CN106957499A - 构建空间导热网络的pvc地板材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种构建空间导热网络的PVC地板材料及其制备方法。构建空间导热网络的PVC地板材料的组成为PVC 40～70份，PE 15～25份，Al2O3 5～20份，石墨烯0.5～10份，邻苯二甲酸二辛酯2～8份，葵二酸二丁酯2～8份、环氧油1～3份、硬脂酸1～3份、稀土1～3份、季戊四醇[3‑(3’,5’二叔丁基‑4’‑羟丙基)丙酸]酯0.05～1份、亚磷酸三(2,4‑二叔丁苯基)酯0.05～1份。空间导热网络的组成为：石墨烯，Al2O3。构建空间导热网络的PVC地板材料的优势在于：1.导热性能明显提高，从0.16W/mK提高到1.0W/mK。制成的PVC地板适用于地采暖房间，导热效率明显提高，节省供热资源。2.制备方法可操作性强，适用于工业化批量生产。

Description

构建空间导热网络的PVC地板材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及构建空间导热网络的PVC地板材料及其制备方法。
背景技术
PVC地板是一种新型轻体地面装饰材料，在欧美日韩广受欢迎。现今在国内的大中城市得到普遍认可，广泛应用与家庭、医院、学校、办公楼等各种场所。在寒冷的冬天，供暖已经成为不可缺少的一部分。地面辐射采暖以温度均匀稳定，不影响室内湿度的优势，被认为是冬季最佳采暖方案。地面辐射采暖时，地板的导热性能是影响供暖效果的重要因素。目前PVC地板的导热系数在0.16W/mK左右，导热性能差，导致供暖效率低。因此，高导热PVC地板材料是供暖市场迫切期待的产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种构建空间导热网络的PVC地板材料，其具有良好的导热性能，能够提高采暖效果，同时具有较高的拉伸强度、杨氏模量和冲击强度，力学性能满足地板使用要求。
技术方案
构建空间导热网络的PVC地板材料，由以下组分以重量份制备而成：PVC40～70份，PE15～25份，Al2O3 5～20份，石墨烯0.5～10份，邻苯二甲酸二辛酯2～8份，葵二酸二丁酯2～8份、环氧油1～3份、硬脂酸1～3份、稀土1～3份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.05～1份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.05～1份。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法，包括由以下步骤：
（1）将PVC、Al2O3、石墨烯，邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟。
（2）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为50至150 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入到高速混合机中，高速混合3分钟。
（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为50至150 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料中的空间导热网络的组成为：石墨烯，Al2O3。所述的Al2O3为表面接枝极性基团的Al2O3，极性基团是酰胺基团、马来酸酐中的一种。所述的石墨烯为表面接枝极性基团的石墨烯，极性基团是异氰酸酯、马来酸酐、氨基酸中的一种。PVC是极性高分子，表面接枝有极性基团的Al2O3和表面接枝有极性基团的石墨烯与PVC共混制得的PVC母料，界面相容性好。PVC母料与PE共混时，由于PVC母料是极性高分子，PE是非极性高分子，二者组成的体系体系是两相分离体系，一相是极性的PVC相，一相是非极性的PE相。通过组成可知，PVC为连续相，PE相为分散相。表面接枝极性基团的Al2O3与非极性的PE是不相容体系，因此不会向PE相迁移，而是留在了PVC相中。表面接枝了极性基团的石墨烯与非极性的PE也是不相容体系，因此也不会向PE相迁移，而是留在了PVC相中。导热的Al2O3和导热的石墨烯只分布在连续相的PVC中，具有二维片层结构的石墨烯和球型结构的Al2O3在PVC相中协同作用，形成了高效的空间导热网络。这种方法使得导热填料的用量大大减少，就可以得到较高的导热系数的复合材料。也使得石墨烯这种价格高、性能优异的新材料在导热塑料中得到应用。
有益效果
通过这种构建空间导热网络使PVC地板材料的导热系数从0.16W/mK提高到1.0W/mK。同时拉伸强度达到85MPa，冲击强度达到6kJ/m2，力学性能优越，满足PVC地板的使用要求。
具体实施方式
实施例1：
构建空间导热网络的PVC地板材料，由以下组分以重量份制备而成：PVC40份，PE25份，Al2O3 15份，石墨烯0.5份，邻苯二甲酸二辛酯4.6份，葵二酸二丁酯3.8份、环氧油3.6份、硬脂酸3.5份、稀土3.2份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.35份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.45份。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法为：（1）将PVC、Al2O3、石墨烯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（2）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料。双螺杆挤出机的工艺参数为：挤出压力为900至1000 pst，转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
实施例2：
