CN105860351A - 一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯44‑47份，丁腈橡胶36‑38份，聚四氟乙烯12‑16份，高融合性二氧化钛微囊16‑18份，碳酸钙12‑15份，炭黑6‑9份，氧化镁3‑5份，硬脂酸2‑4份，双酚A 0.4‑0.7份，月桂酸马来酸二丁基锡1.8‑2.2份，硫磺0.8‑1.2份，促进剂TMTD 2.2‑2.5份，抗氧剂TNP 1‑1.3份，氯化石蜡2‑4份，环氧脂肪酸丁酯0.3‑0.6份，亚磷酸三苯酯1.2‑1.5份。

Description

一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料
技术领域
本发明涉及软聚氯乙烯弹性料技术领域，尤其涉及一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得，主具有极佳的耐油性能，同时耐磨性较高、耐热性较好。丁腈橡胶的极性非常强，与聚氯乙烯具有较好的相容性，制成的聚氯乙烯丁腈料柔韧性好、拉伸性能优异，然而，由于添加的补强填充剂的融合性能不佳，导致其强度、抗撕裂性能、耐磨性能大打折扣。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，具有良好的耐磨性能、抗撕裂性能和较高的强度。
本发明提出的一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯44-47份，丁腈橡胶36-38份，聚四氟乙烯15-18份，高融合性二氧化钛微囊16-18份，碳酸钙12-15份，炭黑6-9份，氧化镁3-5份，硬脂酸2-4份，双酚A 0.4-0.7份，月桂酸马来酸二丁基锡1.8-2.2份，硫磺0.8-1.2份，促进剂TMTD2.2-2.5份，抗氧剂TNP 1-1.3份，氯化石蜡2-4份，环氧脂肪酸丁酯0.3-0.6份，亚磷酸三苯酯1.2-1.5份。
优选地，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：将去离子水、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温；接着将核心单体混合物和过硫酸铵加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；接着保温；继续加入纳米二氧化钛，超声分散得到增强核心物料；然后调节pH值，继续加入壳单体混合物、过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；保温后，降温，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
优选地，高融合性二氧化钛微囊的制备过程中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为20-23：15-18：7-10混合制成的。
优选地，高融合性二氧化钛微囊的制备过程中，壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为22-25：9-12：1-2混合制成的。
优选地，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将90-100份去离子水、3.2-3.5份十二烷基苯磺酸钠、2-2.3份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温；接着将20-22份核心单体混合物和0.8-1份过硫酸铵加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；接着保温；继续加入2.4-2.7份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料；然后调节pH值，继续加入20-23份壳单体混合物、0.4-0.7份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；保温后，降温，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
优选地，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将90-100份去离子水、3.2-3.5份十二烷基苯磺酸钠、2-2.3份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至66-69℃；接着将20-22份核心单体混合物和0.8-1份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为27-30min，加入过程中不断搅拌；接着保温60-65min；继续加入2.4-2.7份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为350-400W，超声分散的功率为50-55kHz，超声分散的时间为16-18min；然后调节pH值至8.3-8.6，继续加入20-23份壳单体混合物、0.4-0.7份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为45-48min，加入过程中不断搅拌；保温33-36min后，降温至24-27℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
优选地，聚氯乙烯、丁腈橡胶、聚四氟乙烯的重量比为45-46：36-37：16-17。
优选地，其原料按重量份包括：聚氯乙烯45-46份，丁腈橡胶36-37份，聚四氟乙烯16-17份，高融合性二氧化钛微囊16.5-17份，碳酸钙13-14份，炭黑7-8份，氧化镁3.5-4.5份，硬脂酸2.5-3份，双酚A 0.5-0.6份，月桂酸马来酸二丁基锡1.9-2.1份，硫磺0.9-1.1份，促进剂TMTD 2.3-2.4份，抗氧剂TNP 1.1-1.2份，氯化石蜡2.5-3.5份，环氧脂肪酸丁酯0.4-0.5份，亚磷酸三苯酯1.3-1.4份。
高融合性二氧化钛微囊制备过程中，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯等单体制备核心，并将二氧化钛通过超声处理的空化作用与核心高度融合；接着以苯乙烯、丙烯酸丁酯为壳单体，在弱碱性环境下包裹核心，从而形成壳体，经离心分离、洗涤、干燥得到的“核心-壳体”结构物料，能够与聚氯乙烯高度融合，同时提高本发明的耐磨性能、强度和抗撕裂性能；制备过程中，十二烷基苯磺酸钠作为阴离子表面活性剂的添加，能够配合乳化剂十二烷基硫酸钠，润湿参与反应的物料，提高反应速率和质量；而制备过程始终处于氮气氛围中，能够避免空气中的氧气参与反应，从而破坏“核心-壳体”结构物料的形成；核心单体混合物中的三种物料，能够在引发剂过硫酸铵的作用下，快速融合形成分子结构牢固、颗粒大小均匀的聚合物，而添加纳米二氧化钛并经超声处理得到增强核心物料，大大提高了本发明的强度、耐磨性能；接着投入的壳单体混合物中包含两种壳单体和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，能够在引发剂过硫酸铵作用下，快速交联形成薄膜，包覆在核心表面，形成连续均匀的壳体，而这种壳体能与聚氯乙烯高度融合，并且与本发明其他物料有很好的链接力，从而大幅提高本发明的抗撕裂性能和柔韧性。
