一种棒状沉淀碳酸钙改进硬质PVC型材性能的方法 |
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| 申请号 | CN201710013152.9 | 申请日 | 2017-01-09 | 公开(公告)号 | CN106832660A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 广西华纳新材料科技有限公司; | 发明人 | 朱勇; 莫英桂; 韦健毅; 韦诗晴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种棒状沉淀 碳 酸 钙 改进硬质PVC 型材 性能的方法，以棒状沉淀碳酸钙填充PVC制得抗冲击硬质PVC型材，产品原材料及重量份数为：PVC‑SG5 100.0份；棒状沉淀碳酸钙5.0‑60.0份；钙锌复合稳定剂4.0‑12.0份； 硬脂酸 0.4‑1.3份；PE蜡0.2‑1.0份； 钛 白粉0.5‑1.2份；ACR‑401 1.0‑5.5份。本方法制备的硬PVC型材具有优异的抗冲性能和拉伸强度，CaCO3与PVC混合比40/100时，缺口冲击强度从6.3 KJ/m2提高到9.5KJ/m2，拉伸强度从33.1 MPa提高到39.7MPa，断裂伸长率从6.7%提高到11.4%，最高混合比达60/100，大大降低硬质PVC型材的生产成本，而且型材具有更低的平衡 扭矩 和更高的挤出速率，加工流动性较好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种棒状沉淀碳酸钙改进硬质PVC型材性能的方法，其特征在于，以棒状沉淀碳酸钙填充PVC制得抗冲击硬质PVC型材，产品原材料及重量份数为：PVC-SG5 100.0份；棒状沉淀碳酸钙5.0-60.0份；钙锌复合稳定剂4.0-12.0份；硬脂酸0.4-1.3份；PE蜡0.2-1.0份；钛白粉0.5-1.2份；ACR-401 1.0-5.5份，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种棒状沉淀碳酸钙改进硬质PVC型材性能的方法技术领域背景技术[0002] 硬质PVC复合材料广泛应用于化工、建材等领域。这种材料存在易受热分解，韧性较差等缺点。硬质PVC的增韧改性一直是该领域的研究重点。传统的增韧方法是引入弹性体，但这可能会导致PVC复合材料强度严重下降，加工性能恶化。 [0003] 近年来，国内外对采用无机刚性粒子增韧聚合物的研究相当活跃。无机刚性粒子可以克服弹性体增韧带来的多种弊端。目前硬质PVC加工多采用重质碳酸钙（无规则形貌）和轻质碳酸钙（纺锤体）进行填充改性，由于粒径较大，几乎不起增韧作用。 [0004] 硬质PVC型材作为建筑材料中的结构材料，抗冲击性能尤为重要。为符合使用要求，必须改善其抗冲击性能。 发明内容[0005] 本发明目的在于提供一种改性善硬质PVC型材抗冲击能的方法，其特征在于以棒状沉淀碳酸钙填充硬质PVC型材。 [0006] 本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：一种棒状沉淀碳酸钙改进硬质PVC型材性能的方法，主要以棒状沉淀碳酸钙填充PVC制得抗冲击硬质PVC型材，产品原材料及重量份数为： 原料 重量份数 PVC-SG5 100.0 棒状沉淀碳酸钙 5.0-60.0 钙锌复合稳定剂 4.0-12.0 硬脂酸 0.4-1.3 PE蜡 0.2-1.0 钛白粉 0.5-1.2 ACR-401 1.0-5.5 一种棒状沉淀碳酸钙改进硬质PVC型材性能的方法，包括以下步骤： （1）按配比称量各种原料； （2）将步骤（1）称量原料置于高速混合机中，高速搅拌至温度为120-130℃，再经低速搅拌机降温至40-55℃，出料备用； （3）将步骤（2）所得混合料通过双螺杆挤出成型，双螺杆挤出机的挤出温度为140-185℃，口模温度为180-190℃。 [0007] 如上所述高速搅拌的转速为1400r/min。 [0008] 如上所述低速搅拌的转速为350r/min。 [0009] 如上所述原材料部分为市售产品：PVC-SG5为新疆天业集团有限公司产品；硬脂酸为如皋市双马化工有限公司产品，硬脂酸为1801；PE蜡为泰国SQI H-110型；钛白粉为浙江宁波新福钛白粉有限公司产品；ACR-401为山东瑞丰高分子材料股份有限公司产品；钙锌复合稳定剂为金信化工（深圳）有限公司产品；棒状沉淀碳酸钙为自制棒状沉淀碳酸钙，对照例纺锤体沉淀碳酸钙为广西华纳新材料科技有限公司产品。 [0010] 如上所述棒状沉淀碳酸钙的制备方法如下：将生石灰以1:3-5灰水质量比在60℃下消化，得到的石灰浆经100目标准筛过筛除渣， 3 并调节石灰浆固含量为10-20%，温度为50-70℃。将石灰浆送入碳化塔，按5-8m/L流量向碳化塔通入二氧化碳浓度为15-30%的混合气体进行碳酸化反应，至反应体系pH为7.5时停止通气，终止碳酸化反应。