一种高性能PVC弹性体改性材料及其制备方法与流程

一种高性能pvc弹性体改性材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及材料制备技术领域，具体为一种高性能pvc弹性体改性材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚氯乙烯塑料是由氯乙烯单体聚合而成的，是常用的热塑性塑料之一。它的商品名称简称为“氯塑”，英文缩写为pvc。纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物质，其分解温度与塑化温度极为接近，而且机械强度较差。因此，无法用聚氯乙烯树脂来塑制产品，必须加入增塑剂、稳定剂、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各类产品。根据加入增塑剂量的多少分为硬质聚氯乙烯和软质聚氯乙烯。聚氯乙烯是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一、是当今世界上被广泛应用的一种合成材料。它具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合物理性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点；但也存在如下缺点：1、韧性差，受冲击时极易脆裂，pvc的脆性受温度影响很大，一般的pvc制品使用下限为
‑
15℃，软质pvc的使用下限为
‑
40℃；2、热稳定性差，其在100℃时就开始分解出hcl，高于150℃时分解更加迅速，而pvc的熔融温度约为180℃；3、pvc的粘度极高，流动性极差，在一定程度上限制了其广泛使用。通常常采用在pvc中加入其他改性剂来增强其耐热性、韧性、弹性延展性等性能；目前大部分软质pvc塑料最多只能做到硬度55a以上，没有办法做到接近橡胶的优良弹性、细腻手感，特别是目前在全球实行环保rohs2.0限用邻苯二甲酸酯增塑剂dop以来，只能使用对苯二甲酸二辛脂和环氧大豆油作为环保pvc料的增塑剂，而对苯二甲酸二辛酯作为pvc增塑剂超过100phr会有油脂析出明显的缺点，因此设计一种高性能pvc弹性体改性材料及其制备方法是很有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高性能pvc弹性体改性材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
5.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
6.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂备用，其中pvc树脂为乙烯法聚合度1800树脂粉和乙烯法聚合度2500树脂粉中的其中一种或者两种混合物，增塑剂为
对苯二甲酸二辛酯，填充剂为2500目的重质超细碳酸钙和2000目的重质碳酸钙中的其中一种或者两种混合物，阻燃剂为含锑量99.99％的三氧化二锑和硅钼复合环保阻燃剂的混合物；
7.其中在上述步骤二中，将步骤一中称取的上述原料依次按工艺卡顺序要求放入高速共混机中，搅拌15
‑
25min，待料温升至120℃
‑
135℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松；
8.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料。
9.根据上述技术方案，所述步骤一中，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物。
10.根据上述技术方案，所述步骤一中，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物。
11.根据上述技术方案，所述步骤一中，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑。
12.根据上述技术方案，所述步骤三中，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为125
‑
135℃、二区温度为130
‑
145℃、三区温度为135
‑
150℃、四区温度为140
‑
150℃、五区温度为140
‑
155℃以及机头温度为120
‑
130℃。
13.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该一种高性能pvc弹性体改性材料及其制备方法，改变了传统中制备pvc弹性体改性材料的配方，通过该改性材料制得线材、管材、胶垫、手柄套后手感细腻、环保无毒、弹性优良、表面可雾可亮、且耐低温和物理性能优良，能用于高柔软电线护套、影音耐磨线材护套、高弹套管、自行车手柄、工具手把、线材尾卡、胶垫的生产，阻燃效果好，综合性能优异，同时制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，用途广泛，可大规模工业化生产。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
15.图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
18.实施例1：
19.一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
20.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步
骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
21.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取30.09份的pvc树脂粉、38.22份的增塑剂、24.07份的填充剂、1.05份的热稳定剂、3.76份的弹性剂、0.9份的阻燃剂和1.55份的干爽剂备用，其中pvc树脂为30.09份的乙烯法聚合度2500树脂粉，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，填充剂为24.07份的2000目的重质碳酸钙，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物，阻燃剂为0.45份的含锑量99.99％的三氧化二锑和0.45份的硅钼复合环保阻燃剂的混合物，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑；
22.其中在上述步骤二中，将步骤一中称取的上述原料依次放入填充剂、pvc树脂粉、热稳定剂、干爽剂和增塑剂到高速共混机中，先低速搅拌3
‑
5min，增塑剂和粉料混合均匀后高速搅拌10
‑
20mn，待料温升至110℃
‑
125℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松低时速转动搅拌机加入阻燃剂和弹性剂全速搅拌2min；
23.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料，且双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为125℃、二区温度为130℃、三区温度为135℃、四区温度为140℃、五区温度为140℃以及机头温度为120℃。
24.实施例2：
25.一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
26.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
27.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取30.98份的pvc树脂粉、37.17份的增塑剂、23.23份的填充剂、1.08份的热稳定剂、4.65份的弹性剂、0.93份的阻燃剂和1.55份的干爽剂备用，其中pvc树脂为30.98份的乙烯法聚合度2500树脂粉，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，填充剂为2000目的重质碳酸钙，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物，阻燃剂为0.45份的含锑量99.99％的三氧化二锑和0.48份的硅钼复合环保阻燃剂的混合物，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑；
