[发明专利]纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氯乙烯改性技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅聚氯乙烯 复合材料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是主要通用塑料之一，具有阻燃、绝缘、耐化学腐蚀等优 良特点，在建筑、轻工、农用、包装、日用等领域有着广泛的应用。但是聚氯 乙烯也具有抗冲击性能差、热稳定性差等缺陷，在一定程度上限制了聚氯乙烯 的应用范围。传统的聚氯乙烯增韧方法是在基体中添加CPE、ACR、MBS等橡 胶弹性体，橡胶弹性体的加入使材料的韧性大幅度提高，但同时使材料的刚度、 强度、热变形温度大幅降低，并使材料的成本加大。

近些年随着纳米技术的迅速发展，利用无机纳米颗粒对高分子材料进行改 性受到越来越多的关注，研究成果表明无机纳米颗粒可以显著改善材料的韧性、 强度、热稳定性等性能，为高分子材料高性能化提供了一条有效的途径。但是 无机纳米颗粒表面能高且与高分子材料相容性差，在使用过程中极易团聚，难 以达到理想的分散状态，从而很难使材料的性能达到理想的状态。改善纳米颗 粒的表面状态、改善纳米颗粒与高分子材料基体间的相容性是解决这一问题的 有效途径。

二氧化硅是世界上最先工业化生产的纳米粉体材料之一，利用纳米二氧化 硅改性高分子材料的研究近些年已有大量的报导。但是普通的纳米二氧化硅因 为很难在高分子材料中纳米级分散，并不能使复合材料的性能达到理想的状态。 原位表面修饰技术和其他表面改性技术生产的纳米二氧化硅粉体材料，颗粒表 面经过有机基团改性，大大改善了纳米颗粒的表面状态，提高了纳米颗粒与高 分子材料之间的相容性，在聚合物材料中有着广泛的应用，并取得了良好的效 果。该纳米二氧化硅可以在聚氯乙烯中良好分散，可以充分发挥其纳米特性， 有利于提高材料的力学性能、改善材料的热稳定性及塑化加工性能，同时对材 料的刚度等其他性能不会造成负面影响。

发明内容：

本发明的目的是克服纯聚氯乙烯材料的缺陷，提供一种抗冲击强度高、热 稳定性好、塑化加工性能优异的纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方 法。本发明的目的可以通过以下措施来实现：

一种纳米二氧化硅改性聚氯乙烯复合材料的制备方法，按重量单位计量含有 PVC树脂100份，热稳定剂4-10份，润滑剂0.5-5份，纳米二氧化硅0.5-20 份。在上述材料的基础上，材料经过熔融混炼成型，其过程为：

(1)将PVC树脂、热稳定剂、润滑剂、以及纳米二氧化硅加入到高速混合机 中，80-120℃下高速混合均匀；

(2)将上述混合料放出，冷却至45℃以下；

(3)将上述冷却料，在双辊炼塑机上混炼均匀，炼塑机温度为150～200℃；

(4)将上述混炼后的物料趁热转移入经预热的模具中，在硫化机上预热充分， 然后加压恒温，硫化机温度为160-200℃，设置压强为10-25MPa；

(5)将上述经过热压的物料取出，转移入冷压机上，冷却至室温；

(6)冷却后的材料经切割成型即为成品。

所述热稳定剂为三盐类热稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡类稳定剂中的一种 或二种的复合物，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬 脂酸钡中的一种或二种的复合物。

所述纳米二氧化硅为原位表面修饰技术或其他表面改性技术生产的表面被 有机物质修饰的纳米二氧化硅，或经过各种表面改性技术处理，表面被有机物 质修饰的其他方法生产的纳米二氧化硅，或上述纳米二氧化硅的两种或两种以 上的复合物。优先选用与聚氯乙烯具有良好相容性的表面以化学键结合有机化 合物的纳米二氧化硅。

所述热稳定剂的作用是防止和抑制PVC树脂在熔融加工过程中的热降解，同 时也可以在制品的有效使用期内减缓降解，延长使用寿命。

所述润滑剂的作用是在熔融加工过程中改善PVC树脂颗粒之间以及树脂颗 粒与所接触的加工设备部件间的粘结，促进熔体流动速率，提高加工效率。

所述二氧化硅的作用是对PVC树脂进行改性，提高产品的抗冲击性能、热稳 定性以及塑化加工性能。

本发明通过纳米二氧化硅对聚氯乙烯进行改性，改性后的纳米二氧化硅/聚 氯乙烯复合材料具有高的冲击强度，良好的热稳定性和突出塑化加工性能。

具体实施方式

实施例1：