[发明专利]钛酸酯改性纳米碳酸钙的方法及PVC塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PVC的技术领域，尤其涉及一种钛酸酯改性纳米碳酸钙的方法及PVC塑料的制备方法。

背景技术

PVC（聚氯乙烯）是综合性能优良的通用塑料之一，具有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价格低廉、原材料来源广泛的优点，已在各个领域获得了广泛应用。但是，PVC在加工应用中，尤其是用作结构材料时，也暴露了冲击强度低、热稳定性差等缺点，另外其耐紫外线性能差，在户外阳光长期照射下易于老化，因此需要对其进行改性，提高其应用性能。纳米碳酸钙是一种优良的无机填料，在PVC领域有着广阔的应用前景。但由于纳米碳酸钙的比表面积大，表面能高，易团聚；同时，表面极性大，亲水性很强，与有机基体间亲和力弱，易造成界面缺陷，导致材料性能下降。因此，有必要对碳酸钙进行表面改性，以降低其表面势能，改善亲水疏油性，提高它在塑料中的分散能力以及与有机基体的亲和力。

现有技术改性后纳米碳酸钙与PVC的相容性较差，将改性后的纳米碳酸钙填充于PVC后并未使得PVC的力学性能，例如拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度有较大的提高，流变性能也未得到较大的改善。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种钛酸酯改性纳米碳酸钙的方法，该方法可使改性纳米碳酸钙与PVC的相容性良好，采用该改性纳米碳酸钙制备的PVC塑料具有优异的力学性能和流变性能。

一种双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯改性纳米碳酸钙的方法，包括以下步骤：

（1）将纳米碳酸钙加入去离子水中，在2500～4000rpm的转速下搅拌5～10min；

（2）向经搅拌的分散有纳米碳酸钙的去离子水中加入占纳米碳酸钙质量0.4～1.4%双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，在50～70℃的温度下，在2500～4000rpm的转速下搅拌60～120min，制得碳酸钙分散液；

（3）对所述碳酸钙分散液中进行过滤并干燥，制得改性纳米碳酸钙。

其中，所述步骤（3）之后还包括将经烘干的改性纳米碳酸钙进行研磨和过筛。

其中，所述步骤（1）中纳米碳酸钙的平均粒径为30～50nm。

其中，所述步骤（3）中改性纳米碳酸钙的平均粒径为200～440nm。

以上纳米碳酸钙的改性方法的技术方案中，选用双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯为分散剂。其分子结构中既含有磷酸酯基又含有钛酸酯基，因而，较只含有钛酸酯或磷酸酯基的分散剂而言，其分散作用更强。本技术方案的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯为南京优普化工公司的UP-311。分子式为C₃₄H₇₄O₁₆P₄Ti，CAS编号为65467-75-6，它外观为微黄色至棕黄色透明粘稠液体，在水中具有较好的稳定性，不易水解，同时在水中具有较强的乳化性。

一种采用如上述的改性纳米碳酸钙制备PVC塑料的方法，包括以下步骤：

（1）以PVC树脂质量为基准，将30～60%的改性纳米碳酸钙、3～8%的三盐基硫酸铅、2～12%的DOP和PVC树脂混合均匀后进行混炼得到混炼胶；

（2）将混炼胶进行硫化，然后冷却成型，制得PVC塑料；

其中，所述步骤（1）中混炼在双辊塑炼机内进行，混炼温度为170～190℃，混炼时间为8～15min。

其中，所述步骤（2）中硫化具体为：待在175～185℃下预热8～15min后，置入模具内在14～15Mpa下压制2～5min成板材。

其中，所述步骤（2）中冷却成型具体为：将硫化后得到的硫化胶趁热转至平板热压机上，迅速置入14～15Mpa的压力下，在不高于60℃下冷却。

以上PVC塑料的制备方案中，DOP作为增塑剂。其中文全称为邻苯二甲酸二辛酯，又称为合成植物酯。相较于ATBC/DOTP等增塑剂，它无毒安全环保。

选用三盐基硫酸铅作为热稳定剂。它具有优良的耐热性和电绝缘性，其耐光性能也好，特别适于高温加工。

本发明采用双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯对分散于液相中的纳米碳酸钙进行包覆，增强纳米碳酸钙的亲油性，从而提高了纳米碳酸钙在PVC树脂中的分散性与流动性，使得纳米碳酸钙与PVC树脂具有良好的相容性。相容性的提高保证PVC树脂与纳米碳酸钙的较强的结合力，提高了力学性能和流变性能。

具体实施方式

下面分别结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1