一種有機硅改性PVC復合材料制造技術

本發明專利技術涉及有機硅材料領域，為解決PVC材料存在的問題，本發明專利技術提出了一種有機硅改性PVC復合材料，一種有機硅改性PVC復合材料由以下各組份混合、造粒制成，各組份的重量份為：有機硅改性PVC?40~80，納米碳酸鈣0.5~10、白碳黑0.5~50、碳黑0.05~5、石蠟0.5~10、鋅鋇白0.1~10、鈦白粉0.5~10、檸檬酸三乙酯0.5~2、季戊四醇0.1~5、硬脂酸鈣0.1~5。該有機硅改性PVC復合材料性能穩定、耐低溫性能優良、拉伸強度高、柔韌性好、使用壽命長。

Organosilicon modified PVC composite material

The present invention relates to the field of silicone materials, PVC materials to solve the problems, the invention provides a silicone modified PVC composite materials, a kind of silicone modified PVC composite material made from the following components of mixing, granulation, weight of components: silicone modified PVC 40~80, 0.5~10 nano calcium carbonate white carbon black 0.5~50, black 0.05~5, 0.5~10, 0.1~10, paraffin lithopone titanium dioxide 0.5~10, citric acid three 0.5~2, 0.1~5, calcium stearate pentaerythritol ester 0.1~5. The silicone modified PVC composite has the advantages of stable performance, low temperature resistance, high tensile strength, good flexibility and long service life.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有機硅材料領域，具體涉及一種有機硅改性PVC復合材料。
技術介紹
聚氯乙烯（PVC）是一種價廉的塑料材料，具有耐酸、耐堿、耐腐蝕等優點，在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。但是，PVC的熱穩定性較差，在150℃時開始分解出氯化氫。同時，PVC對光的穩定性也較差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降。另外，PVC材料還存在表面硬度、抗拉強度、抗沖擊性能和耐磨性較差，在低溫下變脆，高溫下發粘，使用壽命較短，不適應惡劣環境等缺點。為了克服上述缺點，需對PVC材料進行改性。其中，將其與有機硅材料共混改性是行之有效的方法。聚甲基硅氧烷和聚苯基倍半硅氧烷等有機硅材料可改善PVC的加工流變性能[李桂芝，周重光，李書宏，王海濤，施良和，葉美玲，聚氯乙烯/梯形聚苯基倍半硅氧烷共混物的相結構及流變性能，高分子材料科學與工程，2000,16(5):80]。也有專利報道采用有機硅混煉膠，可在一定程度改善PVC在低溫下變脆的缺陷（PVC加強塑料粒子及其制成的改性硅膠軟管，中國專利技術專利，申請號200910030157.8；一種耐低溫PVC軟管，中國專利技術專利，申請號201210541775.0；一種耐寒耐油阻燃聚氯乙烯電纜料，中國專利技術專利，申請號201310463868.0），提高其耐磨性和柔韌性，延長使用壽命（一種耐低溫高韌性的PVC軟管，中國專利技術專利，申請號201210542013.2；耐磨耐老化的PVC軟管，中國專利技術專利，申請號201310457872.6；一種PVC軟管，中國專利技術專利，申請號201310482971.x、201310483460.x、201310483366.4、201310623172.x、201310623098.1、201310623268.6、201310623307.2、201310623415.x、201410368284.x和201410472428.6），也有專利報道采用有機硅改性環氧樹脂（一種高抗沖PVC管，中國專利技術專利，申請號201210513710.5；一種高強度的PVC管，中國專利技術專利，申請號201210513823.5；一種耐低溫高韌性的PVC軟管配方，中國專利技術專利，申請號201410367880.6）獲得高強度和高韌性，抗沖擊強的PVC管。但是，有機硅材料與PVC相容性差，容易分相，難以獲得性能穩定的有機硅改性PVC材料。為了克服這一問題，有研究者用乙烯基硅氧烷、氨基硅氧烷和巰基硅氧烷等有機硅氧烷先與PVC接枝,然后水解交聯,提高PVC的熱穩定性能、拉伸性能等性能[LewisJ.T.,CollinsD.,MalaniC.,rosslinkablesilane-malifiedPVC，英國專利:139248,1969；SaamJ.C.,ThomasB.,Crosslinkableorganosilane-vinylchloridecopolymer，英國專利:1485263,1973；KelnarI,SchatzM.SilaneCross-linkingofPVC.Ⅱ.InfluenceofSilaneTypeandConditionsonCrosslinkingbywater,J.Appl.Polym.Sci..1993,48:669-676]，但PVC材料接枝率和交聯密度可控性較差。
技術實現思路
為解決PVC材料存在的問題，本專利技術提出了一種有機硅改性PVC復合材料，該方法制備的有機硅改性PVC復合材料性能穩定、耐低溫性能優良、拉伸強度高、柔韌性好、使用壽命長。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種有機硅改性PVC復合材料由以下各組份混合、造粒制成，各組份的重量份為：有機硅改性PVC40~80，納米碳酸鈣0.5~10、白碳黑0.5~50、碳黑0.05~5、石蠟0.5~10、鋅鋇白0.1~10、鈦白粉0.5~10、檸檬酸三乙酯0.5~2、季戊四醇0.1~5、硬脂酸鈣0.1~5。所述的有機硅改性PVC由以下步驟制成：（1）含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷在封端劑存在下，與烷氧基硅烷、在有機溶劑、去離子水和酸性催化劑混合物中，在20-78℃反應0.5-24h制備含丙烯酰氧基的有機硅活性高分子材料；（2）PVC與步驟（1）制備的含丙烯酰氧基的有機硅活性高分子材料在60~120℃下，經自由基引發劑引發共聚反應2~24h，得到有機硅改性PVC；采用丙烯酰氧基有機硅高分子材料與PVC在加熱下、通過自由基共聚反應，獲得有機硅改性PVC，然后將其與增塑劑、增韌劑、填料等共混復合，制備了性能穩定、耐低溫性能優良、拉伸強度高、柔韌性好、使用壽命長的PVC材料。烷氧基硅烷選自二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一種或幾種，使用量為硅氧烷原料質量的60~97%。含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷選自丙烯酰氧基三甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、丙烯酰氧基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧基二硅氧烷中的一種或幾種，使用量為硅氧烷原料質量的0.1~25%。有機硅聚合物的Si-C、Si-O鍵能高，擁有優異的耐老化性、耐高溫、耐輻射和化學穩定性等特點，此外還具有無毒和良好的憎水防污、電氣絕緣及生理惰性。含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷單體具有活潑的雙鍵，能夠在自由基引發劑固化形成一類具有良好的成膜性、粘接性和耐候性的有機硅高分子材料。封端劑選自六甲基二硅氧烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一種或幾種，使用量為硅氧烷原料質量的0.1~5％。有機溶劑選自甲苯、二甲苯、三甲苯、四氫呋喃中的一種或幾種，使用量為硅氧烷原料質量的0.2~5倍。去離子水用量為硅氧烷原料質量的0.3~3倍。酸性催化劑選自硫酸、鹽酸、醋酸、三氟乙酸、三氟甲璜酸和對甲苯璜酸中的一種，酸性催化劑濃度為0.01~3.0mol/L，其用量為硅氧烷原料質量的0.05％~10％。上述的硅氧烷原料由含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷、封端劑、烷氧基硅烷組成。自由基引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮、過氧化氫中的一種或幾種，自由基引發劑用量為PVC和含丙烯酰氧基有機硅活性高分子材料總質量的0.05％~5％，含丙烯酰氧基有機硅活性高分子材料用量為PVC質量的0.05~20％。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術的有機硅改性PVC復合材料性能穩定、耐低溫性能優良、拉伸強度高、柔韌性好、使用壽命長。具體實施方式下面通過實施例對本專利技術作進一步詳細說明，實施例中所用原料均可市購。實施例1（1）向3L干凈三口燒瓶中加入1000g三甲苯、400g去離子水和58.8g0.1mol/L的三氟甲璜酸，在攪拌下于20℃下，經0.5h滴加由39.5g丙烯酰氧基三甲基硅烷，208g正硅酸乙酯、24本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機硅改性PVC復合材料，其特征在于，所述的有機硅改性PVC復合材料由以下各組份混合、造粒制成，各組份的重量份為：有機硅改性PVC?40~80，納米碳酸鈣?0.5~10、白碳黑?0.5~50、碳黑?0.05~5、石蠟?0.5~10、鋅鋇白?0.1~10、鈦白粉?0.5~10、檸檬酸三乙酯?0.5~2、季戊四醇?0.1~5、硬脂酸鈣?0.1~5。

