[发明专利]一种高性能硬质PVC泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于聚合物耐热改性技术领域，涉及一种可应用于航空、航天、交通运输等方面的高性能硬质PVC泡沫塑料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是具有较高力学性能的通用塑料，其泡沫制品同时也具有质轻、耐化学腐蚀作用、阻燃、原料来源丰富等优异性能。聚氯乙烯(PVC)泡沫材料的产量，在世界上仅次于聚氨酯(PU)和聚苯乙烯(PS)泡沫材料，位居第三位。目前，几乎所有已知的泡沫塑料的成型技术方法，皆适用于成型聚氯乙烯泡沫塑料。但是，由于PVC的耐冲击性能差、耐热变形性及热稳定性不佳，不可以在较高的温度下使用，在很大程度上限制了PVC泡沫塑料的应用范围。因此，制备高耐热性高性能的PVC泡沫塑料成为现如今泡沫塑料研究领域的一大热点。N-苯基马来酰亚胺(PhMI)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯腈(AN)三元共聚物是80年代后期发展起来的一类新型材料，与传统的高分子耐热改性剂相比，单体组分中甲基丙烯酸甲酯与N-苯基马来酰亚胺具有很好的相容性，且PMMA本身玻璃化温度较高，引入的N-苯基马来酰亚胺分子链中存在的酰亚胺平面五元环刚性结构(如图1所示)，嵌入高分子链中将完全阻止侧链绕主链旋转，使分子链同时具有很好的耐热性、刚性、尺寸稳定性和韧性。同时，它们与各种树脂相容性好、无毒且热稳定性好。PVC树脂的分子主链上含有极性基团，与N-苯基马来酰亚胺(PhMI)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯腈(AN)三元共聚物有一定的相容性，而且酰亚胺平面五元环上的羰基与PVC上的α-H有形成特殊相互作用(氢键)的能力，促进了相容性，因此在提高PVC泡沫塑料制品的玻璃化转变温度和热变形温度的同时，也可改善加工和抗冲击性能。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高性能硬质PVC泡沫塑料及其制备方法，提供一种可以在较高温度下使用的耐水耐油的硬质PVC泡沫塑料。

技术方案

一种高性能硬质PVC泡沫塑料，其特征在于：原料组份为聚氯乙烯100份、硬脂酸盐10份、发泡剂23份、活性碳酸钙5份和PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐热改性剂5～30份；所述份为质量份。

所述聚氯乙烯是乳液法合成聚氯乙烯EPVC和悬浮法合成聚氯乙烯SPVC的共混物，其比例为EPVC:SPVC=3～4:1。

所述PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐热改性剂组份的质量百分比为：N-苯基马来酰亚胺20～30%、甲基丙烯酸甲酯50～60%、丙烯腈10～30%、水溶性引发剂1～2.5%和乳化剂2～3.5%；采用种子乳液聚合法制备的乳液形式。

所述水溶性引发剂选用无机过氧化物、水溶性氧化还原体系引发剂或水溶性偶氮引发剂。

所述无机过氧化物类引发剂为过硫酸盐类：过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。

一种制备所述高性能硬质PVC泡沫塑料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将聚氯乙烯100份、硬脂酸盐10份、发泡剂23份、活性碳酸钙5份和PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐热改性剂5～30份放入到容器中混合；

步骤2：采用高速剪切分散乳化机分散混合物5min～8min；

步骤3：将模具预热到120℃～130℃，取混合料加入到模具中，保温1～2min；

步骤4：保温结束后，升温加压到160℃～170℃、8～12MPa，并保温保压10～20min；

步骤5：经冷却至室温后开模，得到预发泡体；

步骤6：将预发泡体在烘箱中在温度为80℃～100℃中进行第二次发泡，时间为10～40min，得到孔径均匀的PhMI-MMA-AN/PVC泡沫塑料制品。

有益效果

本发明提出的一种高性能硬质PVC泡沫塑料及其制备方法，基材中使用的是乳液法合成聚氯乙烯(EPVC)和悬浮法合成聚氯乙烯(SPVC)的共混料，并且采用种子乳液法合成的N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈(PhMI-MMA-AN)三元共聚物的高分子耐热改性剂，饥饿式分批投料。最终制备的PVC泡沫塑料制品成型性能好，泡孔细小、均匀、致密，并且耐热性好，力学性能高，吸水、吸油率低；所述高分子耐热改性剂的性能好，与PVC相容性好，同时，合成材料都是常用材料，容易获得，成本低廉。

附图说明

图1：N-苯基马来酰亚胺

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：