本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料。
背景技术：
聚氯乙烯是世界上最早实现工业化的塑料品种之一，是一种性能优良，价格低廉的通用树脂，具有阻燃性能优良、耐腐蚀、耐磨损、摩擦系数小、导热率低、密封性能好、防尘、隔音、抗震、耐候等优点，在建筑、轻工、农用、包装、日用等领域有着广泛的应用。但是聚氯乙烯分子中的C-Cl键在受热时容易脱去HCl分子，在大分子链中引入不饱和键，影响树脂的耐老化性和热稳定性，因此限制了聚氯乙烯的使用范围和使用空间。随着社会的发展，人们对材料性能提出了更高的要求，目前的聚氯乙烯材料其耐磨性、耐热性不能满足社会的要求，需要进一步研究和改性。
技术实现要素：
本发明提出了一种耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其耐磨性高，耐热性好，耐老化性能优异，使用寿命长。
本发明提出了一种耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯60-85份、聚氨酯弹性体10-25份、氯磺化聚乙烯2-5份、丁腈橡胶3-5份、聚偏氟乙烯1-5份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物3-8份、聚丙烯纤维2-8份、植物纤维8-20份、玄武岩纤维5-13份、纳米碳酸钙10-25份、硅藻土5-15份、双季戊四醇已二酸酯1-3.5份、硬脂酸钙0.5-1.2份、硬脂酸锌0.9-1.5份、硬脂酸甘油酯0.8-1.5份、橄榄油0.3-1份、聚环氧氯丙烷0.3-1.5份、偶联剂0.5-2份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐0.5-1.5份、己二酸1-3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.3-0.9份、甲苯基二苯基磷酸酯0.8-1.5份、氢氧化锡酸锌0.5-1.3份、 五氧化二钒0.5-1.8份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯73-80份、聚氨酯弹性体17-21份、氯磺化聚乙烯3-4.2份、丁腈橡胶4-4.6份、聚偏氟乙烯3.5-4.3份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物5-6.8份、聚丙烯纤维6-6.5份、植物纤维15-18份、玄武岩纤维8-11份、纳米碳酸钙19-22份、硅藻土9-12份、双季戊四醇已二酸酯2.3-3.1份、硬脂酸钙0.7-1.1份、硬脂酸锌0.99-1.1份、硬脂酸甘油酯1.3-1.45份、橄榄油0.7-0.89份、聚环氧氯丙烷1.1-1.25份、偶联剂1.4-1.7份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐1.1-1.35份、己二酸1.7-2.3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.6-0.69份、甲苯基二苯基磷酸酯1.1-1.25份、氢氧化锡酸锌0.8-1.1份、五氧化二钒1.1-1.4份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯76份、聚氨酯弹性体19份、氯磺化聚乙烯3.6份、丁腈橡胶4.3份、聚偏氟乙烯4.1份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物5.7份、聚丙烯纤维6.26份、植物纤维16.3份、玄武岩纤维9.7份、纳米碳酸钙19.8份、硅藻土11.3份、双季戊四醇已二酸酯2.6份、硬脂酸钙0.78份、硬脂酸锌1.06份、硬脂酸甘油酯1.37份、橄榄油0.83份、聚环氧氯丙烷1.17份、偶联剂1.49份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐1.2份、己二酸2.1份、乙酰柠檬酸三丁酯0.65份、甲苯基二苯基磷酸酯1.2份、氢氧化锡酸锌1份、五氧化二钒1.2份。
优选地，所述植物纤维为亚麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维、大麻纤维、棉纤维、椰纤维、竹纤维中的一种或者多种的组合。
优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为40-80nm。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者多种的组合。
本发明中，聚氨酯弹性体加入到复合材料中，与聚氯乙烯形成了新的氢键，两者之间的结合力强，相容性好，聚偏氟乙烯具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性以及耐氧化性、耐磨性、柔韧性、高的冲击性强度、耐紫外线、耐辐射性，聚氨酯弹性体和聚偏氟乙烯与氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物配合，在不降低聚氯乙烯各项性能的基础上，提高了复合材料的韧性、冲击性能、加工性、耐药品性和耐磨性；玄武岩纤维是一种新型的高性能无机纤维，具有不燃、质轻、导热系数小、强度高、吸音性能好、绝缘、化学稳定性好的特点，与植物纤维、聚丙烯纤维、纳米碳酸钙、硅藻土配合，提高了复合材料的强度、阻燃性和吸音性；双季戊四醇己