[发明专利]聚氯乙烯发泡材料专用钙基功能型填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料的添加剂，具体涉及一种聚氯乙烯发泡材料专用钙基功能型填料及其制备方法。

背景技术

PVC木塑材料属于环保产品，加工工艺非常成熟，通过模具和共挤等方式可设计形状及外观新颖的产品，且外观与木材非常接近，有的甚至比木材更美观。该材料可回收再利用，在促进资源循环、节能减排、经济可持续发展等方面带来较好的经济效益和社会效应。但现有PVC木塑材料还存在生产成本压力过大、材料机械性能及耐候性差、耐腐蚀性差、生产能耗高等缺点，从而限制了其应用领域。我国是一个木材资源需求大国，但森林资料缺乏，现已禁止滥砍滥伐，而建筑和家居市场对木材的需求在逐年增加，要缓解这个凸显的矛盾，以塑代木是必然趋势，新型PVC木塑材料如能降低生产成本、提高机械性能、改善特殊性能将会使这一矛盾得以解决。目前PVC发泡体系中填充材料应用较多的是轻质碳酸钙或重质碳酸钙，而碳酸钙的加入仅能部分降低成本，会使产品增重，体系粘度增加，影响加工。如公开号为CN105001555A的中国发明专利申请公开了一种高抗冲耐老化的PVC-M管材，该文献公开了利用PVC、轻质碳酸钙、MBS、硫酸钙晶须、碳黑等原料，通过2，6－叔丁基对丙酚和乙硫醇的协同作用，制成耐老化的PVC塑料制品，但是，该技术制备过程操作复杂，并且使用轻质碳酸钙和碳酸钙晶须，在制造过程中，电 流较高，能耗较大，碳酸钙形成的加强筋不规则。公开号为102010552A的中国发明专利申请公开了一种PVC/晶须硫酸钙复合材料及其制备方法，利用PVC和晶须硫酸钙等组合制得复合材料，增加了PVC的强度，但是采用的组分组合所形成的复合材料发泡不规则，从而在强度上难以达到更高要求，并且现有技术的PVC材料还存在韧性差、加工温度范围窄、耐腐蚀性不强的问题。也有人曾经尝试使用天然硬石膏与轻质碳酸钙配合来制备更高强度的聚氯乙烯管材，如公开号为CN103740015A的中国发明专利申请公开一种高强度聚氯乙烯管材，但是该天然硬石膏与轻质碳酸钙和丙烯酸树脂发泡效果较差，无法得到光滑发泡均匀的高强度型材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氯乙烯(PVC)发泡材料专用钙基功能型填料及其制备工艺，属于新材料在PVC发泡领域的应用，解决现有技术生产的PVC发泡材料加工温度范围窄、添加助剂较多、成本高、生产能耗高等问题。

本发明解决上述技术问题的方案是：

一种聚氯乙烯发泡材料专用钙基功能型填料，由包括以下重量份配比原料制备而成：

天然无水石膏10-90份，氧化硅1-10份。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，其原料还包括以下重量份配比的组分：滑石1-20份。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，其原料还包括以下重量份配比的组分：蒙脱土1-10份。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，其原料还包括以下重量份配比的组分：云母1-5份。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，其原料还包括以下重量份配比的组分：高岭土1-20份。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，由包括以下重量份配比原料制备而成：

天然无水石膏50-60份，氧化硅4－6份，蒙脱土4－6份，滑石8－12份，云母3－4份，高岭土8－12份。

无水石膏经破碎碾磨干燥后控制粒径在过200目-1000目筛，优选400目-1000目，水分控制在0.5％-1.0％；

蒙脱土，滑石，云母，硅灰石，高岭土，氧化硅粉末的粒径为过400目筛，优选1250-3000目；

偶联剂为马来酸酐与甲基丙烯酸甲酯共聚物，分子量10000-50000，优选30000-50000，熔点110℃-120℃；

本发明还提供所述聚氯乙烯发泡材料专用钙基功能型填料的制备方法，其包括以下步骤：

1)将无水石膏破碎碾磨后过筛，170～190℃油浴去除无水石膏部分表面吸附水或夹带二水石膏中的结晶水，控制水分0.5％-1.0％；

2)将各原料粉末烘干，过400目筛；

3)将各原料粉末通过高速混合机混合均匀，在混合物温度达到100-120℃时加入偶联剂0.5％-15％，高速混合3-5分钟，转入冷混低速混合，待物料温度降到20℃-50℃时放料，得到的混合料即为PVC发泡材料专用钙基功能型填料。

本发明的另一优选方案是，在以上方案基础上，步骤(3)中加入偶联剂的量为步骤(2)各原料粉末质量的1％－3％。