一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氯乙烯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是通過氯乙烯單體由聚合反應(yīng)而生成的熱塑性高聚物，由于其具有優(yōu)良的難燃性、抗磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機(jī)械物理性能、產(chǎn)品透明性、制品電絕緣性、價(jià)格低廉、加工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為世界的五大通用合成樹脂之一，其制品也是產(chǎn)量較大的一種通用塑料產(chǎn)品。雖然聚氯乙烯的用途廣泛，但是在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用其性能還存在很大不足，例如，在用作煤礦、石油、紡織等領(lǐng)域的板材、管材等時(shí)，存在抗靜電性差，抗沖擊性、阻燃性和穩(wěn)定性不足的缺陷，限制了聚氯乙烯的應(yīng)用。雖然通過改性可以提高聚氯乙烯材料的性能，但在目前的改性方法中，配方成本、可加工性與性能之間很難達(dá)到平衡，性能改進(jìn)效果也一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料，其強(qiáng)度高，抗沖擊性和阻燃性能優(yōu)異，熱穩(wěn)定性好，同時(shí)具有一定的抗靜電性。
[0004]本發(fā)明提出的一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、乙酰檸檬酸三丁酯20-35份、丁二烯-丙烯腈共聚物5-20份、聚-4-甲基-1-戊烯10-20份、聚偏氟乙烯10-25份、磺化聚醚砜2-10份、鄰苯二甲酸二辛酯1-5份、硫醇甲基錫
0.5-2份、納米碳酸鈣1-5份、氧化石墨烯2-5份、阻燃劑4-10份、環(huán)氧大豆油0.5-2.5份、季戊四醇1-5份、硬脂酸鈣0.5-3份、硬脂酸0.5-2.5份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯1-2.5份、六甲基磷酰三胺1-2.5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中，硫醇甲基錫、環(huán)氧大豆油、季戊四醇的重量比為1-1.6:0.9-2:2.2-4。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、乙酰檸檬酸三丁酯28-33份、丁二稀-丙稀腈共聚物10-16份、聚-4-甲基-1-戊稀14-18份、聚偏氟乙稀18-23份、磺化聚醚砜5-9份、鄰苯二甲酸二辛酯2.5-4份、硫醇甲基錫1.1-1.6份、納米碳酸鈣2.2-3.2份、氧化石墨烯3-4.5份、阻燃劑6-8份、環(huán)氧大豆油1-1.6份、季戊四醇2.5-3.2份、硬脂酸鈣1.8-2.4份、硬脂酸1.2-1.8份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯1.7-2.1份、六甲基磷酰三胺1.5-2份。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、乙酰檸檬酸三丁酯32份、丁二烯-丙烯腈共聚物14份、聚-4-甲基-1-戊烯15份、聚偏氟乙烯20份、磺化聚醚砜7份、鄰苯二甲酸二辛酯3.2份、硫醇甲基錫1.4份、納米碳酸鈣3份、氧化石墨烯3.6份、阻燃劑7份、環(huán)氧大豆油1.2份、季戊四醇3份、硬脂酸鈣2.1份、硬脂酸1.4份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯1.9份、六甲基磷酰三胺1.7份。
[0008]優(yōu)選地，所述阻燃劑為硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟、六溴環(huán)十二烷、聚磷酸銨中的一種或者多種的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述阻燃劑為硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟、六溴環(huán)十二烷、
聚磷酸銨的混合物，且硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟、六溴環(huán)十二烷、聚磷酸銨的重量比為 2-4:1-5:2-5:1-4:3-7:1-5。
[0010]優(yōu)選地，所述氧化石墨烯為氧化鋅改性氧化石墨烯;所述氧化鋅改性氧化石墨烯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將15-30份氧化石墨烯、3-12份納米氧化鋅、3-8份的乙烯基娃燒偶聯(lián)劑加入40-60份無水乙醇中，攪拌30-50min后加入10-25份的羧基丁腈膠乳混合均勻，然后加入0.5-2份過氧化二異丙苯，攪拌均勻后在65-75°C下反應(yīng)1.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后加入氯化鈣溶液中，調(diào)節(jié)PH值為4-5，攪拌30-50min后靜置、水洗、干燥得到所述氧化鋅改性氧化石墨烯。
[0011]優(yōu)選地，所述氧化石墨烯為氧化鋅改性氧化石墨烯;所述氧化鋅改性氧化石墨烯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將20份氧化石墨烯、10份納米氧化鋅、6份的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑加入50份無水乙醇中，攪拌40min后加入15份的羧基丁腈膠乳混合均勻，然后加入1.1份過氧化二異丙苯，攪拌均勻后在70°C下反應(yīng)1.8h，反應(yīng)結(jié)束后加入氯化鈣溶液中，調(diào)節(jié)PH值為4，攪拌40min后靜置、水洗、干燥得到所述氧化鋅改性氧化石墨烯;羧基丁腈膠乳具有優(yōu)異的耐油、耐老化、耐腐蝕性，且其與PVC相容性好，利用納米氧化鋅、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑和羧基丁腈膠乳對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行改性，將羧基丁腈膠乳、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑、納米氧化鋅和氧化石墨烯結(jié)合為一體，其中，羧基丁腈膠乳、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑和納米氧化鋅均勻地分散在了氧化石墨烯的表面和片層間，改善了氧化石墨烯的表面性能，同時(shí)有效促進(jìn)了納米氧化鋅和氧化石墨烯的分散，防止了其團(tuán)聚，加入體系中，能與PVC作用，提高了與PVC的相容性，一方面，限制了PVC分子鏈段的移動(dòng)與取向，在復(fù)合材料受力時(shí)防止了在PVC中的相對(duì)滑動(dòng)，改善了復(fù)合材料力學(xué)性能;一方面能提高復(fù)合材料的成碳量，抑制PVC碳鏈的斷裂，改善了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性;另一方面，氧化石墨烯與納米氧化鋅配合，在體系中形成了連續(xù)的導(dǎo)電通路，改善了復(fù)合材料的導(dǎo)電性，提高了復(fù)合材料的抗靜電性。