二酸酯添加到聚氯乙烯体系中，其中的多羟基会与体系中产生的氯化锌螯合，抑制其对聚氯乙烯的降解催化作用，还可以置换烯丙位氯和捕捉HCl等，明显改善“锌烧”现象，使体系处于稳定状态，并且其耐水性好；聚乙烯蜡接枝马来酸酐中的酐基可以与植物纤维、双季戊四醇已二酸酯中的羟基发生反应，形成牢固的化学键，且其中的亲油基可以与聚氯乙烯分子发生缠绕，将植物纤维、双季戊四醇已二酸酯与聚氯乙烯结合起来，改善了它们的相容性，提高了植物纤维对复合材料的补强作用，提高了复合材料的强度；己二酸加入到复合材料中，使聚氯乙烯的结晶度增大，结晶完善，晶粒尺寸大，并且使己二酸周围的聚氯乙烯处于亚稳状态，聚氯乙烯逐渐分解成短纤维，聚氯乙烯在微观上形成了规整的网络结构，在网络结构中还分散着短纤维，短纤维可以作为应力集中体而起到增强的作用，加之规整的网络结构对复合材料具有支撑和抗变形的作用，提高了复合材料的强度、刚性以及断裂伸长率；氢氧化锡酸锌的热稳定性好且无毒，加入到复合材料中与硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲苯基二苯基磷酸酯配合，提高了复合材料的热稳定性，同时改善了因硬脂酸甘油酯、乙酰柠檬酸三丁酯的加入引起的复合 材料阻燃性的降低，起到了阻燃抑烟的作用；五氧化二钒使聚氯乙烯的热解温度升高，起始脱HCl时间延长，对HCl的脱出反应有较强的抑制作用，进一步改善了复合材料的热稳定性；本发明中，各原料相互配合，得到的耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，耐磨性高，耐热性好，耐老化性能优异，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料中，聚氯乙烯的重量份可以为60.3、61、61.5、62、62.5、63、63.4、64、64.8、65、65.9、66、66.7、68、68.9、69、70、72、73.5、74、74.8、76.8、79、79.5、80.3、81、81.6、82、82.3、83、83.4、84、84.5份，聚氨酯弹性体的重量份可以为10.3、11、11.5、12、12.6、13、13.4、14、14.5、15、15.6、16、16.3、17.4、18、18.6、19.5、20、20.3、21.6、22、22.5、23、23.6、24、24.6份，氯磺化聚乙烯的重量份可以为2.3、2.7、3.4、3.8、4、4.8、4.89份，丁腈橡胶的重量份可以为3.2、3.4、3.56、3.8、3.94、4.2、4.85、4.93份，聚偏氟乙烯的重量份可以为1.2、1.6、1.9、2.0、2.3、2.4、2.8、3.2、3.7、4、4.5、4.8、4.86、4.97份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的重量份可以为3.2、3.8、4、4.5、4.9、5.3、6、6.4、7、7.2、7.8份，聚丙烯纤维的重量份可以为2.3、2.8、3、3.5、3.7、4、4.5、4.9、5、5.3、5.8、6.7、7、7.8、7.89份，植物纤维的重量份可以为8.6、9、9.4、10、10.5、11、11.6、12、12.5、13、13.6、14、14.5、15.3、16、16.7、17、17.5、18.6、19、19.4份，玄武岩纤维的重量份可以为5.3、5.8、6、6.4、7、7.5、8.6、9、9.4、10、10.3、11.5、12、12.6、12.8份，纳米碳酸钙的重量份可以为10.6、11、 11.3、12、12.5、13、13.6、14、14.5、15、15.8、16、16.9、17、17.5、18、18.6、19.5、20、20.3、21、21.5、22.6、23、23.4、24、24.6份，硅藻土的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9.4、10、10.5、11、11.6、12.5、13、13.4、14、14.8份、双季戊四醇已二酸酯的重量份可以为1.2、1.5、1.8、2、2.89、3、3.4、3.48份、硬脂酸钙的重量份可以为0.56、0.63、0.75、0.8、0.86、0.9、0.94、0.99、1.02、1.13、1.18份，硬脂酸锌的重量份可以为0.96、1.0、1.05、1.16、1.2、1.25、1.3、1.34、1.45、1.49份，硬脂酸甘油酯的重量份可以为0.86、0.9、0.94、1.0、1.05、1.1、1.13、1.2、1.25、1.34、1.4、1.46份，橄榄油的重量份可以为0.35、0.4、0.46、0.5、0.53、0.6、0.67、0.75、0.8、0.86、0.9、0.94份，聚环氧氯丙烷的重量份可以为0.35、0.4、0.46、0.5、0.59、0.6、0.63、0.7、0.75、0.8、0.86、0.9、0.94、1.0、1.05、1.2、1.26、1.3、1.35、1.4、1.48份，偶联剂的重量份可以为0.53、0.6、0.67、0.7、0.78、0.8、0.89、0.9、0.96、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.23、1.3、1.36、1.46、1.5、1.56、1.6、1.67、1.8、1.89、1.9、1.94份，聚乙烯蜡接枝马来酸酐的重量份可以为0.53、0.6、0.64、0.7、0.78、0.8、0.89、0.9、0.94、1.0、1.03、1.15、1.26、1.3、1.34、