專利名稱：Pvc復合材料改性發(fā)泡劑、微發(fā)泡pvc復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高分子材料科學領域，具體涉及PVC復合材料的制備。
背景技術：
隨著現(xiàn)在科學技術的發(fā)展，人們對生活質量的要求也越來越高，人造革逐漸走入人們的家庭生活中，并廣泛應用于沙發(fā)面料、汽車內飾、箱包鞋類等領域，PVC作為人造革的一種，憑借其低廉的成本、豐富的來源一直是人們研究的對象，對于擴大PVC的應用范圍，提高其性能和品質具有重要的作用。 專利公開號為CNlO 1838937A公開的“一種生態(tài)型PVC裝飾人造革及其制備方法”，利用PVC漿料通過壓延法制得，該專利用環(huán)氧大豆油作增塑劑，較好的解決了環(huán)境污染問題，且成品具有較好的耐折勞度，復合材料具有一定的力學性能。專利申請?zhí)枮镃N102002865A公開的“高彈PVC合成革及其生產(chǎn)方法”，利用PVC作為樹脂基體，通過加入發(fā)泡劑、填料等制造比較高檔的人造革，然而由于DOP的存在對環(huán)境有一定的影響。但上述兩份專利都沒有解決泡孔致密問題，帶來的缺陷是泡孔的塌陷和破裂，使PVC復合材料的力學性能和品質不如人意。PVC人造革的生產(chǎn)技術已經(jīng)較為成熟，隨著對合成革的性能要求越來越高，進一步優(yōu)化PVC復合材料的組分，開發(fā)新型的PVC人造革材料基體顯得尤為重要，對于PVC復合材料微發(fā)泡技術的研究，盡可能做好與環(huán)境的友好相處，優(yōu)化組分設計已經(jīng)成為擴大PVC人造革應用范圍重要因素，獲得力學性能好、泡孔尺寸較小且泡孔致密、減少泡孔的塌陷和破裂對于提高PVC人造革的品質具有重要的作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種PVC復合材料改性發(fā)泡劑、同時提供用這種發(fā)泡劑的微發(fā)泡PVC復合材料，獲得的微發(fā)泡PVC復合材料泡孔尺寸小且泡孔致密，可提高PVC微發(fā)泡材料的力學性能和品質，克服現(xiàn)有技術中泡孔的塌陷和破裂，有利于PVC人造革的進一步開發(fā)和應用。本發(fā)明同時要提供微發(fā)泡PVC復合材料的制備方法。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)
PVC復合材料改性發(fā)泡劑，由下列重量份的原料組成
發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺I 5份、分散劑2 5份、勻泡劑0. 5-2份、硬脂酸鋅和氧化鋅配比為2-5:1的復配物0. 5 I份、抗氧劑0. I 2份；
將上述原料按所述重量份加入混合機中，在60 80°C條件下，混合15 20min?；旌蠙C轉速在 750-1500r/min。本發(fā)明進一步改進方案是，所述分散劑為是由液體石蠟和三硬脂酸甘油酯按照1:1 5的比例復配而成。本發(fā)明進一步改進方案是，勻泡劑是聚二甲基硅氧烷-聚氧烷撐嵌段共聚物、聚甲基硅磷酸酯中一種或兩種混合物。本發(fā)明進一步改進方案是，抗氧劑為四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、￠- (3,5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或幾種混合物。