将得到的悬浮液经脱水、干燥后即得棒状沉淀碳酸钙。 [0011] 本发明具有以下优点和效果：1.本发明制备的硬PVC型材具有优异的抗冲性能和拉伸强度，其中CaCO3与PVC混合比 40/100时，缺口冲击强度从6.3 KJ/m2提高到9.5KJ/m2，拉伸强度从33.1 MPa提高到 39.7MPa，断裂伸长率从6.7%提高到11.4%。 [0012] 2.本发明硬质PVC型材具有更低的平衡扭矩和更高的挤出速率，加工流动性较好。 [0014] 图1为本发明所用棒状沉淀碳酸钙的SEM照片；图2为对照例1所用纺锤体沉淀碳酸钙的SEM照片； 图3为实施例2与对照例1流变曲线； 图4为实施例2对照例1流变温度曲线； 图5为棒状沉淀碳酸钙填充硬质PVC的脆断面SEM照片； 图6为对照例1纺锤体沉淀碳酸钙填充硬质PVC的脆断面SEM照片； 图中标识：图3和图4的曲线， 为填充纺锤体沉淀碳酸钙的曲线； 为填充棒状沉淀碳酸钙的曲线。 具体实施方式[0015] 下面给出实施例以对本发明进行更详细的说明。以下实施例和对照例碳酸钙的形貌及填充硬质PVC产品主要的生产及检验设备：脆断面检验是由德国卡尔蔡司公司SUPRA 55 Sapphire扫描电子显微镜，转矩流变仪是哈尔滨哈普电气技术有限公司RM-200C，双螺杆挤出机是南京科亚化工成套装备有限公司AK-36，注塑机是无锡海天机械有限公司PL- 860，电子万能试验机是深圳三思纵横科技股份有限公司UTM6104，摆锤式冲击试验机是深圳三思纵横科技股份有限公司 ZBC1750。 [0016] 实施例12 按配比称量各种组分：PVC-SG5 100.0份，比表面积6.76 m/g的棒状沉淀碳酸钙10.0份，钙锌复合稳定剂4.0份，硬脂酸0.5份，PE蜡0.5份，钛白粉0.5份，ACR-401 2.0份；经转速为1400r/min高速混合机混合，高速搅拌至温度为120℃，再经转速为350r/min低速搅拌降温至40℃，出料；通过双螺杆挤出成型，双螺杆挤出机的挤出温度为145℃，口模温度为180℃。 [0017] 实施例2按配比称量各种组分：PVC-SG5 100.0份，比表面积6.69 m2/g的棒状沉淀碳酸钙40.0份，钙锌复合稳定剂4.5份，硬脂酸1.2份，PE蜡0.2份，钛白粉1.2份，ACR-401 1.5份；经转速为1400r/min高速混合机混合，高速搅拌至温度为125℃，再经转速为350r/min低速搅拌降温至40℃，出料；通过双螺杆挤出成型，双螺杆挤出机的挤出温度为155℃，口模温度为185℃。 [0018] 实施例3按配比称量各种组分：PVC-SG5 100.0份，比表面积6.82 m2/g的棒状沉淀碳酸钙60.0份，钙锌复合稳定剂5.0份，硬脂酸0.9份，PE蜡0.8份，钛白粉0.8份，ACR-401 3.0份；经转速为1400r/min高速混合机混合，高速搅拌至温度为125℃，再经转速为350r/min低速搅拌降温至40℃，出料；通过双螺杆挤出成型，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，口模温度为190℃。 [0019] 对照例12 按配比称量各种组分：PVC-SG5 100.0份，比表面积6.89 m /g的纺锤体沉淀碳酸钙 60.0份，钙锌复合稳定剂5.0份，硬脂酸0.9份，PE蜡0.8份，钛白粉0.8份，ACR-401 3.0份；经转速为1400r/min高速混合机混合，高速搅拌至温度为125℃，再经转速为350r/min低速搅拌降温至40℃，出料；通过双螺杆挤出成型，双螺杆挤出机的挤出温度为155℃，口模温度为 185℃。 [0020] 本发明用棒状沉淀碳酸钙与对照例普通纺锤体沉淀碳酸钙填充硬PVC型材产晶性能对比效果见表1。 [0021] 表1：棒状沉淀碳酸钙与纺锤体沉淀碳酸钙填充硬PVC性能表 实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 碳酸钙填充量（重量份） 10 40.0 60 40.0 碳酸钙比表面积 （m2/g） 6.76 6.69 6.82 6.89 碳酸钙吸油值 (ml/100g) 60 54 58 74 塑化扭矩(N·m) 17.1 19.5 20.2 27.0 熔融时间（s） 58 82 86 63 平衡扭矩（N·m） 12.6 14.5 15.1 17.3 挤出速率（g/min） 87.82 65.18 59.36 52.65 熔融温度（℃） 17.5 178.2 182.0 176.6 2 缺口冲击强度（KJ/m） 16.8 9.5 8.1 6.3 拉伸强度（MPa） 41.9 39.7 36.0 33.1 断裂伸长率（%） 15.1 11.4 10.6 6.7 弯曲强度（MPa） 68.3 69.8 67.5 66.0 |
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