1.4、1.46份，己二酸的重量份可以为1.2、1.3、1.45、1.6、1.68、1.9、2.0、2.2、2.26、2.4、2.56、2.6、2.7、2.78、2.8、2.86、2.9、2.93份，乙酰柠檬酸三丁酯的重量份可以为0.35、0.4、0.46、0.5、0.53、0.67、0.7、0.75、0.8、0.84份，甲苯基二苯基磷酸酯的重量份可以为0.86、0.9、0.94、1.0、1.05、1.16、1.23、1.3、1.35、1.4、1.49份，氢氧化锡酸锌的重量份可以为0.56、0.6、0.63、0.7、0.75、0.86、0.9、0.94、1.02、1.16、1.2、1.23份，五氧化二钒的重量份可以为0.56、0.6、0.63、0.74、0.8、0.86、0.9、0.94、1.0、1.23、1.3、1.34、1.45、1.5、1.56、1.6、1.67、1.7、1.75份。
实施例1
本发明所述耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯60份、聚氨酯弹性体25份、氯磺化聚乙烯5份、丁腈橡胶5份、聚偏氟乙烯5份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物8份、聚丙烯纤维2份、植物纤维8份、玄武岩纤维13份、纳米碳酸钙25份、硅藻土5份、双季戊四醇已二酸酯3.5份、硬脂酸钙0.5份、硬脂酸锌1.5份、硬脂酸甘油酯0.8份、橄榄油1份、聚环氧氯丙烷0.3份、偶联剂2份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐0.5份、己二酸3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.3份、甲苯基二苯基磷酸酯1.5份、氢氧化锡酸锌0.5份、五氧化二钒1.8份。
实施例2
本发明所述耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯85份、聚氨酯弹性体10份、氯磺化聚乙烯2份、丁腈橡胶3份、聚偏氟乙烯1份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物8份、聚丙烯纤维8份、植物纤维20份、玄武岩纤维5份、纳米碳酸钙10份、硅藻土15份、双季戊四醇已二酸酯1份、硬脂酸钙1.2份、硬脂酸锌0.9份、硬脂酸甘油酯1.5份、橄榄油0.3份、聚环氧氯丙烷1.5份、偶联剂0.5份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐1.5份、己二酸1份、乙酰柠檬酸三丁酯0.9份、甲苯基二苯基磷酸酯0.8份、氢氧化锡酸锌1.3份、五氧化二钒0.5份；
其中，所述植物纤维为苎麻纤维、大麻纤维、棉纤维、椰纤维、竹纤维按1:2:3:2:1重量份之比的组合；所述纳米碳酸钙的平均粒径为55nm；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按任意重量份之比的组合。
实施例3
本发明所述耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组 分：聚氯乙烯74份、聚氨酯弹性体15份、氯磺化聚乙烯4.8份、丁腈橡胶4.2份、聚偏氟乙烯3.7份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物6.4份、聚丙烯纤维6.7份、植物纤维13.6份、玄武岩纤维8.6份、纳米碳酸钙20.3份、硅藻土10.5份、双季戊四醇已二酸酯3.48份、硬脂酸钙0.99份、硬脂酸锌1.34份、硬脂酸甘油酯1.2份、橄榄油0.9份、聚环氧氯丙烷1.35份、偶联剂1.3份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐1.34份、己二酸2.9份、乙酰柠檬酸三丁酯0.75份、甲苯基二苯基磷酸酯1.35份、氢氧化锡酸锌0.86份、五氧化二钒0.94份；
其中，所述植物纤维为黄麻纤维；所述纳米碳酸钙的平均粒径为80nm；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂按1:2重量份之比的组合。
实施例4
本发明所述耐磨耐热改性聚氯乙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分：聚氯乙烯76份、聚氨酯弹性体19份、氯磺化聚乙烯3.6份、丁腈橡胶4.3份、聚偏氟乙烯4.1份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物5.7份、聚丙烯纤维6.26份、植物纤维16.3份、玄武岩纤维9.7份、纳米碳酸钙19.8份、硅藻土11.3份、双季戊四醇已二酸酯2.6份、硬脂酸钙0.78份、硬脂酸锌1.06份、硬脂酸甘油酯1.37份、橄榄油0.83份、聚环氧氯丙烷1.17份、偶联剂1.49份、聚乙烯蜡接枝马来酸酐1.2份、己二酸2.1份、乙酰柠檬酸三丁酯0.65份、甲苯基二苯基磷酸酯1.2份、氢氧化锡酸锌1份、五氧化二钒1.2份；
其中，所述植物纤维为亚麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维、大麻纤维、棉纤维、椰纤维、竹纤维按任意重量份之比的组合；所述纳米碳酸钙的平均粒径为40nm；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。