所述改性發(fā)泡劑發(fā)氣量為210-215ml/g，在0_185°C熱穩(wěn)定性好，分解率< 1%。微發(fā)泡PVC復合材料，由下列重量份的原料，經(jīng)混合、熔融塑化、發(fā)泡成型聚氯乙烯40 80份(聚合度為1000-2000)，上述的改性發(fā)泡劑I 5份，超微細活性碳酸鈣20 60份，增塑劑10 40份，熱穩(wěn)定劑0. 5 5份。本發(fā)明進一步改進方案是，所述超微細活性碳酸鈣為1250-2500目。本發(fā)明進一步改進方案是，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯中的一種 或兩種混合物。本發(fā)明進一步改進方案是，所述熱穩(wěn)定劑為鋇鋅復合穩(wěn)定劑、硫醇甲基錫、有機銻熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種混合物。制備上述的微發(fā)泡PVC復合材料的方法，包括以下步驟
(1)物料混合按上述的配比，將聚氯乙烯，改性發(fā)泡劑，超微細活性碳酸鈣，增塑劑，熱穩(wěn)定劑加入混合機中，在料溫為70-90°C條件下，高速混合15-25min ；
(2)熔融塑化將步驟(I)所得的物料在密煉機中塑化，塑化溫度為130-150°C，塑化時間為3-5min，然后將所得的物料轉移至雙輥開放式塑煉機中進一步的熔融塑化，塑化溫度為140-160°C，塑化時間為5-10min，然后將塑化好的物料經(jīng)過傳送帶移至四輥塑料壓延機中與基布貼合后，第一和第二輥溫控制在165-175°C，第三和第四輥溫控制在110-130°C之間，輥速為30-45Hz/min，然后牽引卷取得到半成品；
(3)發(fā)泡成型將步驟(2)所得半成品通過滾筒牽引，導入發(fā)泡爐，發(fā)泡爐中的成型溫度在180-210°C之間，發(fā)泡時間為l_2min，PVC樹脂離開發(fā)泡爐空冷3_5s后，再進行壓延印花處理，卷取獲得成品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點
一、選擇超微細活性碳酸鈣，實現(xiàn)了碳酸鈣與樹脂的良好的結合，同時分散劑的存在使活性碳酸鈣在樹脂中的分散性更好，有利于泡孔形成的均勻性、密度的的致密性。二、由于本發(fā)明的發(fā)泡劑為改性活化后的發(fā)泡劑，降低了發(fā)泡劑的分解溫度，同時不影響發(fā)泡劑低溫下的熱穩(wěn)定性，有利于低溫條件下充分的塑煉，使之能夠在壓延過程中平穩(wěn)較快分解形成泡孔，泡孔結構較為穩(wěn)定，塌陷情況得到顯著改善。三、本發(fā)明采用環(huán)保型增塑劑，無毒環(huán)保，對光和熱具有良好的穩(wěn)定作用，降低PVC的塑化溫度，增大了 PVC的成型塑化溫度區(qū)間，有較好的耐高溫特性，替代鄰苯二甲酸二辛脂等對環(huán)境有影響的化學增塑劑。四、本發(fā)明由于添加了熱穩(wěn)定劑，提高了 PVC的分解溫度，無毒、無飛塵且可提高發(fā)泡劑分解的速度，減少了增塑劑、低熔點助劑的揮發(fā)。


圖I為本發(fā)明實施例I所制得的樣品的電鏡圖(可直觀表明泡空的結構和尺寸)。圖2為本發(fā)明實施例2所制得的樣品的電鏡圖。
附圖3為本發(fā)明實施例3所制得的樣品的電鏡圖。
具體實施例方式實施例I.