本发明以聚氯乙烯、丁腈橡胶、聚四氟乙烯配合作为主料，在硫磺、促进剂TMTD和增塑剂环氧脂肪酸丁酯协同作用下，快速交联形成牢固的分子结构，具有极佳的抗撕裂性能、柔韧性和加工性能、物理化学性能；高融合性二氧化钛微囊与碳酸钙、炭黑、氧化镁等补强填充剂配合使用，提高了补强填充剂与本发明主料的融合性，增强了本发明的耐磨性能；硬脂酸、双酚A配合，加大了本发明各种物料之间交联力的作用；而月桂酸马来酸二丁基锡、亚磷酸三苯酯配合作为热稳定剂，能够与抗氧剂TNP、氯化石蜡一起，提高本发明的稳定性，降低本发明氧化风险，延长使用寿命。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯47份，丁腈橡胶36份，聚四氟乙烯18份，高融合性二氧化钛微囊16份，碳酸钙15份，炭黑6份，氧化镁5份，硬脂酸2份，双酚A 0.7份，月桂酸马来酸二丁基锡1.8份，硫磺1.2份，促进剂TMTD 2.2份，抗氧剂TNP 1.3份，氯化石蜡2份，环氧脂肪酸丁酯0.6份，亚磷酸三苯酯1.2份。
高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将100份去离子水、3.2份十二烷基苯磺酸钠、2.3份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至66℃；接着将22份核心单体混合物和0.8份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为30min，加入过程中不断搅拌；接着保温60min；继续加入2.7份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为350W，超声分散的功率为55kHz，超声分散的时间为16min；然后调节pH值至8.6，继续加入20份壳单体混合物、0.7份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为45min，加入过程中不断搅拌；保温36min后，降温至24℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊；其中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为23：15：10混合制成的；壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为22：12：1混合制成的。
实施例2
本发明提出的一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯44份，丁腈橡胶38份，聚四氟乙烯15份，高融合性二氧化钛微囊18份，碳酸钙12份，炭黑9份，氧化镁3份，硬脂酸4份，双酚A 0.4份，月桂酸马来酸二丁基锡2.2份，硫磺0.8份，促进剂TMTD 2.5份，抗氧剂TNP 1份，氯化石蜡4份，环氧脂肪酸丁酯0.3份，亚磷酸三苯酯1.5份。
高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将90份去离子水、3.5份十二烷基苯磺酸钠、2份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至69℃；接着将20份核心单体混合物和1份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为27min，加入过程中不断搅拌；接着保温65min；继续加入2.4份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为400W，超声分散的功率为50kHz，超声分散的时间为18min；然后调节pH值至8.3，继续加入23份壳单体混合物、0.4份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为48min，加入过程中不断搅拌；保温33min后，降温至27℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊；其中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为20：18：7混合制成的；壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为25：9：2混合制成的。
实施例3
本发明提出的一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯46份，丁腈橡胶36份，聚四氟乙烯17份，高融合性二氧化钛微囊16.5份，碳酸钙14份，炭黑7份，氧化镁4.5份，硬脂酸2.5份，双酚A 0.6份，月桂酸马来酸二丁基锡1.9份，硫磺1.1份，促进剂TMTD 2.3份，抗氧剂TNP 1.2份，氯化石蜡2.5份，环氧脂肪酸丁酯0.5份，亚磷酸三苯酯1.3份。
高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将98份去离子水、3.4份十二烷基苯磺酸钠、2.1份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至68℃；接着将20份核心单体混合物和0.9份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为28min，加入过程中不断搅拌；接着保温63min；继续加入2.5份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为390W，超声分散的功率为52kHz，超声分散的时间为17min；然后调节pH值至8.4，继续加入22份壳单体混合物、0.5份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为47min，加入过程中不断搅拌；保温34min后，降温至26℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊；其中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为21：17：7混合制成的；壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为23：10：2混合制成的。
实施例4
