[发明专利]一种中空玻璃微珠增强硬聚氯乙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及注塑材料领域，具体涉及一种中空玻璃微珠增强硬聚氯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

近年来，国内大部分能源如石油、铁矿石等的大幅度涨价和新劳动法的实施导致的人力成本的增加，使中下游工业产品的成本压力非常大。对PVC注塑产品的生产企业来说，尽管国内PVC树脂粉大部分走的是煤电石路线，受石油影响的不大，但煤炭的价格也日趋升高，PVC树脂粉也有了明显的升价，而PVC注塑产品的价格因为客户市场的诸多因素，又不能将价格提得太高。这使得很多小型PVC注塑产品企业失去了价格的优势而纷纷倒闭。中大型企业的产品利润空间也越来越低。在这样的情形下，充分挖掘产品内在的剩余价值，有效降低生产和原料成本，已经成为很多企业势在必行的考虑了。

但是在PVC注塑产品的生产企业，沿用过去添加大量碳酸钙的做法虽然能够降低成本，但带来了产品性能下降特别是脆性明显加大的后果，使得产品整体质量和市场竞争力显著下降。上述做法已经受到了很多行业技术人员和大中型企业的摒弃。由此，开发选用新型的添加材料来改性PVC产品，通过创新来提高PVC注塑产品的附加值，是当前PVC产品行业研究的一种主流方向之一。

塑料添加改性是在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物，通过物理或化学作用，以取得某种预期性能的一种改性方法。无机物由于本身成本低廉、物理力学强度优良而在塑料改性中占据了重要的地位。目前最常见的无机物包括纳米碳酸钙、增强纤维(玻璃纤维、木纤维、碳纤维)、玻璃微珠、滑石粉等。其中中空玻璃微珠是一类具有较高尺寸稳定性、抗冲性能、耐热性、耐腐蚀性和易于加工的填充无机材料。对增强纤维、滑石粉等链状、层状等具有一定长径比且各向异性的无机增强材料而言，被增强材料的抗冲性能下降是研究人员一直不能回避的问题。这也是制约这些价廉的增强无机材料广泛应用的一个重要原因。而具有较高抗冲击性能且价格适中的中空玻璃微珠，则大大提升了材料的抗冲击性能和产品的液压强度。而且中空玻璃微珠的球形结构，可以避免被增强材料在加工过程中产生的混合不均、下料架桥以及对设备的磨损过大的问题。另外，在目前的注塑条件下，只要合理控制注塑压力，是可以保证中空的玻璃微珠不至于在较大压力下坍塌以至于在制品中形成孔洞的缺陷。因此，用中空玻璃微珠来增强注塑用PVC管件是PVC材料改性的可行途径之一。通过开发中空玻璃微珠增强PVC-U注塑产品，使PVC注塑产品具有更高的耐液压和抗爆破性能，提升产品在施工安装使用的过程中耐水压冲击的能力，并增强产品的尺寸稳定性、耐腐蚀性等。

发明88106061.5玻璃微珠塑料填充母料及其加工工艺提及了偶联处理过的空心玻璃微珠来增强热塑性塑料的性能，但该过程需要造粒，而且主要针对PE和PP，对与PE、PP极性不同的PVC材料无涉及。

发明01141911.3空心微珠填充树脂基复合材料的制造工艺提及了通过精选、涂覆、干燥等手段获得具有较好表面相容性的空心玻璃微珠，在将该玻璃微珠与热塑性塑料混合造粒后成型。

发明200510038948.7树脂/玻璃空心微珠复合材料及其制备方法虽然也提到了玻璃空心微珠加入到热塑性塑料中来增强材料的抗冲性能和其他性能，但是其制备过程相当复杂，且需要多种界面相容剂，不利于工业化生产的实际需要，而且所提及的被增强热塑性塑料中未包括聚氯乙烯。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种配方简单，可直接混合加工并具有较高耐液压和抗爆破性能的中空玻璃微珠增强硬聚氯乙烯材料。

本发明的另一个目的在于提供一种制备上述中空玻璃微珠增强硬聚氯乙烯材料的方法，该方法将中空玻璃微珠应用到现行的硬聚氯乙烯(PVC-U)注塑管件产品领域，操作流程简单，工业化可行性高。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种中空玻璃微珠增强硬聚氯乙烯材料，包括聚氯乙烯(PVC)树脂粉、中空玻璃微珠、偶联剂、热稳定剂、润滑剂(含分散处理时加入的石蜡)、加工改性剂、抗冲改性剂，且各组分的重量比例为PVC树脂粉：中空玻璃微珠：偶联剂：热稳定剂：润滑剂(含分散处理时加入的石蜡)：加工改性剂：抗冲改性剂＝100:1～50:0.1～10.0:0.5～3.0:0.2～5.0:0.1～5.0:0.1～10.0，即PVC树脂粉占重量比例的100份，中空玻璃微珠占重量比例的1～50份，偶联剂占重量比例的0.1～10.0份，热稳定剂占重量比例的0.5～3.0份，润滑剂占重量比例的0.2～5.0份，加工改性剂占重量比例的0.1～5.0份，抗冲改性剂占重量比例的0.1～10.0份。