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一種新型復(fù)合鈣pvc復(fù)合材料的制作方法

文檔序號(hào):4416244閱讀:455來源:國(guó)知局
專利名稱:一種新型復(fù)合鈣pvc復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供了一種新型復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,本發(fā)明采用采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充,使PVC的拉伸強(qiáng)度增加18%,PVC的無缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍以上,達(dá)到40. 65 kJ/m2,PVC缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍左右,達(dá)到23. 04 kj/m2,復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好,其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均有較大的提高。
背景技術(shù)
聚氯乙烯是五大通用樹脂之一,其產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯。隨著化學(xué)建材的大量推廣和使用,PVC硬制品的使用比例不斷提高,尤其是管材、板材和型材等需求增長(zhǎng)迅速,因此對(duì)聚氯乙烯的使用性能有了更高的要求。聚氯乙烯樹脂較脆,傳統(tǒng)增韌改性技術(shù)通常是在樹脂中加人橡膠彈性體,卻是以降低材料寶貴的剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性為代價(jià)的。聚氯乙烯沖擊強(qiáng)度低,硬質(zhì)PVC材料脆性大、耐熱變形性差、熱穩(wěn)定性差,因此對(duì)其增韌改性是十分必要的。改性PVC的傳統(tǒng)方法是填充彈性體,材料的韌性得到很大的提高,但是剛度、加工流動(dòng)性及耐熱性等性能降低。近年來采用非彈性體填充塑料的方法,不僅提高了 PVC的韌性,同時(shí)也可以改善其彈性模量、強(qiáng)度、加工流動(dòng)性、熱變形溫度等,體現(xiàn)出增韌增強(qiáng)的雙重效應(yīng).填充塑料的非彈性體中首選碳酸鈣,因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉,用它填充樹脂不僅可以降低成本,節(jié)省樹脂,還能使制品彈性模量、硬度、熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性等性能得到改善。CaCO3能增強(qiáng)增韌PVC,隨著科技進(jìn)步,要求材料有更好的性能,單一材料無力滿足更高要求,然而集不同材料的各種性能于一體的新型材料卻能制得綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料。CaCO3填充改性PVC的研究起步較早,最初由普通CaCO3和微米級(jí)CaCO3逐步發(fā)展至今天的納米級(jí)CaC03。納米級(jí)碳酸鈣因?yàn)榫哂行〕叽缧?yīng)以及特殊的表面效應(yīng),增韌改性PVC達(dá)到了明顯的效果.對(duì)礦物粉體表面進(jìn)行納米修飾是由清華大學(xué)材料系研發(fā),在微米重鈣表面實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)包覆,粉體被包覆后不但具有微米粒子的性質(zhì)和結(jié)構(gòu),還有納米微粒的優(yōu)異性質(zhì),從而將微米級(jí)顆粒良好的分散性能和納米級(jí)粒子優(yōu)良的增韌性能集中起來,產(chǎn)生了增韌增強(qiáng)的雙重效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新型復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,本發(fā)明采用采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充,使PVC的拉伸強(qiáng)度增加18%,PVC的無缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍以上,達(dá)到40. 65 kJ/m2,PVC缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍左右,達(dá)到23. 04 kj/m2,復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好,其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均有較大的提高。I. 一種新型復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,本發(fā)明采用采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充,使PVC的拉伸強(qiáng)度增加18%,PVC的無缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍以上,達(dá)到40. 65 kJ/m2,PVC缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍左右,達(dá)到23. 04 kj/m2,復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好,其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均有較大的提高。2.步驟I所述的采用的復(fù)合鈣為粒度I. 81 μ m的重鈣及納米鈣各為40和10 Phr的復(fù)合的碳酸鈣,并且經(jīng)過鋁酸酯改性,PVC聚合度為1000。3.步驟I所述的采用的樹脂基體和助劑為聚氯乙烯(PVC) 100 Phr,復(fù)合鉛7. 5Phr,硬脂酸鈣 I Phr,固體石蠟 2 Phr,硬脂酸 2. 5 Phr,CPE 4 Phr ACR 2 Phr。4.步驟I所述的將高攪機(jī)升溫至70°C,然后把采用的樹脂基體和助劑一起加入高攪機(jī),高速攪拌20min除去物料的水分,擦干機(jī)器中的水后再將改性后的碳酸鈣倒入,繼續(xù)攪拌I min出料。5.步驟I所述的將同向雙螺桿擠出機(jī)的八段溫度分別設(shè)置為157,162,167,174,173,172,167和162°C,然后熔融共混、擠出造粒,接著把制得的粒子置于70°C的烘箱中烘干8 h,最后將干燥后的粒子用注塑機(jī)在200 203°C下注塑成國(guó)標(biāo)樣條拉伸試樣在切樣機(jī)上用切樣刀制成,拉伸性能按GB/T 1040-92標(biāo)準(zhǔn)在4302型Instron電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)定。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提供了一種新型復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,本發(fā)明采用采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充,使PVC的拉伸強(qiáng)度增加18%,PVC的無缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍以上,達(dá)到40. 65 kj/m2,PVC缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍左右,達(dá)到23. 04 kj/m2,復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好,其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均有較大的提高。