【技術特征摘要】
1.一種有機硅改性PVC復合材料，其特征在于，所述的有機硅改性PVC復合材料由以下各組份混合、造粒制成，各組份的重量份為：有機硅改性PVC40~80，納米碳酸鈣0.5~10、白碳黑0.5~50、碳黑0.05~5、石蠟0.5~10、鋅鋇白0.1~10、鈦白粉0.5~10、檸檬酸三乙酯0.5~2、季戊四醇0.1~5、硬脂酸鈣0.1~5。2.根據權利要求1所述的一種有機硅改性PVC復合材料，其特征在于，有機硅改性PVC由以下步驟制成：（1）含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷在封端劑存在下，與烷氧基硅烷、在有機溶劑、去離子水和酸性催化劑混合物中，在20-78℃反應0.5-24h，制備含丙烯酰氧基的有機硅活性高分子材料；（2）PVC與步驟（1）制備的含丙烯酰氧基的有機硅活性高分子材料在60~120℃下，經自由基引發劑引發共聚反應2~24h，得到有機硅改性PVC。3.根據權利要求2所述的一種有機硅改性PVC復合材料，其特征在于，烷氧基硅烷選自二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一種或幾種，使用量為硅氧烷原料質量的60~97%。4.根據權利要求2所述的一種有機硅改性PVC復合材料，其特征在于，含丙烯酰氧基的有機硅硅氧烷選自丙烯酰氧基三甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、丙烯酰氧基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊雄發，陳瓊，申艷平，來國橋，羅蒙賢，李澤，
申請(專利權)人：杭州師范大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33