28.其中在上述步骤二中，将步骤一中称取的上述原料依次放入填充剂、pvc树脂粉、热稳定剂、干爽剂和增塑剂到高速共混机中，先低速搅拌3
‑
5min，增塑剂和粉料混合均匀后高速搅拌10
‑
20mn，待料温升至110℃
‑
125℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松低时速转动搅拌机加入阻燃剂和弹性剂全速搅拌2min；
29.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料，且双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为125℃、二区温度为132℃、三区温度为136℃、四区温度为145℃、五区温度为142℃以及机头温度为
122℃。
30.实施例3：
31.一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
32.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
33.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取31.67份的pvc树脂粉、36.42份的增塑剂、22.17份的填充剂、1.11份的热稳定剂、6.33份的弹性剂、0.95份的阻燃剂和0.95份的干爽剂备用，其中pvc树脂为乙烯法聚合度2500树脂粉，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，填充剂为10.17份的2500目的重质超细碳酸钙和12份的2000目的重质碳酸钙混合而成，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物，阻燃剂为0.47份的含锑量99.99％的三氧化二锑和0.48份的硅钼复合环保阻燃剂的混合物，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑；
34.其中在上述步骤二中，将步骤一中称取的上述原料依次放入填充剂、pvc树脂粉、热稳定剂、干爽剂和增塑剂到高速共混机中，先低速搅拌3
‑
5min，增塑剂和粉料混合均匀后高速搅拌10
‑
20mn，待料温升至110℃
‑
125℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松低时速转动搅拌机加入阻燃剂和弹性剂全速搅拌2min；
35.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料，且双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为128℃、二区温度为135℃、三区温度为140℃、四区温度为145℃、五区温度为142℃以及机头温度为125℃。
36.实施例4：
37.一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
38.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
39.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取32.54份的pvc树脂粉、35.28份的增塑剂、20.34份的填充剂、1.14份的热稳定剂、8.14份的弹性剂、0.98份的阻燃剂和0.65份的干爽剂备用，其中pvc树脂为16.27份的乙烯法聚合度1800树脂粉和16.27份的乙烯法聚合度2500树脂粉的混合物，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，填充剂为2500目的重质超细碳酸钙，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物，阻燃剂为0.49份的含锑量99.99％的三氧化二锑和0.49份的硅钼复合环保阻燃剂的混合物，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑；
40.其中在上述步骤二中，将步骤一中称取的上述原料依次放入填充剂、pvc树脂粉、热稳定剂、干爽剂和增塑剂到高速共混机中，先低速搅拌3
‑
5min，增塑剂和粉料混合均匀后高速搅拌10
‑
20mn，待料温升至110℃
‑
125℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松低时速转动搅拌机加入阻燃剂和弹性剂全速搅拌2min；
41.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料，且双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为130℃、二区温度为140℃、三区温度为145℃、四区温度为150℃、五区温度为150℃以及机头温度为125℃。
42.实施例5：
43.一种高性能pvc弹性体改性材料，配方包括：pvc树脂粉、增塑剂、填充剂、热稳定剂、弹性剂、阻燃剂和干爽剂，各组分的重量份数分别是：30.09
‑
32.54份的pvc树脂粉、32.33
‑
38.22份的增塑剂、20.34
‑
24.63份的填充剂、1.05
‑
1.23份的热稳定剂、3.76
‑
9.24份的弹性剂、0.9
‑
0.98份的阻燃剂和0.62
‑
1.55份的干爽剂。
44.一种高性能pvc弹性体改性材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，搅拌加热；步骤三，挤出造粒；
45.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取30.79份的pvc树脂粉、32.33份的增塑剂、24.63份的填充剂、1.23份的热稳定剂、9.24份的弹性剂、0.92份的阻燃剂和0.62份的干爽剂备用，其中pvc树脂为15.39份的乙烯法聚合度1800树脂粉和15.4份的乙烯法聚合度2500树脂粉混合物，增塑剂为对苯二甲酸二辛酯，填充剂为2500目的重质超细碳酸钙，热稳定剂是由硬脂酸钙、抗氧剂、硬脂酸锌、塞克和水滑石以重量比27.7∶14.8∶29.6∶6.6∶21.3组成的混合物，弹性剂为bnr丁腈橡胶，是由丙烯腈与丁二烯经乳液聚合而成的共聚物，阻燃剂为0.46份的含锑量99.99％的三氧化二锑和0.46份的硅钼复合环保阻燃剂的混合物，干爽剂为粒径10
‑
20nm的气相法白炭黑；
46.其中在上述步骤二中将步骤一中称取的上述原料依次放入填充剂、pvc树脂粉、热稳定剂、干爽剂和增塑剂到高速共混机中，先低速搅拌3
‑
5min，增塑剂和粉料混合均匀后高速搅拌10
‑
20mn，待料温升至110℃
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125℃，且原料混合均匀以及树脂粉蓬松低时速转动搅拌机加入阻燃剂和弹性剂全速搅拌2min；
47.其中在上述步骤三中，将搅拌好的原料通过高扭矩真空双螺杆挤出机挤出造粒，制得高性能pvc弹性体改性材料粒料，且双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度为135℃、二区温度为140℃、三区温度为145℃、四区温度为150℃、五区温度为150℃以及机头温度为130℃。
48.将上述实施例所得高性能pvc弹性体改性材料粒料分别进行检测，所得数据如下表：
49.测试项目标准值实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5拉伸强度(mpa)≥10.012.213.113.614.214.3断裂伸长率(％)≥100332335316297303撕裂强度(n/mm)≥25n/mm28.630.331.230.833.4耐磨性(周)500周731756783792785硬度/shore(a) 4347505357
压缩永久形变(％)≦5035.331.232.738.625.7阻燃vw
‑
1合格合格合格合格合格耐疲劳性(弯曲次)≧50000次100000100000100000100000100000
50.基于上述，本发明的优点在于，本发明，改变了传统中制备pvc弹性体改性材料的配方，通过该配方制成的材料手感细腻、环保无毒、弹性优良、表面可雾可亮、且耐低温和物理性能优良，进而扩大了该材料的使用范围，且阻燃效果好，综合性能优异，同时制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，用途广泛，有利于大规模工业化生产。
51.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。