一种地毯用环保pvc改性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及PVC材料技术领域，具体涉及一种地毯用环保PVC改性材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002]聚氯乙烯（PVC)是最早工业化、用途广泛的通用热塑性塑料之一，它具有质量轻、 强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、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，因此不能用作结构材料，另外，聚氯乙烯的脆性受 温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15°c，软质PVC的使用下限为-30°c;2、热稳定 性差，其在l〇〇°C时就开始分解出HC1，高于150°C时分解更加迅速，而PVC的熔融温度约为 210°C;3、PVC的粘度极高，流动性极差，在一定程度上限制了其使用。人们常采用添加填料、 弹性体、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、耐热改性剂和流动改性剂等方法来改善PVC的性能。
[0003] 申请号为201210199487. 1公开了一种PVC热塑性弹性体材料，包括100重量份的 高聚合度聚氯乙烯，50至80重量份的增塑剂，30至50重量份的高弹性改性剂，4至6重量 份的热稳定剂，0. 3至0. 6重量份的润滑剂，1至3重量份的加工助剂，0. 2至0. 5重量份的 抗氧剂，5至10重量份的填充剂。
[0004] 申请号为201110132493. 0公开了一种汽车内饰材料PVC配方，包括聚氯乙烯树 月旨、增塑剂、安定剂，其中，所述聚氯乙烯树脂取50~60重量份，所述增塑剂取40~50重 量份，所述安定剂取1. 5~2. 0重量份，所述的聚氯乙烯树脂是为K值为70~80,黏度为 1500~4500cps，VCM含量〈lOppm，筛残留〈1，杂质粒子数〈10,白度>85的外观是白色粉末 状的聚氯乙烯，所述增塑剂是酯类增塑剂，所述的安定剂为有机锡类的安定剂。
[0005] 上述现有的PVC材料的性能指标都只是在满足国家标准的基本要求，对于很多特 殊环境如地毯对PVC材料的耐磨防滑性能要求较高，而目前的PVC材料性能尚不能可靠地 满足耐磨防滑条件下长期使用的需求，因此，PVC材料的耐磨防滑性能还需进一步优化改 良。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种地毯用环保 PVC改性材料，该改性材料耐磨性能和防滑性能较好，环保，且耐温和耐候性能优良，强度 高，抗冲击性能优异，阻燃效果好，加工性能优良，综合性能优异。
[0007] 本发明的另一目的在于提供一种地毯用环保PVC改性材料的制备方法，该制备方 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，可大规模工业化生产。
[0008] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种地毯用环保PVC改性材料，所述地毯 用环保PVC改性材料包括如下重量份的原料： PVC树脂 80-120份 增塑剂 40-56份 填充剂 20-30份 共聚树脂 8-12份 耐磨改性剂 3-7份 热稳定剂 2-6份 防滑剂 0. 8-1. 6份 润滑剂 0. 4-0. 8份。
[0009] 本发明的地毯用环保PVC改性材料通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量 配比，制得的地毯用环保PVC改性材料的各项性能都超出了国家标准，耐磨性能和防滑性 能较好，环保，且耐温和耐候性能优良，强度高，抗冲击性能优异，阻燃效果好，加工性能优 良，综合性能优异。
[0010] 优选的，所述PVC树脂为聚合度在1600-2000的乙烯法PVC树脂。
[0011] 本发明通过采用聚合度在1600-2000的乙烯法PVC树脂作为PVC树脂，使得材料 塑化速度快，容易加工。
[0012] 优选的，所述增塑剂是由环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯和环氧大豆油以重量比 10-12:1组成的混合物。
[0013] 本发明采用1，2-二甲酸二异壬基酯和环氧大豆油作为增塑剂复配使用，并控制 其重量比为10-12 :1，两种种增塑剂均为环保增塑剂，可以降低PVC分子链间的作用力，使 PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，提高树脂的可塑性，使制品柔 软、耐低温性能好。
[0014] 优选的，所述填充剂为粒径在10-100nm的纳米活性碳酸钙。
[0015] 本发明通过采用粒径在l〇-l〇〇nm的纳米活性碳酸|丐作为填充剂，与PVC树脂的相 容性好，从而提高材料的强度和抗冲击性能。
[0016] 优选的，所述共聚树脂是由共聚聚丙烯树脂和共聚聚碳酸酯树脂以重量比 0.8-1. 2:1组成的混合物。
[0017] 本发明通过采用共聚聚丙烯树脂和共聚聚碳酸酯树脂作为共聚树脂复配使用，并 控制其重量比为〇. 8-1. 2:1，制得的地毯用环保PVC改性材料耐温和耐候性能优良，强度 高，抗冲击性能优异，阻燃效果好，加工性能优良，综合性能优异。
