一种可控温度发泡的PVC材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及发泡材料制备，具体涉及一种可控温度发泡的pvc材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂，或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。pvc材料材质轻，具有防水防潮，阻燃隔热等优点，曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

2、目前，世界范围内汽车工业发展迅速，汽车工业不仅已成为美国、日本等发达国家的支柱产业，也是包括我国在内的一些发展中国家的支柱产业，汽车工业的飞速发展带动了汽车脚垫行业的迅猛发展。当前，汽车脚垫还没有统一的国家标准或行业标准，脚垫种类繁多，现有的汽车脚垫有化纤脚垫、pvc材料、橡胶脚垫、丝圈脚垫、亚麻脚垫、皮革脚垫、羊毛脚垫等，其中化纤脚垫很显脏；亚麻脚垫虽价格便宜，比较软，但清洗后易起毛、易变形；皮革脚垫，清洗方便，但是隔音效果较差；橡胶脚垫，清洗方便，但不够环保，味道比较重；羊毛脚垫成本高，难以清洗。当下，汽车脚垫的发展方向是：低成本、加工工艺简单、注塑成型、生产效率高，且不影响其使用性能。

3、中国专利cn114437428a公开了一种改性nbr/pvc发泡材料及其制备方法，有效改善了材料的质量和热稳定性，无毒环保，但发泡效果和抗冲击性能有待进一步提高。专利申请号为cn102002865a公开的高弹pvc合成革及其生产方法，利用pvc作为树脂基体，通过加入发泡剂、填料等制造比较高档的人造革，然而由于邻苯二甲酸二辛脂的存在对环境、人体有一定的负面影响，同时，也没有解决存在的缺陷：泡孔的塌陷和破裂，使pvc复合材料的力学性能和品质不如人意。

4、因此，为了较好地满足生产及实际应用的需要，有必要提供一种发泡均匀性好、密度低、抗冲击性能良好的pvc材料。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种发泡均匀性好、密度低、抗冲击性能良好的pvc材料，以满足实际生产需求。

2、为达此目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种可控温度发泡的pvc材料，所述可控温度发泡的pvc材料包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂100份、填料20-40份、可控温度发泡剂0.1-0.5份、增塑剂20-40份、抗氧剂0.1-0.5份和阻燃剂5-20份。

4、在本发明的一些实施方案中，所述填料为滑石粉、碳酸钙、二氧化硅中的一种或多种组合。

5、在本发明的一些实施方案中，所述增塑剂为环氧大豆油硬脂酸酯、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二酯中的一种或多种组合。

6、在本发明的一些实施方案中，所述抗氧剂为抗氧剂626或抗氧剂1010中的任意一种。

7、在本发明的一些实施方案中，所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯树脂pbs-64hw或聚溴化苯乙烯。

8、在本发明的一些实施方案中，所述可控温度微球发泡剂包含包材及位于包材内部的芯材，所述包材为脲醛树脂，所述芯材为三氮烯聚合物，其中，三氮烯聚合物选自如下式i-1和/或式i-2的化合物：

9、

10、其中，a为1-7的整数，b为1-5的整数。

11、进一步的，所述三氮烯聚合物制备方法包括以下步骤：

12、(1)将4,4’-二氨基苯醚和盐酸混合，机械搅拌，得到乳白色浊液，然后在冰浴条件下加入亚硝酸钠溶液，得到淡黄色透明澄清溶液；

13、(2)调整ph值为9-10，在冰浴条件下，向步骤(1)的产物中加入二元胺，析出米黄色固体，继续搅拌、抽滤，产物即为三氮烯聚合物。

14、在本发明的一些实施方案中，所述4,4’-二氨基苯醚和二元胺的摩尔比为1:1-1.2(例如，可以是1:1，1:1.11，1:1.12，1:1.13，1:1.14，1:1.15，1:1.16，1:1.17，1:1.18，1:1.19，1:1.2或其中任意值)。

15、在本发明三氮烯聚合物的制备方法中，步骤(1)中所述盐酸的浓度为40-60％(例如，可以是40％，42％，44％，46％，48％，50％，52％，54％，56％，58％，60％或其中任意值)；

16、在本发明的一些实施方案中，步骤(2)中所述二元胺为无水哌嗪或1,6-己二胺。

17、进一步地，所述可控温度发泡剂的制备方法，具体包括以下步骤：

18、(1)将尿素、甲醛混合均匀，用去离子水溶解；

19、(2)将体系升温进行搅拌，得到预聚体；

20、(3)将三氮烯类聚合物加入到体系中，并加入乳化剂，然后分散成均匀稳定的乳液；

21、(4)添加稀盐酸调整ph为2-3，开始聚合，升温熟化反应，用氢氧化钠调节ph到7-9左右，将水去除，即得到可控温度发泡剂。

22、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的尿素与甲醛的摩尔比为1.5-2：1(例如可以是1.5：1,1.6：1,1.7：1,1.8：1,1.9：1,2：1或其中任意点值)，去离子水的质量为尿素与甲醛质量和的2-4倍(例如可以是2倍，2.5倍，3倍，3.5倍，4倍或其中任意值)。

23、在本发明的一些实施方案中，步骤(2)中所述的体系升温为70-80℃(例如可以是70℃，71℃，72℃，73℃，74℃，75℃，76℃，77℃，78℃，79℃，80℃或其中任意值)。

24、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的三氮烯类聚合物质量为包材的8-9倍(例如可以是8倍，8.1倍，8.2倍，8.3倍，8.4倍，8.5倍，8.6倍，8.7倍，8.8倍，8.9倍，9倍或其中任意值)；所述的乳化剂为pva1788或pva1799。

25、进一步地，所述可控温度发泡的pvc材料制备方法包括以下步骤：

26、(1)将聚氯乙烯树脂和填料加入密炼机中混合均匀，再将增塑剂、可控温度发泡剂、抗氧剂和阻燃剂加入密炼机中再次混合均匀；

27、(2)将步骤(1)中得到的塑化料加入到发泡炉中进行发泡，产物即为pvc材料。

28、在本发明的一些实施方案中，所述发泡温度为220-240℃(例如可以是220℃，221℃，222℃，223℃，224℃，225℃，226℃，227℃，228℃，229℃，230℃，231℃，232℃，233℃，234℃，235℃，236℃，237℃，238℃，239℃，240℃或其中任意值)。

29、在本发明的一些实施方案中，所述发泡时间为2-3min(例如可以是2min，2.5min，3min或其中任意值)。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、(1)本发明提供的可控温度发泡的pvc材料，制备中使用可控温度发泡剂进行发泡，发泡可控性好，发泡起始温度与pvc的熔点相近，发泡均匀性好，泡孔致密。

32、(2)本发明提供的可控温度发泡的pvc材料，使用的可控温度发泡剂与pvc材料相容性好，气泡结构均匀规整，有效降低了pvc材料的密度，质量轻；

33、(3)本发明提供的可控温度发泡的pvc材料，泡孔结构均匀致密，当材料受到外加荷载时，荷载会沿着泡孔壁向邻近泡孔分散，此时，良好的泡孔结构可以钝化裂纹尖端、组织裂纹的扩展，有效提高材料的冲击强度；

34、(4)本发明制备过程简单、安全，可广泛应用于各种聚合物发泡材料，具有良好的工业应用前景。