一种高硬度pvc型材的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于PVC型材的制作领域，尤其涉及一种高硬度PVC型材的方法。
【背景技术】
[0002]磷石膏是磷肥工业的固体废弃物，而磷酸是磷肥工业的基础。湿法磷酸生产工艺是最为常用的磷酸生产工艺。湿法磷酸生产工艺中，首先通过硫酸分解磷矿粉生产萃取料浆，然后过滤洗涤制得磷酸，而过滤洗涤的过程中便会产生磷石膏废弃物。一般每生产1吨磷酸约产生5?6吨磷石膏，每生产1吨磷酸二铵则会排放2.5?5吨磷石膏。随着我国近几年来高浓度复合肥工业的迅猛发展，每年由磷肥类化工企业及其它企业(如复合添加剂)合计约为2000多万吨。因此，有大量的研究者开始从事于磷石膏的综合利用研究，并将磷石膏作为建筑材料的原料进行制备，如保温砌块等等；还有研究者将其作为制备氧化钙、二氧化硫的原料等等；但尽管如此，每年对磷石膏的综合利用率还不到10%，使得磷石膏的综合利用开发还需要进一步的加大进程。
[0003]现有技术中，在PVC(聚氯乙烯)中添加磷石膏(填料)，配合稳定剂、润滑剂以及其他添加剂制作各种PVC材料产品，如PVC管材、PVC型材、PVC板材等。而PVC是一种无毒、无臭的白色粉末，在国内，PVC的产量和消费量都位居五大通用树脂之首；基于此，本文对磷石膏作为PVC材料产品的填料展开研究，结合PVC的生产工艺，设计出一套利用磷石膏生产PVC材料产品的工艺，为磷石膏的综合利用提供新途径。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种高硬度PVC型材的方法。
[0005]本发明通过以下技术方案得以实现。
[0006]本发明提供的一种高硬度PVC型材的方法，其特征在于:包括以下重量份的原料:聚氯乙稀树脂90?110份，磷石膏50?60份，石墨化纳米碳纤维5?8份，聚乙稀醇1?3份，乳酸钙1?2份，稳定剂1?4份，抗氧化剂0.5?2份，润滑剂1?2份、复合增塑剂5?10份。
[0007]进一步的，其工艺如下:
[0008]1)磷石膏处理，将磷石膏粉粹后进过质量浓度为10?40%的氢氧化钙溶液浸泡，脱水后在600?900°C的温度下煅烧，然后再用水浸泡，脱水后在163?400°C的温度下煅烧，得到硬石膏，然后进行研磨成400?800目的粉粒为硬石膏；
[0009]2)混料，将硬石膏与聚氯乙烯树脂、石墨化纳米碳纤维、聚乙烯醇、乳酸钙、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂投入高速搅拌机中，并且升温至120?135°C以上，混合搅拌lOmin以上，然后排出物料，并保持物料温度在60?80°C ；
[0010]3)挤压成型，将物料放入置于双螺杆挤出机中，料筒温度控制在120?180°C，挤出型材胚料；
[0011]4)成品，经过冷却成型，按照要求切割及得成品。
[0012]进一步的，所述的稳定剂为等量的三巯基乙酸异辛酯锑、缩二脲、乙酰丙酮锌中。
[0013]进一步的，所述的抗氧化剂为对，对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α -萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含酯基受阻酚，含硫醚基酚的一种或多种。
[0014]进一步的，所述的润滑剂为硬脂醇、石蜡、三羟甲基丙烷、油酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵、松香酸、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
[0015]进一步的，所述的复合增塑剂为棕榈油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。
[0016]进一步的，所述的步骤3)中料筒分为三段，第一段料筒温度为150?170°C，第二段料筒温度为163?180°C，第三段料筒温度为120?150°C。
[0017]本发明的有益效果在于:本发明使用聚乙烯醇对磷石膏晶体进行改性，其使得磷石膏替代了传统PVC型材制备过程中的钙粉，拓展了 PVC用钙粉的来源，降低了 PVC生产用钙粉的成本，降低了磷石膏的堆存量，拓展了磷石膏综合利用途径，提高了磷石膏综合利用率，并配合石墨化纳米碳纤维、乳酸妈、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂的使用，大幅改善PVC性能，大大提高了其冲击韧性，增强了 PVC材料的刚性，耐热性和加工性。
【具体实施方式】
