑2份，有機(jī)錫2.5份，硬脂酸鎘0.5份，硬脂酸鋅0.3份，CPE為8份，環(huán)氧硬脂酸丁酯3份，水楊酸苯酯0.7份，石蠟0.2份，硬脂酸甘油單酯4份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述納米PVC透明材料的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：PVC100份，納米炭黑6份，有機(jī)錫4.5份，硬脂酸鎘2.5份，硬脂酸鋅0.7份，CPE為12份，環(huán)氧硬脂酸丁酯5份，水楊酸苯酯1.3份，石蠟0.6份，硬脂酸甘油單酯6份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述納米PVC透明材料的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：PVC100份，納米炭黑4份，有機(jī)錫3.5份，硬脂酸鎘1.5份，硬脂酸鋅0.5份，CPE為10份，環(huán)氧硬脂酸丁酯4份，水楊酸苯酯1份，石蠟0.4份，硬脂酸甘油單酯5份。

一種制備所述的納米PVC透明材料的方法，步驟為：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取PVC、納米炭黑、有機(jī)錫、硬脂酸鎘、硬脂酸鋅、CPE、環(huán)氧硬脂酸丁酯、水楊酸苯酯、石蠟和硬脂酸甘油單酯；

第二步：將PVC投入高速捏合機(jī)中，升溫至110-120℃，加入剩余原料，捏合速度1900-2100r/min，捏合20-30min；

第三步：捏合后的材料放入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出溫度為180-190℃，制得納米PVC透明材料。

有益效果

本發(fā)明所述一種納米PVC透明材料及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：1、拉伸強(qiáng)度3.6-3.8MPa，伸長(zhǎng)率180-220%；2、撕裂強(qiáng)度100-120MPa，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；3、原料資源豐富，邵氏硬度70-80；4、可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，耐寒性-45℃不破裂，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有透明材料。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取PVC100份，納米炭黑2份，有機(jī)錫2.5份，硬脂酸鎘0.5份，硬脂酸鋅0.3份，CPE為8份，環(huán)氧硬脂酸丁酯3份，水楊酸苯酯0.7份，石蠟0.2份，硬脂酸甘油單酯4份。

第二步：將PVC投入高速捏合機(jī)中，升溫至110℃，加入剩余原料，捏合速度1900r/min，捏合20min。

第三步：捏合后的材料放入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出溫度為180℃，制得納米PVC透明材料。

拉伸強(qiáng)度3.6MPa，伸長(zhǎng)率180%；撕裂強(qiáng)度100MPa，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，邵氏硬度70；可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，耐寒性-45℃不破裂，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有透明材料。

實(shí)施例2：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取PVC100份，納米炭黑6份，有機(jī)錫4.5份，硬脂酸鎘2.5份，硬脂酸鋅0.7份，CPE為12份，環(huán)氧硬脂酸丁酯5份，水楊酸苯酯1.3份，石蠟0.6份，硬脂酸甘油單酯6份。

第二步：將PVC投入高速捏合機(jī)中，升溫至120℃，加入剩余原料，捏合速度2100r/min，捏合30min。

第三步：捏合后的材料放入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出溫度為190℃，制得納米PVC透明材料。

拉伸強(qiáng)度3.7MPa，伸長(zhǎng)率200%；撕裂強(qiáng)度110MPa，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，邵氏硬度75；可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，耐寒性-45℃不破裂，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有透明材料。

實(shí)施例3：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取PVC100份，納米炭黑4份，有機(jī)錫3.5份，硬脂酸鎘1.5份，硬脂酸鋅0.5份，CPE為10份，環(huán)氧硬脂酸丁酯4份，水楊酸苯酯1份，石蠟0.4份，硬脂酸甘油單酯5份。

第二步：將PVC投入高速捏合機(jī)中，升溫至115℃，加入剩余原料，捏合速度2000r/min，捏合22min。

第三步：捏合后的材料放入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出溫度為182℃，制得納米PVC透明材料。

拉伸強(qiáng)度3.8MPa，伸長(zhǎng)率220%；撕裂強(qiáng)度120MPa，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，邵氏硬度80；可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，耐寒性-45℃不破裂，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有透明材料。