本发明提出的一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其原料按重量份包括：聚氯乙烯45份，丁腈橡胶37份，聚四氟乙烯16份，高融合性二氧化钛微囊17份，碳酸钙13份，炭黑8份，氧化镁3.5份，硬脂酸3份，双酚A 0.5份，月桂酸马来酸二丁基锡2.1份，硫磺0.9份，促进剂TMTD 2.4份，抗氧剂TNP 1.1份，氯化石蜡3.5份，环氧脂肪酸丁酯0.4份，亚磷酸三苯酯1.4份。
高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将94份去离子水、3.3份十二烷基苯磺酸钠、2.2份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至67℃；接着将21份核心单体混合物和0.8份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为29min，加入过程中不断搅拌；接着保温61min；继续加入2.6份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为360W，超声分散的功率为53kHz，超声分散的时间为16min；然后调节pH值至8.5，继续加入21份壳单体混合物、0.6份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为46min，加入过程中不断搅拌；保温35min后，降温至25℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊；其中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为22：16：8混合制成的；壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为22：11：1混合制成的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯44-47份，丁腈橡胶36-38份，聚四氟乙烯15-18份，高融合性二氧化钛微囊16-18份，碳酸钙12-15份，炭黑6-9份，氧化镁3-5份，硬脂酸2-4份，双酚A 0.4-0.7份，月桂酸马来酸二丁基锡1.8-2.2份，硫磺0.8-1.2份，促进剂TMTD2.2-2.5份，抗氧剂TNP 1-1.3份，氯化石蜡2-4份，环氧脂肪酸丁酯0.3-0.6份，亚磷酸三苯酯1.2-1.5份。
2.根据权利要求1所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：将去离子水、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温；接着将核心单体混合物和过硫酸铵加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；接着保温；继续加入纳米二氧化钛，超声分散得到增强核心物料；然后调节pH值，继续加入壳单体混合物、过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；保温后，降温，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
3.根据权利要求2所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，高融合性二氧化钛微囊的制备过程中，核心单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸正丁酯按重量比为20-23：15-18：7-10混合制成的。
4.根据权利要求2或3所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，高融合性二氧化钛微囊的制备过程中，壳单体混合物是由苯乙烯、丙烯酸丁酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺按重量比为22-25：9-12：1-2混合制成的。
5.根据权利要求2-4任一项所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将90-100份去离子水、3.2-3.5份十二烷基苯磺酸钠、2-2.3份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温；接着将20-22份核心单体混合物和0.8-1份过硫酸铵加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；接着保温；继续加入2.4-2.7份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料；然后调节pH值，继续加入20-23份壳单体混合物、0.4-0.7份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入过程中不断搅拌；保温后，降温，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
6.根据权利要求2-5任一项所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，高融合性二氧化钛微囊的制备过程为：按重量份将90-100份去离子水、3.2-3.5份十二烷基苯磺酸钠、2-2.3份十二烷基硫酸钠加入第一加工设备，向第一加工设备中通入氮气进行气体置换，然后升温至66-69℃；接着将20-22份核心单体混合物和0.8-1份过硫酸铵加入第一加工设备，加入时间为27-30min，加入过程中不断搅拌；接着保温60-65min；继续加入2.4-2.7份纳米二氧化钛超声分散得到增强核心物料超声分散的功率为350-400W，超声分散的功率为50-55kHz，超声分散的时间为16-18min；然后调节pH值至8.3-8.6，继续加入20-23份壳单体混合物、0.4-0.7份过硫酸铵滴加入第一加工设备，加入的时间为45-48min，加入过程中不断搅拌；保温33-36min后，降温至24-27℃，离心分离，洗涤，干燥得到高融合性二氧化钛微囊。
7.根据权利要求1-6任一项所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，聚氯乙烯、丁腈橡胶、聚四氟乙烯的重量比为45-46：36-37：16-17。
8.根据权利要求1-7任一项所述70摄氏度护层级软聚氯乙烯丁腈料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氯乙烯45-46份，丁腈橡胶36-37份，聚四氟乙烯16-17份，高融合性二氧化钛微囊16.5-17份，碳酸钙13-14份，炭黑7-8份，氧化镁3.5-4.5份，硬脂酸2.5-3份，双酚A 0.5-0.6份，月桂酸马来酸二丁基锡1.9-2.1份，硫磺0.9-1.1份，促进剂TMTD 2.3-2.4份，抗氧剂TNP 1.1-1.2份，氯化石蜡2.5-3.5份，环氧脂肪酸丁酯0.4-0.5份，亚磷酸三苯酯1.3-1.4份。
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