Pvc復合樹脂組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種PVC復合樹脂組合物及其制備方法，所述組合物由下述成分制成：100質量份的PVC復合樹脂；2.0-6.0質量份的熱穩定劑；1.0-3.0質量份的內潤滑劑；10-30質量份的填料；2.0-5.0質量份的偶聯劑；1.0-3.0質量份的抗氧劑；1.0-2.0質量份的紫外線吸收劑；其中所述PVC復合樹脂為聚氯乙烯樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂的組合物。本發明在保留了其組合物原有的優良性能的基礎上，復合少量無機材料，具備高分子材料重量輕、碾壓噪聲小、造價低、方便施工等優勢的前提下，大幅度提高其承載能力、溫度變化適應能力和耐老化性能。
【專利說明】PVC復合樹脂組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及PVC復合樹脂組合物，特別是涉及一種適用于井蓋的PVC復合樹脂組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002]井蓋是通往地下設施的出入口頂部的封閉物，凡是安裝自來水、電信、電力、燃氣、熱力、消防、環衛，等公用設施的地方都需要安裝井蓋。井蓋所用材料以前大都為鋼筋混凝土，但由于鋼筋混凝土具有脆性大、易老化、易斷裂等缺陷而被鑄鐵、球墨鑄鐵等材質所取代。復合材料井蓋具有承載能力高、抗震性能好、尺寸穩定、耐腐蝕、耐老化、使用壽命長、性價比高等諸多優點，并且生產工藝簡單，可完全替代鑄鐵井蓋，具有較高的推廣應用價值。
[0003]聚氯乙烯(PVC)屬于通用型塑料，它的突出優點是難燃性、耐磨性、抗化學腐蝕性、氣體水汽低滲透性好。此外，綜合機械性能、制品透明性、電絕緣性、隔熱、消聲、消震性也好，是性能價格比最為優越的通用性材料。由于聚氯乙烯樹脂存在著成型加工性能差，如熔體粘度大，流動性不好、熱穩定性低、容易造成分解等；PVC制品耐老化性差、易變脆、變硬、龜裂韌性不好、耐寒性不佳等，所以一般要對PVC進行改性。
[0004]雙環戊二烯(DCPD)是環戊二烯的二聚體，主要來自于乙烯裂解的副產C5餾分和煤炭焦化副產輕苯餾分，高純度雙環戊二烯室溫下為無色液體含有雜質時為淺黃色至黃褐色油狀液體，有刺激性氣味，不溶于水，可溶于醇、醚等有機溶劑。而且Dcro資源豐富，價格優廉，在有機合成和改性中的應用越來越廣泛，由于化學活性高，是石油樹脂和多種精細化學品的原料，具有巨大的可研究潛力和發展前景。
【發明內容】
[0005](一)要解決的技術問題
[0006]本發明的目的是提供一種PVC復合樹脂組合物，以克服單純的PVC制品耐老化性差、易變脆、變硬、龜裂韌性不好、耐寒性不佳等缺陷。
[0007](二)技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供一種PVC復合樹脂組合物，由下述成分制成:100質量份的PVC復合樹脂；2.0-6.0質量份的熱穩定劑；1.0-3.0質量份的內潤滑劑；10-30質量份的填料；2.0-5.0質量份的偶聯劑；1.0-3.0質量份的抗氧劑；1.0-2.0質量份的紫外線吸收劑；其中所述PVC復合樹脂為聚氯乙烯樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂的組合物。
[0009]其中，所述PVC復合樹脂中，聚氯乙烯樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂的質量比為:2:8-8:2。
[0010]其中，所述熱穩定劑為:馬來酸二丁基錫、三鹽基硬脂酸鉛、液體鋇鎘鋅復合穩定齊U、鈣鋅復合穩定劑中的一種或幾種。
[0011]其中，所述內潤滑劑為:聚乙烯蠟、硬脂酸正丁酯、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、亞磷酸酯潤滑劑中的一種或幾種。
[0012]其中，所述的偶聯劑為KH550，KH560, KH570, KH792，DL602, DL171 中的一種或幾種。
[0013]其中，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1076、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1135、抗氧劑1141、抗氧劑1520、抗氧劑1726中的至少一種。
[0014]其中，所述的紫外線吸收劑為受阻胺類紫外線吸收劑6胃-944、788、770、雙(2，2，6，6-四甲-4-哌啶基)葵二酸酯中的一種或多種。
[0015]其中，所述填料為:碳酸鈣、高嶺土、硅藻土、膨潤土、納米氧化鈦、滑石粉中的一種或幾種。
[0016]本發明進一步提供了一種基于上述任一項所述PVC復合樹脂組合物的制備方法，其包括以下過程:
[0017]先將PVC復合樹脂、熱穩定劑、內潤滑劑、填料加入高速混合機中，開機攪拌；
[0018]接著停機加入偶聯劑、抗氧劑和紫外線吸收劑，混合均勻；
[0019]將混合粉體加入密煉機中密煉，取出后在開煉機上開煉成片；
[0020]將混煉好的試樣放在壓片機上熱壓，然后保持熱壓的壓力，充水冷卻至室溫，制成沖擊樣條、拉伸樣條和彎曲樣條。
[0021]其中，開機攪拌的時間為Imin ;密煉時，在175°C下密煉3min ;熱壓時，在180°C下預熱2min,加壓至1MPa,保壓Imin,再加壓到20MPa熱壓2min。
[0022](三)有益效果
[0023]上述技術方案所提供的PVC復合樹脂組合物及其制備方法，在保留了其組合物原有的優良性能的基礎上，復合少量無機材料，具備高分子材料重量輕、碾壓噪聲小、造價低、方便施工等優勢的前提下，大幅度提高其承載能力、溫度變化適應能力和耐老化性能。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0025]下述實施例在制備過程中將PVC復合樹脂組合物的成分及各成分的質量比例均做了描述，所以以下實施例不單獨對PVC復合樹脂組合物及其制備方法拆分開進行示例性說明。
[0026]實施例1
[0027]將525.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG_5)、225.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW): 279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入37.5g三鹽基硬脂酸鉛、15.0硬脂酸鋇、75g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0g偶聯劑KH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2mm厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min，試樣尺寸如下:長度為150臟，寬度為20臟，厚度為4臟。實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為55MPa。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80mm,寬度為1mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為70MPa，彎曲彈性模量2.8GPa。根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:80mmX 1mmX 4mm,在JC-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行,跨度調整為60mm,實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為35.3KJ/m2。