构建空间导热网络的PVC地板材料，由以下组分以重量份制备而成：PVC45份，PE30份，Al2O3 5份，石墨烯3份，邻苯二甲酸二辛酯4.5份，葵二酸二丁酯4.5份、环氧油2.5份、硬脂酸2.5份、稀土2.3份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.25份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.45份。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法为：（1）将PVC、Al2O3、石墨烯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（2）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
实施例3：
构建空间导热网络的PVC地板材料，由以下组分以重量份制备而成：PVC68份，PE13份，Al2O3 6份，石墨烯1份，邻苯二甲酸二辛酯2.8份，葵二酸二丁酯3.6份、环氧油2.4份、硬脂酸1.2份、稀土2.2份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.35份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.45份。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法为：（1）将PVC、Al2O3、石墨烯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（2）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母料。双螺杆挤出机的工艺参数为：挤出压力为900至1000 pst，转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
实施例4：
构建空间导热网络的PVC地板材料，由以下组分以重量份制备而成：PVC45份，PE20份，Al2O3 9份，石墨烯4份，邻苯二甲酸二辛酯3.2份，葵二酸二丁酯4份、环氧油3.6份、硬脂酸1.5份、稀土3.2份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.35份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.55份。
上述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法为：（1）将PVC、Al2O3、石墨烯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（2）加入双螺杆挤出机进行混合、造粒，得到PVC母料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入到高速混合机中，高速混合3分钟。（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料。双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为80至120 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
表1构建空间导热网络PVC地板材料的性能指标
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，以上实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.构建空间导热网络的PVC地板材料，其特征在于：由以下组分以重量份制备而成：PVC40～70份，PE 15～25份，Al2O3 5～20份，石墨烯0.5～10份，邻苯二甲酸二辛酯2～8份，葵二酸二丁酯2～8份、环氧油1～3份、硬脂酸1～3份、稀土1～3份、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯0.05～1份、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯0.05～1份。
2.权利要求1所述的构建空间导热网络的PVC地板材料的制备方法，其特征在于：包括由以下步骤：
（1）将PVC、Al2O3、石墨烯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、环氧油、硬脂酸、稀土加入到高速混合机中，高速混合3分钟；
（2）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到PVC母料；双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为50至150 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃；
（3）将PVC母料、PE、季戊四醇[3-(3’,5’二叔丁基-4’-羟丙基)丙酸]酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯加入高速混合机中，高速混合3分钟；
（4）加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到构建空间导热网络的PVC地板材料；双螺杆挤出机的工艺参数为：转速为50至150 rpm，各工作区段的温度设置分别为160±20 ℃、170±20 ℃、180±20℃、180±20 ℃、180±20 ℃，机头温度为180±20 ℃。
3.权利要求1和2中所述的构建空间导热网络的PVC地板材料中的空间导热网络的组成为：石墨烯，Al2O3。
4.权利要求1、2和3中所述的Al2O3为表面化学键接极性基团的Al2O3，极性基团是酰胺基团、马来酸酐中的一种。
5.权利要求1、2和3中所述的石墨烯为表面化学键接极性基团的石墨烯，极性基团是异氰酸酯、马来酸酐、氨基酸中的一种。
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