一種氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，屬于發(fā)泡材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將聚氯乙烯吸收鄰苯二甲酸二辛酯膨潤，使其松軟并具有彈性，再與交聯(lián)劑氧化二異丙苯和丙烯酸十八酯共混，添加成核劑碳酸鈣，氯化聚乙烯混煉，冷卻出料得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠，將氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠在模具中加熱成型，再用無污染的超臨界二氧化碳作為物理發(fā)泡劑，提高發(fā)泡倍率，生成均勻細密的泡孔，從而得到氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的方法。實例證明，本發(fā)明制備過程反應(yīng)溫和，在保持低成本和高阻燃性優(yōu)勢的同時，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料密度最小、泡孔分布均勻、另外強度也得到了顯著提高。
【專利說明】
一種氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，屬于發(fā)泡材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是一種性能優(yōu)良的通用型熱塑性塑料，是我國產(chǎn)量最大的塑料品種之一。聚氯乙烯具有阻燃性好、耐腐蝕、機械強度高、電絕緣性好、成本低等優(yōu)點，但與此同時也存在光熱穩(wěn)定性差、抗沖擊強度低、加工成形性能差、密度高等缺點，因此在聚氯乙烯加工過程中必須加入各種穩(wěn)定劑、加工助劑和抗沖改性劑，以改善其光/熱穩(wěn)定性、加工性能和抗沖擊性能。通過向聚氯乙稀樹脂中加入發(fā)泡劑和加工助劑，可以得到一種聚氯乙烯發(fā)泡材料，大大降低了聚氯乙烯制品的密度。
[0003]與不發(fā)泡聚氯乙烯材料相比，聚氯乙烯發(fā)泡材料具有密度低、質(zhì)輕，而且具有優(yōu)良的緩沖減震、隔音吸音性能，熱導(dǎo)率低，隔熱性能好，還具優(yōu)良的電絕緣、耐腐蝕、耐霉菌性能；其次它減少了原料用量，進而降低了產(chǎn)品的成本；降低了熱導(dǎo)率，提高了保溫性，隔熱性;減少了熱膨脹性。與木質(zhì)材料相比，聚氯乙烯發(fā)泡材料具有防潮、防腐、防蟲、阻燃、可無需油漆、無毒無味等特點，還會防白蟻。在聚氯乙烯發(fā)泡制品中添加了木粉或者其他填充料，通過添加不同的填充料，賦予硬質(zhì)聚氯乙烯發(fā)泡制品不同的特性，同時硬質(zhì)聚氯乙烯發(fā)泡制品表面裝飾性好。該類產(chǎn)品不但可以節(jié)約木材，還可以有效改善人們的居住環(huán)境，是最佳的室內(nèi)外建筑材料。聚氯乙烯低發(fā)泡材料除了能夠取代木材之外，還可以取代其他的建筑材料。
[0004]聚氯乙烯發(fā)泡材料具有成本低和阻燃性好的優(yōu)勢，但其劣勢在于密度高，一般其密度在0.40?0.7g/cm3。因此如何降低聚氯乙烯材料的密度是阻礙聚氯乙烯發(fā)泡材料替代聚苯乙烯發(fā)泡材料的關(guān)鍵問題。在現(xiàn)有的利用輻照交聯(lián)的方法來生產(chǎn)發(fā)泡聚氯乙烯材料的技術(shù)中，人造革發(fā)泡技術(shù)主要是化學(xué)方法發(fā)泡，即添加發(fā)泡劑進行發(fā)泡。發(fā)泡劑一般采用偶氮二甲酰胺，二亞硝基亞次甲基四胺，對甲基磺酰胺或偶氮二異丁腈，但是制得的聚氯乙烯發(fā)泡材料，材料單胞率低，泡孔孔徑尺寸范圍寬，泡孔分布不均勻，且強度低，無良好彈性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前常用的聚氯乙烯發(fā)泡材料密度較高，現(xiàn)有方法制得的聚氯乙烯發(fā)泡材料孔徑尺寸范圍寬，泡孔分布不均勻且強度低的問題，提供了一種將聚氯乙烯吸收鄰苯二甲酸二辛酯膨潤，使其松軟并具有彈性，再與交聯(lián)劑氧化二異丙苯和丙烯酸十八酯共混，添加成核劑碳酸鈣，氯化聚乙烯混煉，冷卻出料得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠，將氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠在模具中加熱成型，再用無污染的超臨界二氧化碳作為物理發(fā)泡劑，提高發(fā)泡倍率，生成均勻細密的泡孔，從而得到氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的方法。該方法操作簡便，制備過程反應(yīng)溫和，在保持低成本和高阻燃性優(yōu)勢的同時，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料密度最小、泡孔分布均勻、力學(xué)性能優(yōu)異，另外強度也得到了顯著提高，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量95?100份聚氯乙烯，55?60份鄰苯二甲酸二辛酯，5?6份氧化鋅，充分混合后，置于75?80°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯；
(2)將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化3?5min，密煉室溫度為140?145°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60?70r/min，再將100?110份氯化聚乙稀，0.5?0.6份過氧化二異丙苯，5?6份丙稀酸十八酯和5?6份納米碳酸媽加入密煉機，混煉7?1min，控制排膠溫度為170?180°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠；
(3)將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于185?190°C模具中加熱，在7?8MPa壓力下，壓制10?12min，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙??；
(4)將上述預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至75?80°C，并通入二氧化碳至壓力為7?8MPa，浸潤15?20min后，以0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
