一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯為無定形結構的白色粉末，支化度較小，分子量一般在5萬?12萬范圍內，具有較大的多分散性，無固定熔點，有較好的機械性能和優(yōu)異的介電性能，而且價格低廉，是一種用途很廣的通用塑料，現已廣泛應用于建材、輕工、農業(yè)等領域。但聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性差、耐磨防老化性不好等原因，一般不能被直接使用，通常需要進行改性混配，添加相關助劑，旨在提高其使用性能和應用領域。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種性能優(yōu)良、耐磨和防老化性好的碳纖維填充改性聚氯乙烯材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯60%?70%、改性碳纖維6%?12%、PETG 2%?6%、ACR 4%?6%、SMA 2%?3%、羧基改性有機硅柔軟劑1%?2%、鄰苯二甲酸二辛酯5%?8%、紫外線吸收劑UV-326 0.5%?2%、鈣鋅穩(wěn)定劑0.5%?1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%?1%、抗氧劑 1010 0.1% ?0.5%ο
[0005]所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在50000?120000、粒度在100?300目范圍。
[0006]所述改性碳纖維為表面經過高氯酸溶液改性氧化處理、且直徑在0.5?20 μ m的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0007]所述PETG為聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯。
[0008]所述ACR為具有核-殼結構的甲基丙烯酸甲酯聚合物。
[0009]所述SMA為苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物。
[0010]上述一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
(I )、將直徑在0.5?20 μ m的短切聚丙烯腈碳纖維加入質量濃度為98%的高氯酸溶液中，于60°C?90°C溫度下和超聲波振蕩與機械攪拌的條件下，處理2?4h，然后用去離子水沖洗至中性，再將得到的碳纖維置于質量含量在0.1%?1%的Y-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述的改性碳纖維，待用；
(2 )、按重量配比稱取各組分，包括步驟(I)得到的改性碳纖維；
(3)、將聚氯乙烯、鄰苯二甲酸二辛酯、鈣鋅穩(wěn)定劑、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧劑1010依次加入混合機中，加熱攪拌至60 °C?80 °C后，加入步驟(I)得到的改性碳纖維，并加入其它組分，加熱攪拌至90°C?115°C后，保持攪拌20?40min，然后停止加熱，待物料降溫至40°C?60°C時，出料；
(4)、將步驟(3)得到的物料加入雙螺桿擠出機進行塑化風冷造粒，控制雙螺桿擠出機溫度在150°C?185°C、螺桿轉速在20?40r/min范圍，即得所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙稀材料。
[0011 ] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有高強度、高模量、高韌性、高耐熱和良好導電、耐磨、防老化和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點，而且加工性好，成本低，耐化學性強，適應范圍廣，便于推廣應用。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體的優(yōu)選實施例來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0013]實施例1:
一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯60%、改性碳纖維12%、PETG 6%,ACR 6%,SMA 3%、羧基改性有機硅柔軟劑2%、鄰苯二甲酸二辛酯8%、紫外線吸收劑UV-326 1.2%、鈣鋅穩(wěn)定劑1%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%、抗氧劑1010 0.3%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在50000?120000、粒度在100?300目范圍，所述改性碳纖維為表面經過高氯酸溶液改性氧化處理、且直徑在0.5?20 μ m的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0014]制備方法:(I)、將直徑在0.5?20 μm的短切聚丙烯腈碳纖維加入質量濃度為98%的高氯酸溶液中，于60°C?90°C溫度下和超聲波振蕩與機械攪拌的條件下，處理2?4h，然后用去離子水沖洗至中性，再將得到的碳纖維置于質量含量在0.1%?1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述的改性碳纖維，待用；(2)、按重量配比稱取各組分，包括步驟(I)得到的改性碳纖維；(3)、將聚氯乙烯、鄰苯二甲酸二辛酯、鈣鋅穩(wěn)定劑、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧劑1010依次加入混合機中，加熱攪拌至60°C?80°C后，加入步驟(I)得到的改性碳纖維，并加入其它組分，加熱攪拌至90°C?115°C后，保持攪拌20?40min，然后停止加熱，待物料降溫至40°C?60°C時，出料；(4)、將步驟(3)得到的物料加入雙螺桿擠出機進行塑化風冷造粒，控制雙螺桿擠出機溫度在150 °C?185°C、螺桿轉速在20?40r/min范圍，即得所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙稀材料。