[0018]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0019]实施例一
[0020]本发明提供的一种高硬度PVC型材的方法，原料组成为:聚氯乙烯树脂90kg，磷石膏50kg，石墨化纳米碳纤维5kg，聚乙稀醇1kg，乳酸|丐1kg，稳定剂1kg，抗氧化剂0.5kg，润滑剂1kg、复合增塑剂5kg。
[0021]所述的稳定剂为等量的三巯基乙酸异辛酯锑、缩二脲、乙酰丙酮锌。
[0022]所述的抗氧化剂为对，对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α -萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含酯基受阻酚，含硫醚基酚的一种或多种，本实施例选择氨基甲酸酯。
[0023]所述的润滑剂为硬脂醇、石蜡、三羟甲基丙烷、油酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵、松香酸、聚二甲基硅氧烷中的至少一种，本实施例选择硬脂醇。
[0024]所述的复合增塑剂为棕榈油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种，本实施例选择邻苯二甲酸二辛酯。
[0025]其制作工艺如下:
[0026]1)磷石膏处理，将磷石膏粉粹后进过质量浓度为10%的氢氧化钙溶液浸泡，脱水后在600°C的温度下煅烧，然后再用水浸泡，脱水后在163°C的温度下煅烧，得到硬石膏，然后进行研磨成400目的粉粒为硬石膏；
[0027]2)混料，将硬石膏与聚氯乙烯树脂、石墨化纳米碳纤维、聚乙烯醇、乳酸钙、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂投入高速搅拌机中，并且升温至120°C以上，混合搅拌lOmin以上，然后排出物料，并保持物料温度在60°C ；
[0028]3)挤压成型，将物料放入置于双螺杆挤出机中，料筒温度控制在120?180°C，挤出型材胚料；
[0029]4)成品，经过冷却成型，按照要求切割及得成品。
[0030]实施例二
[0031]本发明提供的一种高硬度PVC型材的方法，包括以下原料:聚氯乙烯树脂110kg，磷石膏60kg，石墨化纳米碳纤维8kg，聚乙稀醇3kg，乳酸|丐2kg，稳定剂4kg，抗氧化剂2kg，润滑剂2kg、复合增塑剂10kg。
[0032]所述的稳定剂为等量的三巯基乙酸异辛酯锑、缩二脲、乙酰丙酮锌。
[0033]所述的抗氧化剂为对，对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基_α -萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含酯基受阻酚，含硫醚基酚的一种或多种，本实施例选择辛基_ 丁基二苯胺。
[0034]所述的润滑剂为硬脂醇、石蜡、三羟甲基丙烷、油酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵、松香酸、聚二甲基硅氧烷中的至少一种，本实施例选择松香酸。
[0035]所述的复合增塑剂为棕榈油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种，本实施例选择邻苯二甲酸二异辛酯。
[0036]其制作工艺如下:
[0037]1)磷石膏处理，将磷石膏粉粹后进过质量浓度为40%的氢氧化钙溶液浸泡，脱水后在900°C的温度下煅烧，然后再用水浸泡，脱水后在400°C的温度下煅烧，得到硬石膏，然后进行研磨成800目的粉粒为硬石膏；
[0038]2)混料，将硬石膏与聚氯乙烯树脂、石墨化纳米碳纤维、聚乙烯醇、乳酸钙、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂投入高速搅拌机中，并且升温至135°C以上，混合搅拌lOmin以上，然后排出物料，并保持物料温度在80°C ；
[0039]3)挤压成型，将物料放入置于双螺杆挤出机中，料筒温度控制在120?180°C，挤出型材胚料；
[0040]4)成品，经过冷却成型，按照要求切割及得成品。
[0041]实施例三
[0042]本实施例同实施例二，只是在原料上存在不同，本实施例的原料为聚氯乙烯树脂100kg，磷石膏55kg，石墨化纳米碳纤维3kg，聚乙稀醇2kg，乳酸|丐1kg，稳定剂2kg，抗氧化剂1kg，润滑剂1.5kg、复合增塑剂5kg。
[0043]实施例四
[0044]本实施例同实施例三，只是在制作工艺的步骤3)上存在不同，本实施例制作的步骤3)为:挤压成型，将物料放入置于双螺杆挤出机中，料筒分为三段，第一段料筒温度为150?170°C，第二段料筒温度为163?180°C，第三段料筒温度为120?150°C ;挤出型材胚料。