圖I復(fù)合鈣用量對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響。圖2復(fù)合鈣對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響。圖3復(fù)合鈣對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的影響。圖4復(fù)合鈣對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明,但對(duì)本發(fā)明沒有限制。實(shí)施例I
本實(shí)施例說明復(fù)合鈣的用量對(duì)PVC/CaC03復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響,而復(fù)合鈣的用量對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響。圖I是復(fù)合鈣的用量對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響的變化曲線,從圖中可以看出,復(fù)合鈣的用量對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度有很大的影響,隨著復(fù)合鈣的用量的增加,拉伸強(qiáng)度增加,大約在50 Phr時(shí)達(dá)到最大值,再加入復(fù)合鈣其力學(xué)性能則不升反降。這表明,加入適量復(fù)合鈣,改善了復(fù)合材料的整體的力學(xué)性能。由圖2可以看出對(duì)比原始PVC,PVC/ CaCO3復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有了極大地提聞。實(shí)施例2
本實(shí)施例說明復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的影響。圖3是復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的影響,在圖中對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料與原始PVC進(jìn)行比較,從圖中可以看出,復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度有很大的影響,較原始PVC相比,缺口沖擊強(qiáng)度和無缺口沖擊強(qiáng)度都有了很大的提高。實(shí)施例3
本實(shí)施例說明復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響。圖4是復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響,在圖中對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料與原始PVC進(jìn)行比較,從圖中可以看出,復(fù)合鈣的使用對(duì)PVC/ CaCO3復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度有很大的影響,較原始PVC相比,PVC/ CaCO3復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度有了很大的提高。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,其特征在于將高攪機(jī)升溫至70°C,然后把采用的樹脂基體和助劑一起加入高攪機(jī),高速攪拌20min除去物料的水分,擦干機(jī)器中的水后再將改性后的碳酸鈣倒入,繼續(xù)攪拌I min出料;采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,其特征在于所述的復(fù)合鈣為粒度I.81 μ m的重鈣及納米鈣各為40和10 Phr的復(fù)合的碳酸鈣,并且經(jīng)過鋁酸酯改性,PVC聚合度為1000。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,其特征在于采用的樹脂基體和助劑為聚氯乙烯100 Phr,復(fù)合鉛7.5 Phr,硬脂酸鈣I Phr,固體石蠟2 Phr,硬脂酸2. 5 Phr7CPE 4 Phr ACR 2 Phr。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,其特征在于將同向雙螺桿擠出機(jī)的八段溫度分別設(shè)置為157,162,167,174,173,172,167和162°C,然后熔融共混、擠出造粒,接著把制得的粒子置于70°C的烘箱中烘干8 h,最后將干燥后的粒子用注塑機(jī)在200 203°C下注塑成國(guó)標(biāo)樣條拉伸試樣在切樣機(jī)上用切樣刀制成,拉伸性能按GB/T 1040-92標(biāo)準(zhǔn)在4302型Instron電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型復(fù)合鈣PVC復(fù)合材料,本發(fā)明采用采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒、注塑機(jī)注塑成型,選用復(fù)合鈣填充,使PVC的拉伸強(qiáng)度增加18%,PVC的無缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍以上,達(dá)到40.65kJ/m2,PVC缺口沖擊強(qiáng)度增加3倍左右,達(dá)到23.04kJ/m2,復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好,其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均有較大的提高。
文檔編號(hào)B29C45/78GK102911449SQ201210237139
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者徐培君 申請(qǐng)人:蘇州寶津塑業(yè)有限公司
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