[0015]實施例2:
一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯70%、改性碳纖維12%、PETG 4%,ACR 4%,SMA 2%、羧基改性有機硅柔軟劑1%、鄰苯二甲酸二辛酯5%、紫外線吸收劑UV-326 0.5%、鈣鋅穩(wěn)定劑0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.9%、抗氧劑1010 0.1%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在50000?120000、粒度在100?300目范圍，所述改性碳纖維為表面經過高氯酸溶液改性氧化處理、且直徑在0.5?20 μ m的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0016]制備方法:(I)、將直徑在0.5?20 μm的短切聚丙烯腈碳纖維加入質量濃度為98%的高氯酸溶液中，于60°C?90°C溫度下和超聲波振蕩與機械攪拌的條件下，處理2?4h，然后用去離子水沖洗至中性，再將得到的碳纖維置于質量含量在0.1%?1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述的改性碳纖維，待用；(2)、按重量配比稱取各組分，包括步驟(I)得到的改性碳纖維；(3)、將聚氯乙烯、鄰苯二甲酸二辛酯、鈣鋅穩(wěn)定劑、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧劑1010依次加入混合機中，加熱攪拌至60°C?80°C后，加入步驟(I)得到的改性碳纖維，并加入其它組分，加熱攪拌至90°C?115°C后，保持攪拌20?40min，然后停止加熱，待物料降溫至40°C?60°C時，出料；(4)、將步驟(3)得到的物料加入雙螺桿擠出機進行塑化風冷造粒，控制雙螺桿擠出機溫度在150 °C?185°C、螺桿轉速在20?40r/min范圍，即得所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙稀材料。
【主權項】
1.一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其特征在于，其組分按質量百分數配比為??聚氯乙烯60%?70%、改性碳纖維6%?12%、PETG 2%?6%、ACR 4%?6%、SMA 2%?3%、羧基改性有機硅柔軟劑1%?2%、鄰苯二甲酸二辛酯5%?8%、紫外線吸收劑UV-326 0.5%?2%、鈣鋅穩(wěn)定劑0.5%?1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%?1%、抗氧劑1010 0.1%?0.5%。
2.根據權利要求1所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其特征在于，所述改性碳纖維為表面經過高氯酸溶液改性氧化處理、且直徑在0.5?20 μπι的短切聚丙烯腈碳纖維。
3.根據權利要求1所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、將直徑在0.5?20 μ m的短切聚丙烯腈碳纖維加入質量濃度為98%的高氯酸溶液中，于60°C?90°C溫度下和超聲波振蕩與機械攪拌的條件下，處理2?4h，然后用去離子水沖洗至中性，再將得到的碳纖維置于質量含量在0.1%?1%的Y-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述的改性碳纖維，待用； (2 )、按重量配比稱取各組分，包括步驟(I)得到的改性碳纖維； (3)、將聚氯乙烯、鄰苯二甲酸二辛酯、鈣鋅穩(wěn)定劑、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧劑1010依次加入混合機中，加熱攪拌至60 °C?80 °C后，加入步驟(I)得到的改性碳纖維，并加入其它組分，加熱攪拌至90°C?115°C后，保持攪拌20?40min，然后停止加熱，待物料降溫至40°C?60°C時，出料； (4)、將步驟(3)得到的物料加入雙螺桿擠出機進行塑化風冷造粒，控制雙螺桿擠出機溫度在150°C?185°C、螺桿轉速在20?40r/min范圍，即得所述的一種碳纖維填充改性聚氯乙稀材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的一種碳纖維填充改性聚氯乙烯材料，其組分按質量百分數配比為：聚氯乙烯60%～70%、改性碳纖維6%～12%、PETG 2%～6%、ACR 4%～6%、SMA 2%～3%、羧基改性有機硅柔軟劑1%～2%、鄰苯二甲酸二辛酯5%～8%、紫外線吸收劑UV-326 0.5%～2%、鈣鋅穩(wěn)定劑0.5%～1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%～1%、抗氧劑1010 0.1%～0.5%。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有高強度、高模量、高韌性、高耐熱和良好導電、耐磨、防老化和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點，而且加工性好，成本低，耐化學性強，適應范圍廣，便于推廣應用。
【IPC分類】C08K7-06, C08K5-12, C08K5-103, C08L67-02, C08K5-134, C08L27-06, C08K13-06, C08K9-02, C08L33-12
【公開號】CN104861331
【申請?zhí)枴緾N201410826597
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】殷培花
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年12月29日