CN105345969B - 一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚氯乙烯材料的生产填料领域，具体涉及一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，将磷石膏研磨成粒度为32‑65μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；将其与乳化剂按10:(4‑5)的质量比搅拌均匀后进行乳化25‑35min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热15‑20min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料，本发明磷石膏填料，具有增量补强和降低成本的作用，能改善塑料制品的物理力学性能、热学性能、耐老化性能，并且克服塑料不耐低温、低刚性、易膨胀性、易蠕变性等缺点。
Description
技术领域
本发明属于聚氯乙烯材料的生产填料领域，具体涉及一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法。
背景技术
填充改性是塑料改性的基本手段之一，指在熟料成型加工过程中，加入无机或有机填料，从而使塑料材料的加工性能或使用性能得到改善，或降低原材料成本。在多数情况下，填料的费用问题直接影响生产成本的高低；并且随着塑料材料应用领域不断扩大，对材料的力学性能以及光、电、磁、阻燃等各方面的性能提出更高的要求，通过填充改性可容易的达到预期效果。
我国塑料工业起步较晚，最初常采用碳酸钙为填料制备聚氯乙烯塑料，但无机填料与高分子材料的相容性差异大，因此使得碳酸钙在聚氯乙烯塑料中的应用受到限制。如今，为提高填料的分散性，大量纳米级填料蜂拥而出，但由于其成本高，工艺复杂的问题，迄今为止，塑料加工行业无论从加工设备，还是性能价格上都未做好使用纳米级填料的准备；而采用高岭土等传统填料或者经表面改性的填料，具有增塑效果，但这些颗粒物因表面能高或在高速运动碰撞摩擦下产生静电而凝聚成团，而这种凝聚体在后续的加工中难以依靠机械剪切力打开，进而成为塑料材料中的白点，进而影响外观品质。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种性能稳定、分散性优的新型填料及其方法简单、成本低的制备方法。
具体通过以下方案得以实现：
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏研磨成粒度为32-65μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:(4-5)的质量比搅拌均匀后进行乳化25-35min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热15-20min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为180-200℃。
所述热处理时间为60-90min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：(5-7)：(5-7)组成。
进一步的，所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：6：6组成。
所述乳化，其温度为110-120℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的10％-15％。
所述金属离子物质为含有钡、钛的物质之一或两种。
所述硫化机加热是先在温度为180-190℃下加热不小于8min，再加压8-11MPa进行加热。
所述硫化机加热是先在温度为186℃下加热10min，再加压9MPa进行加热10min。
本发明的有益效果
本发明通过在饱和蒸汽环境中获得α半水石膏，将其进行乳化、硫化，使得表面亲水性转变为疏水性，再通过脂肪酸酯分子结构作用和金属离子特性的配合，提高了填料的粘结强度，进而提高了填料与基体材料间的两相界面粘结度。
在塑料加工中，加入本发明磷石膏填料，可达到增量及降低成本的作用，能改善塑料制品的物理力学性能、热学性能、耐老化性能，并且克服塑料不耐低温、低刚性、易膨胀性、易蠕变性等缺点。
通过传统聚氯乙烯塑料的制备方法和配方，与碳酸钙粒子的聚氯乙烯塑料的填充效果相比，本发明的聚氯乙烯填充体系使得聚氯乙烯的拉伸强度(47MPa)提高了约20％，冲击强度提高了1.5倍以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg磷石膏研磨成粒度为40μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:4.3的质量比搅拌均匀后进行乳化30min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热18min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为200℃。
所述热处理时间为90min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：5.1：5.1组成。
所述乳化，其温度为114℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的15％。
所述金属离子物质为含有二氧化钛。
所述硫化机加热是先在温度为190℃下加热9min，再加压10MPa进行加热9min。
实施例2
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将2kg磷石膏研磨成粒度为65μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:5的质量比搅拌均匀后进行乳化25min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热15min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为180℃。
所述热处理时间为60min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：5：5组成。
所述乳化，其温度为112℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的10％。
所述金属离子物质为硫酸钡、四氯化钛。
所述硫化机加热是先在温度为186℃下加热10min，再加压11MPa进行加热5min。
实施例3
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1.2kg磷石膏研磨成粒度为35μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:4.5的质量比搅拌均匀后进行乳化25min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热18min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为190℃。
所述热处理时间为75min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：6：6组成。
所述乳化，其温度为110℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的13％。
所述金属离子物质为氯化钡。
所述硫化机加热是先在温度为180℃下加热8min，再加压8MPa进行加热10min。
实施例4
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1.2kg磷石膏研磨成粒度为47μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:4.1的质量比搅拌均匀后进行乳化27min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热20min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为187℃。
所述热处理时间为65min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：5.3：5.3组成。
所述乳化，其温度为113℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的12.8％。
所述金属离子物质为钛白粉。
所述硫化机加热是先在温度为182℃下加热12min，再加压8.5MPa进行加热。
实施例5
一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将10公斤磷石膏研磨成粒度为60μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:4.3的质量比搅拌均匀后进行乳化31min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热17min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料。
所述饱和蒸汽的温度为196℃。
所述热处理时间为86min。
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：7：7组成。
所述乳化，其温度为116℃。
所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的11.7％。
所述金属离子物质为钛白粉。
所述硫化机加热是先在温度为186℃下加热16min，再加压9.5MPa进行加热10min。
Claims (9)
1.一种生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷石膏研磨成粒度为32-65μm的颗粒物，在饱和蒸汽环境中进行热处理，获得α型半水石膏；
(2)将α型半水石膏与乳化剂按10:(4-5)的质量比搅拌均匀后进行乳化25-35min，再加入金属离子物质后，在硫化机上加热15-20min，得到用作聚氯乙烯塑料填料的脂肪酸基磷石膏填料；
所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：(5-7)：(5-7)组成。
2.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述饱和蒸汽的温度为180-200℃。
3.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述热处理时间为60-90min。
4.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述乳化剂是由不饱和芳香族碳氢化合物、不饱和脂肪族碳氢化合物、饱和脂肪酸酰胺混合物、高分子脂肪酸酯按质量比为1:1：6：6组成。
5.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述乳化，其温度为110-120℃。
6.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述金属离子物质的加入量为磷石膏用量的10％-15％。
7.如权利要求1或6所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述金属离子物质为含有钡、钛的物质之一或两种。
8.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述硫化机加热是先在温度为180-190℃下加热不小于8min，再加压8-11MPa进行加热。
9.如权利要求1所述的生产聚氯乙烯塑料填料的制备方法，其特征在于，所述硫化机加热是先在温度为186℃下加热10min，再加压9MPa进行加热10min。
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