[00?2] 優(yōu)選地，所述乙稀基娃燒偶聯(lián)劑為乙稀基二甲氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷中的一種或者多種的混合物。
[00?3 ] 優(yōu)選地，所述納米氧化鋅的平均粒徑為15-30nm。
[0014]本發(fā)明所述高性能聚氯乙烯復(fù)合材料可以按照常規(guī)的聚氯乙烯復(fù)合材料制備工藝制備而成。
[0015]本發(fā)明中，乙酰檸檬酸三丁酯、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚-4-甲基-1-戊烯、聚偏氟乙烯、磺化聚醚砜、鄰苯二甲酸二辛酯、納米碳酸鈣配合加入體系中，改善了聚氯乙烯的沖擊韌性、強(qiáng)度和耐磨性，在硬脂酸鈣、硬脂酸和氧化石墨烯的輔助下，改善了復(fù)合材料的抗沖擊性和加工性能；另外，氧化石墨烯在體系中，還可以與阻燃劑配合，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的阻燃性，同時(shí)與季戊四醇、環(huán)氧大豆油和亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯配合，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的熱穩(wěn)定性;六甲基磷酰三胺加入到體系中，與硅烷偶聯(lián)劑配合，改善了各原料的相容性，同時(shí)提高了復(fù)合材料的耐熱性和穩(wěn)定性。
[0016]本發(fā)明中，通過選擇合適的原料，并控制各原料的含量，使各原料的性能協(xié)同促進(jìn)，得到的高性能聚氯乙烯復(fù)合材料強(qiáng)度高，抗沖擊性和阻燃性能優(yōu)異，熱穩(wěn)定性好，同時(shí)具有一定的抗靜電性，能滿足煤礦、紡織等多領(lǐng)域的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料中，聚氯乙烯的重量份為100份、乙酰檸檬酸三丁酯的重量份可以為20、23、24、25、26、26.3、28、29、29.3、31、32、33、33.4、34、34.6、35份;丁二烯-丙烯腈共聚物的重量份可以為5、6、7、8、8.5、9、12、13、13.8、15、16、16.3、17、18、18.6、19、19.4、20份；聚-4-甲基-1-戊烯的重量份可以為 10、12、13、15、16、16.3、17、18、18.6、19、19.4、20 份;聚偏氟乙烯的重量份可以為 10、12、13、15、16、16.3、18、19、19.3、21、23、23.4、24、24.6、25 份；磺化聚醚砜的重量份可以為 2、
2.6、3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.8、7、8、8.6、9、9.4、10份;鄰苯二甲酸二辛酯的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.6、5份;硫醇甲基錫的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.3、1.8、2份；納米碳酸鈣的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、3、3.4、4、4.5、4.8、5份;氧化石墨烯的重量份可以為2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、4.85、5份;阻燃劑的重量份可以為4、5、6、7.3、8、8.6、9、9.4、10份;環(huán)氧大豆油的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.3、1.5、1.6、1.8、2、2.1、2.3、2.38、2.4、2.46、2.5份;季戊四醇的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.7、3、3.4、3.8、4、4.6、5份;硬脂酸鈣的重量份可以為0.5、0.8、1、1.2、
1.7、2、2.6、2.8、3份;硬脂酸的重量份可以為0.5、0.8、1、1.3、1.8、2、2.1、2.4、2.5份;亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.1、2.3、2.38、2.4、2.5份;六甲基磷酰三胺的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.1、2.3、2.38、2.4、2.46、2.5份。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、乙酰檸檬酸三丁酯32份、丁二烯-丙烯腈共聚物14份、聚-4-甲基-1-戊烯15份、聚偏氟乙烯20份、磺化聚醚砜7份、鄰苯二甲酸二辛酯3.2份、硫醇甲基錫1.4份、納米碳酸鈣3份、氧化石墨烯3.6份、阻燃劑7份、環(huán)氧大豆油1.2份、季戊四醇3份、硬脂酸鈣2.1份、硬脂酸1.4份、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯1.9份、六甲基磷酰三胺1.7份；
[0021]其中，所述阻燃劑為硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟、六溴環(huán)十二烷、聚磷酸銨的混合物，且硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟、六溴環(huán)十二烷、聚磷酸銨的重量比為2:5:2:4:3:5。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本發(fā)明提出的一種高性能聚氯乙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:聚氯乙烯100份、乙酰檸檬酸三