改性發(fā)泡劑的制備取偶氮二甲酰胺2份、分散劑2份、聚甲基硅磷酸酯0. 5份、硬脂酸鋅和氧化鋅(配比為3/1)復配物0.5份、四[￠- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 5份在高速混合機中混合15 20min，料溫為60 80°C，制得改性發(fā)泡劑，改性發(fā)泡劑發(fā)氣量為210ml/g，在0-180°C熱穩(wěn)定性好，分解率< 1%。本實施例中采用的分散劑由液體石蠟和三硬脂酸甘油酯按照1:1的比例復配而成。微發(fā)泡PVC復合材料的制備
取聚氯乙烯50份(聚合度為1500)，上述改性發(fā)泡劑3份，超微細活性碳酸鈣40份 (1250目)，鄰苯二甲酸二丁酯10份，硫醇甲基錫0. 5份在高速混合機中混合15-25min，料溫為70-90°C，得到混合好的物料備用。PVC熔融塑化將上述物料在密煉機中塑化，塑化溫度為140°C，塑化時間為5min，然后將所得的物料轉移至雙輥開放式塑煉機中進一步的熔融塑化，塑化溫度為145°C，塑化時間為5min，然后再將塑化好的物料經(jīng)過傳送帶移至四輥塑料壓延機中與基布貼合，第一和第二輥溫度為170°C，第三和第四輥溫度為110°C之，輥速為35Hz/min，然后牽引卷取得到半成品。PVC發(fā)泡成型將上述半成品通過滾筒牽引，導入發(fā)泡爐，使其在發(fā)泡爐中進行發(fā)泡，成型溫度控制在185°C，發(fā)泡時間為I. 5min，同時引入通風回收裝置，使產(chǎn)生的熱氣流和揮發(fā)出的增塑劑進一步冷卻回收利用，保證爐內的大氣壓力與外界壓力基本持平，然后在PVC樹脂產(chǎn)品離開發(fā)泡爐空冷3s后，再進行壓延印花處理，卷取獲得微發(fā)泡PVC復合材料。如附圖I所示，微發(fā)泡PVC復合材料泡孔均勻并且不塌陷，泡孔尺寸為110-150 u m,密度為 0.69g/cm3。微發(fā)泡PVC復合材料的性能如下
經(jīng)向拉伸強度7. 6MPa，比現(xiàn)有的技術提高了 8. 2%，緯向拉伸強度7. 4MPa，比現(xiàn)有技術提聞了 7. 6%，剝尚負荷30N。實施例2.
改性發(fā)泡劑的制備取偶氮二甲酰胺3份、分散劑3份、勻泡劑I份、硬脂酸鋅和氧化鋅(配比為2/1)復配物0. 5份、抗氧劑0. 5份在高速混合機中混合15 20min，料溫為60 80°C，制得改性發(fā)泡劑，改性發(fā)泡劑發(fā)氣量為215ml/g，在0_185°C熱穩(wěn)定性好，分解率< 1%。本實施例中采用的分散劑，由液體石蠟和三硬脂酸甘油酯按照1:2的比例復配而成。勻泡劑是聚二甲基硅氧烷-聚氧烷撐嵌段共聚物，抗氧劑采用的是三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯。 微發(fā)泡PVC復合材料的制備
取聚氯乙烯40份(聚合度為2000)，上述改性發(fā)泡劑4份，超微細活性碳酸鈣40份(2000目)，檸檬酸三丁酯15份，鋇鋅復合穩(wěn)定劑0.5份在高速混合機中混合15-25min，料溫為70-90°C，得到混合好的物料。
PVC熔融塑化將所得的物料在密煉機中塑化，塑化溫度為150°C，塑化時間為3min，然后將所得的物料轉移至雙輥開放式塑煉機中進一步的熔融塑化，塑化溫度為160°C，塑化時間為5min，然后再將塑化好的物料經(jīng)過傳送帶移至四輥塑料壓延機中與基布貼合，第一和第二輥溫度為175°C，第三和第四輥溫度為120°C，輥速為30Hz/min，然后牽引卷取得到半成品。PVC發(fā)泡成型將所得到的半成品通過滾筒牽引，導入發(fā)泡爐，使其在發(fā)泡爐中進行發(fā)泡，成型溫度控制在190°C之間，發(fā)泡時間為lmin，同時引入通風回收裝置，使產(chǎn)生的熱氣流和揮發(fā)出的增塑劑進一步冷卻回收利用，保證爐內的大氣壓力與外界壓力基本持平，然后在PVC樹脂產(chǎn)品離開發(fā)泡爐空冷3s后，再進行壓延印花處理，卷取獲得微發(fā)泡PVC復合材料。如附圖2所示，微發(fā)泡PVC復合材料泡孔均勻并且不塌陷，泡孔尺寸為110-130 u m,密度為 0. 67g/cm3。
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PVC復合材料的性能如下· 徑向拉伸強度8. 2MPa，比現(xiàn)有的技術提高了 16. 8%，；緯向拉伸強度7. 4MPa，比現(xiàn)有技術提聞了 7. 6%，剝尚負荷32N。實施例3.