[0028]實施例2
[0029]將600.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG-5)、150.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW):279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入37.5g三鹽基硬脂酸鉛、15.0g硬脂酸鋇、75g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0g偶聯劑KH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2mm厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min，試樣尺寸如下:長度為150mm,寬度為20mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為51MPa。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80mm,寬度為1mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為62MPa，彎曲彈性模量2.57GPa。根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:80mmX 1mmX 4mm,在JC-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行,跨度調整為60mm,實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為32.5KJ/m2。
[0030]實施例3
[0031]將450.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG_5)、300.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW):279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入37.5g馬來酸二丁基錫、15.0g硬脂酸鋇、75g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0g偶聯劑KH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2mm厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min,試樣尺寸如下:長度為150mm,寬度為20mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為58MPa。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80mm,寬度為1mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為74MPa，彎曲彈性模量3.0GPa0根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:80mmX 1mmX 4mm,在JC-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行,跨度調整為60mm,實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為36.8KJ/m2。
[0032]實施例4
[0033]將375.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG_5)、375.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW):279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入45.0g馬來酸二丁基錫、15.0g硬脂酸鋇、75g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0g偶聯劑KH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2mm厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min,試樣尺寸如下:長度為150mm,寬度為20mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為57MPa。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80mm,寬度為1mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為69MPa，彎曲彈性模量2.7GPa。根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:801111]1\101111]1\41111]1,在兀-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行,跨度調整為60mm,實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為34.7KJ/m2。
[0034]實施例5
[0035]將525.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG_5)、225.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW): 279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入37.5g三鹽基硬脂酸鉛、15.0g硬脂酸正丁酯、50g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0gKH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2_厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min，試樣尺寸如下:長度為150mm，寬度為20mm，厚度為4mm。實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為54MPa。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80臟，寬度為10臟，厚度為4臟。實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為69MPa，彎曲彈性模量2.76GPa。根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:80mmX 1mmX 4mm,在JC-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行,跨度調整為60mm,實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為35.lKJ/m2。