[0007]本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料密度為0.28?0.32g/cm3，撕裂強度為2.8?3.2N/mm，拉伸強度為0.38?0.415MPa，斷裂伸長率為180?190%，沖擊回彈率為40?42%，壓縮形變?yōu)?0?34%。
[0008]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:按質(zhì)量份數(shù)計，取2?5份有機錫穩(wěn)定劑、10?12份氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料、3?5份抗蟲改性劑、I?3份抗沖擊改性劑B522以及I?2份石蠟，充分混合均勻，加熱至100?150°C，保溫I?2h，冷卻至25?35°C，出料造粒，送入擠出機中，在5?7MPa壓力下擠出成型，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材。經(jīng)檢測，由于以本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡材料為原料，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材膨脹率提升65 %以上，具有優(yōu)越的機械力學(xué)性能。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明操作簡便，制備過程反應(yīng)溫和，屬于安全操作工藝；
(2)本發(fā)明用無污染的超臨界二氧化碳作為成型氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠的物理發(fā)泡劑，從而提高了發(fā)泡倍率，生成均勻細密的泡孔；
(3)本發(fā)明在保持低成本和高阻燃性優(yōu)勢的同時，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料密度最小、泡孔分布均勻、力學(xué)性能優(yōu)異，另外強度也得到了顯著提高，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用；
(4)本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料可廣泛應(yīng)用于建筑、包裝、家具工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)。
【具體實施方式】
[0010]首先按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量95?100份聚氯乙烯，55?60份鄰苯二甲酸二辛酯，5?6份氧化鋅，充分混合后，置于75?80°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯;然后將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化3?5min，密煉室溫度為140?1450C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60?70r/min，再將100?110份氯化聚乙烯，0.5?0.6份過氧化二異丙苯，5?6份丙稀酸十八酯和5?6份納米碳酸媽加入密煉機，混煉7?1min，控制排膠溫度為170?180°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠;接下來將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于185?190 °C模具中加熱，在7?8MPa壓力下，壓制10?12min，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙稀；最后將上述預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至75?800C，并通入二氧化碳至壓力為7?8MPa，浸潤15?20min后，以0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
[0011]實例I
首先按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量95份聚氯乙烯，55份鄰苯二甲酸二辛酯，5份氧化鋅，充分混合后，置于75°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯;然后將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化3min，密煉室溫度為140°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r/min，再將100份氯化聚乙烯，0.5份過氧化二異丙苯，5份丙烯酸十八酯和5份納米碳酸鈣加入密煉機，混煉7min，控制排膠溫度為170°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠;接下來將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于185°C模具中加熱，在7MPa壓力下，壓制lOmin，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯;最后將上述預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至75°C，并通入二氧化碳至壓力為7MPa，浸潤15min后，以
0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
[0012]本實例操作簡便，使用時，按質(zhì)量份數(shù)計，取2份有機錫穩(wěn)定劑、10份氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料、3份抗蟲改性劑、I份抗沖擊改性劑B522以及I份石蠟，充分混合均勻，加熱至100 °C，保溫Ih，冷卻至25 °C，出料造粒，送入擠出機中，在5MPa壓力下擠出成型，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材。經(jīng)檢測，由于以本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡材料為原料，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材膨脹率提升65%，具有優(yōu)越的機械力學(xué)性能。