改性發(fā)泡劑的制備取偶氮二甲酰胺4份、分散劑3份、勻泡劑I份、硬脂酸鋅和氧化鋅(配比為4/1)復配物0. 5份、抗氧劑0. 5份在高速混合機中混合15 20min，料溫為60 80°C，制得改性發(fā)泡劑，改性發(fā)泡劑發(fā)氣量為214ml/g，在0-180°C熱穩(wěn)定性好，分解率< 0. 5%。本實施例中采用的分散劑，由液體石蠟和三硬脂酸甘油酯按照1:4的比例復配而成；勻泡劑是聚甲基硅磷酸酯與聚甲基硅磷酸酯混合物(按1:1混合);抗氧劑是四
季戊四醇酯與三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯混合物(按1:1混合)。微發(fā)泡PVC復合材料的制備
將聚氯乙烯50份(聚合度為1800)，改性發(fā)泡劑4份，超微細活性碳酸鈣35份(2500目)，鄰苯二甲酸二丁酯與檸檬酸三丁酯混合物15份(按1:1混合)，鋇鋅復合穩(wěn)定劑與硫醇甲基錫混合物0. 5份(按I: I混合)，在高速混合機中混合15-25min，料溫為70_90°C，得到混合好的物料。PVC熔融塑化將所得的物料在密煉機中塑化，塑化溫度為145°C，塑化時間為3min，然后將所得的物料轉移至雙輥開放式塑煉機中進一步的熔融塑化，塑化溫度為150°C，塑化時間為5min，然后再將塑化好的物料經(jīng)過傳送帶移至四輥塑料壓延機中與基布貼合，第一和第二輥溫度為180°C，第三和第四輥溫度為120°C，輥速為32Hz/min，然后牽引卷取得到半成品。PVC發(fā)泡成型將所得到的半成品通過滾筒牽引，導入發(fā)泡爐，使其在發(fā)泡爐中進行發(fā)泡，成型溫度控制在190°C之間，發(fā)泡時間為lmin，同時引入通風回收裝置，使產(chǎn)生的熱氣流和揮發(fā)出的增塑劑進一步冷卻回收利用，保證爐內的大氣壓力與外界壓力基本持平，然后在PVC樹脂產(chǎn)品離開發(fā)泡爐空冷3s后，再進行壓延印花處理，卷取獲得微發(fā)泡PVC復合材料。如附圖3所示，微發(fā)泡PVC復合材料泡孔均勻并且不塌陷，泡孔尺寸為100-120 u m，密度為 0.65g/cm3。微發(fā)泡PVC復合材料的性能如下
經(jīng)向拉伸強度8. 3MPa，比現(xiàn)有的技術提高了 18. 2%，緯向拉伸強度7. 5MPa，比現(xiàn)有技術提1 了 8. 9%，剝尚負荷33N。
權利要求
1.PVC復合材料改性發(fā)泡劑，其特征在于由下列重量份的原料組成 發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺I 5份、分散劑2 5份、勻泡劑0. 5-2份、硬脂酸鋅和氧化鋅配比為2-5:1的復配物0. 5 I份、抗氧劑0. I 2份； 將上述原料按所述重量份加入混合機中，在60 80°C條件下，混合15 20min。
2.如權利要求I所述的PVC復合材料改性發(fā)泡劑，其特征在于所述分散劑為是由液體石蠟和三硬脂酸甘油酯按照1:1 5的比例復配而成。
3.如權利要求I所述的PVC復合材料改性發(fā)泡劑，其特征在于勻泡劑是聚二甲基硅氧烷-聚氧烷撐嵌段共聚物、聚甲基硅磷酸酯中一種或兩種混合物。
4.如權利要求I所述的PVC復合材料改性發(fā)泡劑，其特征在于抗氧劑為四[￠-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、￠- (3,5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或幾種混合物。