[0018] 优选的，所述耐磨改性剂是由丁苯橡胶和天然橡胶以重量比1. 8-2. 6:1组成的混 合物。
[0019] 本发明通过采用丁苯橡胶和天然橡胶作为耐磨改性剂复配使用，并控制其重量比 为1. 8-2. 6:1，能提高材料的耐磨性能，还可以提高材料的耐热性、耐旱性和加工性能。
[0020] 优选的，所述热稳定剂是由钙锌复合热稳定剂和水滑石热稳定剂以重量比 0.8-1. 2:1组成的混合物。
[0021] 钙锌复合热稳定剂不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相 当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。实践证明，在PVC树脂制品中，加工性能好， 热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂。
[0022] 水滑石稳定剂具有高热稳定性：特有的酸吸收机理，导致了它的热稳定性高于铅 基的热稳定性；高透明性：与PVC有相同的折射率；高绝缘性：通过阴离子交换反应，被吸 收的氯化物不会释放出来，绝缘性极佳；高安全性：水滑石可应用在聚合物材料的食品包 装袋中；良好的耐候性(环境适应性强)，不会产生硫化污染：可与各种热稳定剂配合使用。
[0023] 本发明通过采用钙锌复合热稳定剂和水滑石热稳定剂作为热稳定剂复配使用，并 控制其重量比为〇. 8-1. 2 :1，可以使材料在加工过程中有很好的分散性、相容性和加工流 动性，使材料热稳定性优良，具有高效耐候性。
[0024] 所述钙锌复合热稳定剂是由硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌以重 量比0· 5-L5 :1 :0· 5-L5 :0· 8-L2组成的混合物。
[0025] 本发明通过采用硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌作为钙锌复合热 稳定剂，并控制其重量比为〇. 5-1. 5 :1 :0. 5-1. 5 :0. 8-1. 2,具有相当好的热稳定性、光稳定 性和透明性及着色力，且加工性能好。
[0026] 优选的，所述防滑剂是由橡胶粒子和沸石颗粒以重量比1:0. 5-1. 5组成的混合 物。
[0027] 本发明通过采用橡胶粒子和沸石颗粒作为防滑剂复配使用，并控制其重量比为 1:0. 5-1. 5,可以提高材料的防滑性能。
[0028] 所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比 1. 5-2. 5 :0· 8-L2 :1组成的混合物。
[0029] 本发明采用氧化聚乙烯蜡作为外润滑剂，能降低PVC熔体与模具、机筒的摩擦；采 用季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺作为内润滑剂，能降低PVC熔体的分子间摩擦； 三种润滑剂以重量比1. 5-2. 5 :0. 8-1. 2 :1复配使用可以使材料在加工过程中改善材料的 流动性和制品的脱模性。
[0030] 优选的，所述地毯用环保PVC改性材料还包括抗冲改性剂5-10份，所述抗冲改性 剂是由含氯量为25%-45%的氯化聚乙烯和醋酸乙烯单元含量5%-25%的乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物以重量比1. 5-2. 5 :1组成的混合物。
[0031] 氯化聚乙烯（CPE)是一种热塑性塑料的改性剂，具有良好的综合性能。在聚氯乙烯 (PVC)树脂中添加适量的CPE，可降低树脂的熔融粘度、提高流动性、改善塑料的加工性能； 还可以提高PVC的冲击强度、耐低温性能、耐侯性能、延长制品的使用寿命。CPE还有助于碳 酸钙与PVC树脂的均匀分散；且当氯化聚乙烯的含氯量(重量含量）为25%-45%时，使材料 的抗冲击强度最好。
[0032] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)可作为PVC的冲击改性剂，具有良好的柔软性、强 韧性、耐低温性（-58 °C仍具有可挠性)、耐候性、耐应力开裂性、热合性、黏结性、透明性和光 泽性；同时还具有橡胶般的弹性，优良的化学稳定性、热稳定性(热分解温度229~230°C)、 耐臭氧性、无毒性、良好的加工性和染色性；与填料的掺混性很好，即使填充较多的填料，也 不致严重影响其物理力学性能。
[0033]EVA作为PVC的冲击改性剂，其效果随共聚物中醋酸乙烯的含量而异，醋酸乙烯的 含量低时，与PVC的相容性差，增强效果较差，制品不透明，随着醋酸乙烯单元含量的增加， 共聚物与PVC的相容性变好，增强效果提高，制品透明性也较好；但醋酸乙烯的含量也不可 过高，醋酸乙烯单元含量5%-25%时可明显改善PVC的冲击强度，与含有碳碳双键的冲击改 性剂相比，还具有抗老化性能较好的优点。
[0034] 本发明通过采用氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为抗冲改性剂复配使 用，并控制其重量比为1. 5-2. 5 :1，可以改善材料的耐高温和耐低温性能，还可以降低材料 的熔融粘度、提高流动性、改善塑料的加工性能，提高材料的冲击强度、耐侯性能、延长制品 的使用寿命。
[0035] 所述地毯用环保PVC改性材料还包括阻燃剂1-5份、爽滑剂0. 05-0. 15份和颜料 粉0. 01-0. 05份；所述阻燃剂是由三氧化二锑和硼酸锌以重量比0. 5-1.