[0013]實例2
首先按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量98份聚氯乙烯，58份鄰苯二甲酸二辛酯，5.5份氧化鋅，充分混合后，置于78°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯;然后將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化4min，密煉室溫度為143°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為65r/min，再將105份氯化聚乙稀，0.55份過氧化二異丙苯，5.5份丙稀酸十八酯和5.5份納米碳酸媽加入密煉機，混煉8min，控制排膠溫度為175°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠；接下來將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于188°C模具中加熱，在7.5MPa壓力下，壓制IImin，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙??；最后將上述預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至78°C，并通入二氧化碳至壓力為7.5MPa，浸潤ISmin后，以0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
[0014]本實例操作簡便，使用時，按質(zhì)量份數(shù)計，取4份有機錫穩(wěn)定劑、11份氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料、4份抗蟲改性劑、2份抗沖擊改性劑B522以及1.5份石蠟，充分混合均勻，加熱至130 °C，保溫1.5h，冷卻至30 °C，出料造粒，送入擠出機中，在6MPa壓力下擠出成型，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材。經(jīng)檢測，由于以本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡材料為原料，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材膨脹率提升67%，具有優(yōu)越的機械力學(xué)性能。
[0015]實例3
首先按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量100份聚氯乙烯，60份鄰苯二甲酸二辛酯，6份氧化鋅，充分混合后，置于80°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯;然后將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化5min，密煉室溫度為145°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70r/min，再將110份氯化聚乙烯，0.6份過氧化二異丙苯，6份丙烯酸十八酯和6份納米碳酸鈣加入密煉機，混煉lOmin，控制排膠溫度為180°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠;接下來將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于190°C模具中加熱，在SMPa壓力下，壓制12min，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙稀；最后將上述預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至80°C，并通入二氧化碳至壓力為8MPa，浸潤20min后，以
0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
[0016]本實例操作簡便，使用時，按質(zhì)量份數(shù)計，取5份有機錫穩(wěn)定劑、12份氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料、5份抗蟲改性劑、3份抗沖擊改性劑B522以及2份石蠟，充分混合均勻，加熱至150 °C，保溫2h，冷卻至35 °C，出料造粒，送入擠出機中，在7MPa壓力下擠出成型，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材。經(jīng)檢測，由于以本發(fā)明制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡材料為原料，使得制得的氯化聚乙烯/聚氯乙烯發(fā)泡板材膨脹率提升70%，具有優(yōu)越的機械力學(xué)性能。
【主權(quán)項】
1.一種氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按質(zhì)量份數(shù)計，分別稱量95?100份聚氯乙烯，55?60份鄰苯二甲酸二辛酯，5?6份氧化鋅，充分混合后，置于75?80°C干燥箱中進行膨潤，至混合料呈松軟狀，得預(yù)膨潤聚氯乙烯； (2)將上述預(yù)膨潤聚氯乙烯置入密煉機中塑化3?5min，密煉室溫度為140?145°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60?70r/min，再將100?110份氯化聚乙稀，0.5?0.6份過氧化二異丙苯，5?6份丙稀酸十八酯和5?6份納米碳酸媽加入密煉機，混煉7?1min，控制排膠溫度為170?180°C，出料，冷卻至室溫，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠； (3)將上述氯化聚乙烯/聚氯乙烯母膠放在平板硫化機上，置于185?190°C模具中加熱，在7?8MPa壓力下，壓制10?12min，冷卻定型，得預(yù)塑化氯化聚乙稀/聚氯乙?。? (4)將上述預(yù)塑化氯化聚乙烯/聚氯乙烯放入反應(yīng)釜中，升溫至75?80°C，并通入二氧化碳至壓力為7?8MPa，浸潤15?20min后，以0.5MPa/s泄壓速率降壓至常壓，通入循環(huán)冷卻水冷卻至室溫，取出，得氯化聚乙烯/聚氯乙烯復(fù)合發(fā)泡材料。
【文檔編號】C08L27/06GK105924814SQ201610469761
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月26日
【發(fā)明人】仇穎瑩, 張明, 王龍
【申請人】仇穎瑩