5.如權利要求I所述的PVC復合材料改性發(fā)泡劑，其特征在于所述改性發(fā)泡劑發(fā)氣量為210-215ml/g，在0-185°C熱穩(wěn)定性好，分解率< 1%。
6.微發(fā)泡PVC復合材料，其特征在于由下列重量份的原料，經(jīng)混合、熔融塑化、發(fā)泡成型聚氯乙烯40 80份(聚合度為1000-2000)，權利要求I至5所述的改性發(fā)泡劑I 5份，超微細活性碳酸鈣20 60份，增塑劑10 40份，熱穩(wěn)定劑0. 5 5份。
7.如權利要6所述的微發(fā)泡PVC復合材料，其特征在于所述超微細活性碳酸鈣為1250-2500 目。
8.如權利要6所述的微發(fā)泡PVC復合材料，其特征在于增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯中的一種或兩種混合物。
9.如權利要6所述的微發(fā)泡PVC復合材料，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑為鋇鋅復合穩(wěn)定劑、硫醇甲基錫、有機鋪熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種混合物。
10.制備權利要求6-9所述的微發(fā)泡PVC復合材料的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)物料混合按權利要求所述的配比，將聚氯乙烯，改性發(fā)泡劑，超微細活性碳酸鈣，增塑劑，熱穩(wěn)定劑加入混合機中，在料溫為70-90°C條件下，混合15-25min ； (2)熔融塑化將步驟(I)所得的物料在密煉機中塑化，塑化溫度為130-150°C，塑化時間為3-5min，然后將所得的物料轉移至雙輥開放式塑煉機中進一步的熔融塑化，塑化溫度為140-160°C，塑化時間為5-10min，然后將塑化好的物料經(jīng)過傳送帶移至四輥塑料壓延機中與基布貼合后，第一和第二輥溫控制在165-175°C，第三和第四輥溫控制在110-130°C之間，輥速為30-45Hz/min，然后牽引卷取得到半成品； (3)發(fā)泡成型將步驟(2)所得半成品通過滾筒牽引，導入發(fā)泡爐，發(fā)泡爐中的成型溫度在180-210°C之間，發(fā)泡時間為l_2min，PVC樹脂離開發(fā)泡爐空冷3_5s后，再進行壓延印花處理，卷取獲得成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PVC復合材料改性發(fā)泡劑、微發(fā)泡PVC復合材料及其制備方法，該法采用聚氯乙烯(PVC)作為原料，加入改性發(fā)泡劑、超微細活性碳酸鈣、增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑，在高速混合機中經(jīng)過簡單的混合后通過密煉機進行塑化，再經(jīng)過雙輥開放式塑煉機塑煉后在四輥塑料壓延機與基布結合壓延成型，最后經(jīng)過發(fā)泡爐發(fā)泡成型，制得泡孔致密且分布均勻、泡孔較小的微發(fā)泡PVC復合材料，該法生產(chǎn)的PVC復合材料泡孔密度大，泡孔尺寸較小且分布均勻，減少了發(fā)泡劑的用量，增大了PVC塑化的溫度區(qū)間，降低了生產(chǎn)成本，具有優(yōu)異的抗老化性能，良好的力學性能。
文檔編號C08K5/098GK102675774SQ201210176158
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權日2012年5月31日
發(fā)明者劉小芳, 徐衛(wèi)兵 申請人:江蘇潤大橡塑材料有限公司