【主权项】
1.一种高硬度PVC型材的方法，其特征在于:包括以下重量份的原料:聚氯乙烯树脂90?110份，磷石膏50?60份，石墨化纳米碳纤维5?8份，聚乙烯醇1?3份，乳酸钙1?2份，稳定剂1?4份，抗氧化剂0.5?2份，润滑剂1?2份、复合增塑剂5?10份。2.如权利要求1所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:其工艺如下: 1)磷石膏处理，将磷石膏粉粹后进过质量浓度为10?40%的氢氧化钙溶液浸泡，脱水后在600?900°C的温度下煅烧，然后再用水浸泡，脱水后在163?400°C的温度下煅烧，得到硬石膏，然后进行研磨成400?800目的粉为硬石膏； 2)混料，将硬石膏与聚氯乙烯树脂、石墨化纳米碳纤维、聚乙烯醇、乳酸钙、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂投入高速搅拌机中，并且升温至120?135°C以上，混合搅拌lOmin以上，然后排出物料，并保持物料温度在60?80°C ； 3)挤压成型，将物料放入置于双螺杆挤出机中，料筒温度控制在120?180°C，挤出型材胚料； 4)成品，经过冷却成型，按照要求切割及得成品。3.如权利要求1或2所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:所述的稳定剂为等量的三巯基乙酸异辛酯锑、缩二脲、乙酰丙酮锌。4.如权利要求1或2所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:所述的抗氧化剂为对，对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α -萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含酯基受阻酚，含硫醚基酚的一种或多种。5.如权利要求1或2所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:所述的润滑剂为硬脂醇、石蜡、三羟甲基丙烷、油酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵、松香酸、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。6.如权利要求1或2所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:所述的复合增塑剂为棕榈油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。7.如权利要求2所述的高硬度PVC型材的方法，其特征在于:所述的步骤3)中料筒分为三段，第一段料筒温度为150?170°C，第二段料筒温度为163?180°C，第三段料筒温度为 120 ?150。。。
【专利摘要】本发明提供了一种高硬度PVC型材的方法，属于PVC型材的制作领域，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂90～110份，磷石膏50～60份，石墨化纳米碳纤维5～8份，聚乙烯醇1～3份，乳酸钙1～2份，稳定剂1～4份，抗氧化剂0.5～2份，润滑剂1～2份、复合增塑剂5～10份；其制作工艺为：磷石膏处理、混料、挤压成型和成品。本发明使用聚乙烯醇对磷石膏晶体进行改性，其使得磷石膏替代了传统PVC型材制备过程中的钙粉，拓展了PVC用钙粉的来源，降低了PVC生产用钙粉的成本，拓展了磷石膏综合利用途径，提高了磷石膏综合利用率，并配合石墨化纳米碳纤维、乳酸钙、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、复合增塑剂的使用，大幅改善PVC性能，大大提高了其冲击韧性，增强了PVC材料的刚性，耐热性和加工性。
【IPC分类】C08K5/098, C08L91/00, C08K3/32, C08K5/18, C08L29/04, C08K7/06, C08L91/06, B29C47/92, C08K9/02, C08L27/06, C08K5/12, C08K13/06
【公开号】CN105348687
【申请号】CN201510845152
【发明人】杨永彬, 杨步雷, 向前勇, 李泽钢, 王伟
【申请人】贵州开磷集团股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月29日