[发明专利]PVC交联发泡材料及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC交联发泡材料及其生产工艺，属于高分子材料加工与生产技术领域。

背景技术

聚烯烃发泡材料是一种以气体为填料的复合材料，与普通的聚烯烃塑料相比，它具有许多优越的性能，如密度低、质量轻、比强度高、缓冲性强以及隔音隔热效果好等。因此其在建筑、汽车、电子、化工与机械等领域都有广泛的应用。

PVC作为一种可通过非石油资源生产的聚合物，其原料丰富、生产成本低，因此得到了广泛的使用。但是，其高温熔融时粘度偏低，不适合常规发泡生产工艺。解决这一问题的主要方法是使PVC部分交联，以提高其熔体粘度。现有技术中，主要采用辐照交联、自由基交联以及偶联剂交联等方法。

如中国专利CN201010171364.8、CN201110254995.0等公开了一种通过辐照交联制备PVC发泡材料的方法，但是其采用的辐照交联设备极其昂贵，且存在辐射污染对人体有一定的危害。

中国专利CN99123813.3、CN201110205931.1等公开了在熔融状态下，采用自由基引发剂引发PVC链的自由基交联，制备PVC发泡板的方法，在这一类方法中，由于PVC是以主链形式的交联，其交联点的锚固作用相对较低，形成的网络结构不稳定，导致在发泡的过程中容易开孔，使发泡材料的隔音隔热性以及强度降低。

中国专利CN201110320450.5等中采用硅烷类或钛酸酯类偶联剂使PVC交联。

美国专利US2576749、US3200089和中国专利CN201110255967.0等中采用酸酐或含环氧基团小分子接枝改性PVC，再利用异氰酸酯类偶联剂进行交联，这一类利用偶联剂交联的方法虽然通过接枝反应的方式进行交联，增强了PVC交联点之间的锚固作用，但是生产过程中需要引入水或水蒸气来催化交联反应的发生，这使得生产工艺复杂，成本增加。

中国专利CN201010109199.3和CN201010279784.8中公开了利用环氧树脂的固化来制备交联的PVC材料，在其公开的技术方案中，只是简单的将环氧树脂，固化剂以及PVC共混后再固化，这样容易造成交联不均匀，不利于用于制备发泡材料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种PVC交联发泡材料及其生产工艺。通过熔融接枝，在PVC链上引入酸酐固化剂，利用环氧树脂的固化反应，使PVC均匀交联，交联点锚固作用强；并通过选择合适的发泡剂与助发泡剂配方来调节发泡温度，使固化交联反应进行的同时进行发泡反应，从而使泡孔分散均匀，达到材料成型收缩率低，具有较高的拉伸强度、缺口冲击强度以及优良的耐热性的目的。

本发明所述的PVC交联发泡材料，由以下组分组成：

A料：100重量份的聚氯乙烯，3～10重量份的不饱和酸酐，0.1～0.5重量份的引发剂和0.1～0.5重量份的稳定剂；

B料：5～10重量份的环氧树脂，0.3～3重量份的发泡剂，0.5～1.5重量份的发泡助剂，0.1～0.5重量份的固化促进剂和0.5～1.5重量份的成核剂。

其中，所述的不饱和酸酐是指分子中含有不饱和碳碳双键的酸酐，可以是顺丁烯二酸酐、降冰片烯二酸酐、四氢苯酐或甲基四氢苯酐中的一种或多种。

上述不饱和酸酐中的不饱和碳碳双键在自由基引发剂的热引发下，可以和所述的PVC树脂发生接枝反应，使酸酐接枝到聚氯乙烯主链上，得到酸酐接枝的PVC大分子固化剂，以顺

丁烯二酸酐为例，其反应过程可以用式（1）来描述：

所述的引发剂为过氧化物引发剂，可以为过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯中的一种。

所述的稳定剂为有机锡类热稳定剂，如二月桂酸二丁基锡，二月桂酸二正苯基锡，双（硫代甘醇酸异辛脂）二正苯基锡或双（硫代甘醇酸异辛酯）二正丁基锡中的一种或几种。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂或者酚醛型环氧树脂中的一种，环氧当量为0.38～0.56eq/100g。环氧树脂可与上述酸酐接枝的PVC大分子固化剂发生固化交联反应。环氧树脂固化后在聚氯乙烯基体中可形成均匀分散、不溶不熔、具有较强锚固作用的三维网状硬直交联结构，其反应过程可以用式（2）来描述：

所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺，其含量为0.3～3重量份，当含量不足0.3重量份时，发泡量不够，泡孔分散不均匀；当含量超过3重量份时，会造成泡孔过大甚至开孔过多，导致材料性能下降。