[0036]實施例6
[0037]將525.0g聚氯乙烯(PVC)(購自中石化齊魯分公司，SG_5)、225.0g雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂(購自大日本印刷HP-7200H，環氧當量(EEW): 279)混合，在30°C下以800轉/分鐘的速度機械攪拌分散5分鐘，邊攪拌邊依次加入45.0g三鹽基硬脂酸鉛、22.5g硬脂酸正丁酯、75g碳酸鈣加入高速混合機中，開機攪拌Imin后，接著停機加入15.0g偶聯劑KH550、7.5g受阻酚類抗氧劑1076和7.5g受阻胺類光穩定劑944，然后混合均勻。將混合粉體加入密煉機中，175°C下密煉3min，取出后在開煉機上開煉成片，將混煉好的試樣放在壓片機上180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa熱壓2min，然后在相同的壓力下充水冷卻至室溫，制成4mm厚的沖擊樣條和2mm厚的拉伸樣條和彎曲樣條。試樣拉伸性能測試按照GB/T1040-92，在M-30A型萬能材料試驗機上進行，拉伸速率為2mm/min,試樣尺寸如下:長度為150mm,寬度為20mm,厚度為4mm。實驗重復三次,測得該PVC復合樹脂的拉伸強度為57MPa，彈性模量465.04。按照國家標準GB9341-2000對塑料彎曲性能試驗方法進行測試，試樣尺寸如下:長度為80mm,寬度為1mm,厚度為4mm。實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的彎曲強度為70MPa，彎曲彈性模量2.8GPa。根據沖擊性能測試按照GB1843-1980，試樣尺寸為:80mmX 1mmX4臟，在JC-25簡支梁擺錘式沖擊試驗機上進行，跨度調整為60mm，實驗重復三次，測得該PVC復合樹脂的沖擊強度為35.3KJ/m2。
[0038]本發明具有以下有益效果:
[0039]1、本發明PVC復合樹脂組合物中，復合樹脂分別選自聚氯乙烯樹脂(PVC)和雙環戊二烯(DCPD)型環氧樹脂的組合物，通用PVC雖然強度較高，材料韌性不足，低溫韌性差，復合制品具有聞強聞朝的抗沖擊性能。
[0040]2、加入熱穩定劑，可防止聚氯乙烯樹脂在高溫加工過程中發生降解而使性能破壞。
[0041 ] 3、加入內潤滑劑，用以降低流體粘度，促進分子間內聚力破壞，分子相互流動。
[0042]4、加入偶聯劑,可以偶聯有機聞分子和無機填料，增強其粘結性，提聞廣品的機械、抗老化等性能。
[0043]5、受阻胺類紫外線吸收劑與受阻酚類抗氧劑作用機理非常相似，加入阻胺類光穩定劑和受阻酚類抗氧劑，可以有效捕獲自由基，使它們不致引起有破壞作用的鏈式反應，達到抑制光氧化反應的目的。
[0044]6、加入填料，可改善PVC的某些性能，填充改性既有增量作用，又有改性效果，可改進制品的硬度、剛度、耐熱性、阻燃性等，并可降低成本。如加入碳酸鈣提高制品的硬度，同時降低材料成本。
[0045]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種PVC復合樹脂組合物，其特征在于，由下述成分制成:100質量份的PVC復合樹脂；2.0-6.0質量份的熱穩定劑；1.0-3.0質量份的內潤滑劑；10-30質量份的填料；2.0-5.0質量份的偶聯劑；1.0-3.0質量份的抗氧劑；1.0-2.0質量份的紫外線吸收劑；其中所述PVC復合樹脂為聚氯乙烯樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂的組合物。
2.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于，所述PVC復合樹脂中，聚氯乙烯樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂的質量比為:2:8-8:2。
3.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述熱穩定劑為:馬來酸二丁基錫、三鹽基硬脂酸鉛、液體鋇鎘鋅復合穩定劑、鈣鋅復合穩定劑中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述內潤滑劑為:聚乙烯蠟、硬脂酸正丁酯、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、亞磷酸酯潤滑劑中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述的偶聯劑為KH550，KH560, KH570, KH792, DL602, DL171 中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1076、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1135、抗氧劑1141、抗氧劑1520、抗氧劑1726中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述的紫外線吸收劑為受阻胺類紫外線吸收劑GW-944、788、770、雙(2，2，6，6_四甲-4-哌啶基)葵二酸酯中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的PVC復合樹脂組合物，其特征在于:所述填料為:碳酸鈣、高嶺土、硅藻土、膨潤土、納米氧化鈦、滑石粉中的一種或幾種。
9.基于上述權利要求1-8中任一項所述PVC復合樹脂組合物的制備方法，其特征在于，包括以下過程: 先將PVC復合樹脂、熱穩定劑、內潤滑劑、填料加入高速混合機中，開機攪拌； 接著停機加入偶聯劑、抗氧劑和紫外線吸收劑，混合均勻； 將混合粉體加入密煉機中密煉，取出后在開煉機上開煉成片； 將混煉好的試樣放在壓片機上熱壓，然后保持熱壓的壓力，充水冷卻至室溫，制成沖擊樣條、拉伸樣條和彎曲樣條。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于:開機攪拌的時間為lmin;密煉時，在175°C下密煉3min ;熱壓時，在180°C下預熱2min，加壓至lOMPa，保壓lmin，再加壓到20MPa 熱壓 2min。
【文檔編號】C08L27/06GK104250408SQ201310263802
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】胡偉, 孟秀青, 楊剛, 劉欣彤 申請人:藍星（北京）特種纖維技術研發中心有限公司