CN113861592A - 一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法。所所述复合基材由PVC树脂、乙烯共聚物、辛基锡稳定剂、辛基锡稳定剂、钡锌稳定剂、润滑剂、增塑剂、聚丙烯酸丁酯组成。本发明采用共混体系网状增韧技术，利用网状结构分散外力，起到增加材料韧性的作用；对比EVA、丙烯腈及CPE等多种共混材料，选择网络结构更加完整的EVA作为共混材料，EVA形成连续网状结构，体系的抗冲击强度最大，实现弯曲模量≥3000MPa，拉伸强度≥50MPa，断裂伸长率≥140％。本发明通过添加纳米二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，提高添加剂的抗迁移性能，延长复合基材的使用寿命40％。

Description

一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是一类极其重要的塑料产品，具有来源广泛、价格低廉的特点，可以通过模压、挤塑、注塑等方式进行加工，但聚氯乙烯的塑性较差，需要添加增塑剂对其进行改性。目前，对聚氯乙烯进行增塑改性主要有外增塑和内增塑两种，外增塑是指外加增塑剂即通过物理共混的方式将增塑剂添加到PVC中，内增塑是指将增塑剂通过化学反应接枝到PVC分子链上，这两种方式各有优缺点。其中，内增塑虽然可以提高增塑剂的耐迁移性，但改性效果很大程度上取决于增塑剂与PVC的反应程度，并且PVC的热稳定性差，需要控制反应温度，因此本发明从外增塑入手，通过新型增塑剂的制备来改善PVC的塑性同时提高其耐迁移性。
基于上述情况，本发明提出了一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄高韧网状结构增强复合基材及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种超薄高韧网状结构增强复合基材，所述复合基材由PVC树脂、乙烯共聚物、辛基锡稳定剂、辛基锡稳定剂、钡锌稳定剂、润滑剂、增塑剂、聚丙烯酸丁酯组成，具体组成：PVC树脂82～88份、乙烯共聚物4.5～7份、辛基锡稳定剂0.75～1份、辛基锡稳定剂0.25～0.5份、钡锌稳定剂0.25～0.5份、润滑剂1～2份、增塑剂2～6份、聚丙烯酸丁酯1.5～2份。
优选地，所述乙烯共聚物包括乙华平橡胶(EVM)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)；乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物，茂金属催化乙烯-丙烯-己烯三元共聚物(KN树脂)，乙烯-丙烯-VNB三元共聚物(EPDM)、乙烯-丙烯-ENB-VNB四元共聚物和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的一种或两种以上的组合。
优选地，所述乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。
优选地，所述聚丙烯酸丁酯为纳米二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯。
优选地，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯的一种或两种以上的组合。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸。
优选地，所述增塑剂包括环氧化油、环氧脂肪酸单酯、环氧四氢邻苯二甲酸酯的一种或两种以上的组合。
优选地，所述增塑剂为环氧脂肪酸单酯。
本发明还提供一种超薄高韧网状结构增强复合基材的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至75～80℃，混合15～20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合40～50min，静置陈化5～6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185～190℃，螺杆转速为120～130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在150～160℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明采用共混体系网状增韧技术，利用网状结构分散外力，起到增加材料韧性的作用；对比EVA、丙烯腈及CPE等多种共混材料，选择网络结构更加完整的EVA作为共混材料，EVA形成连续网状结构，体系的抗冲击强度最大，实现弯曲模量≥3000MPa，拉伸强度≥50MPa，断裂伸长率≥140％。
2.本发明通过添加纳米二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，提高添加剂的抗迁移性能，延长复合基材的使用寿命40％。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至75℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在150℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
实施例2
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至80℃，混合15min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合50min，静置陈化5h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190℃，螺杆转速为120转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在150℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
实施例3
按表1称量具体原料，其余步骤制备步骤如下：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合50min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190℃，螺杆转速为130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在160℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
对比例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯，继续混合50min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190℃，螺杆转速为130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在160℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
对比例2
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将PVC树脂加入超声高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合50min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190℃，螺杆转速为130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在160℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
表1(单位g)
Figure BDA0003341913020000041
Figure BDA0003341913020000051
实施例4性能测试
取实施例1～3以及对比例1～2制备的复合基材，拉伸强度、断裂伸长率按照GB/T1040.1 2018标准进行测试；弯曲模量按照GB/T 9341 2008进行测试；迁移性按照HG/T4454 2012在温度85℃、时间120h下测试。测试结果见表2。
表2性能测试结果
弯曲模量mpa 断裂伸长率％ 拉伸强度mpa 迁移性％
实施例1 3250 182 58 0.00162
实施例2 3146 175 55 0.00175
实施例3 3110 158 52 0.00158
对比例1 3115 160 53 0.00354
对比例2 2265 112 26 0.00161
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种超薄高韧网状结构增强复合基材，其特征在于，所述复合基材由以下重量份的原料组成：PVC树脂82～88份、乙烯共聚物4.5～7份、辛基锡稳定剂0.75～1份、辛基锡稳定剂0.25～0.5份、钡锌稳定剂0.25～0.5份、润滑剂1～2份、增塑剂2～6份、聚丙烯酸丁酯1.5～2份。
2.根据权利要求1所述的复合基材，其特征在于，所述乙烯共聚物包括乙华平橡胶(EVM)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)；乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物，茂金属催化乙烯-丙烯-己烯三元共聚物(KN树脂)，乙烯-丙烯-VNB三元共聚物(EPDM)、乙烯-丙烯-ENB-VNB四元共聚物和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的复合基材，其特征在于，所述乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。
4.根据权利要求1所述的复合基材，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求4所述的复合基材，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸。
6.根据权利要求1所述的复合基材，其特征在于，所述增塑剂包括环氧化油、环氧脂肪酸单酯、环氧四氢邻苯二甲酸酯的一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求6所述的复合基材，其特征在于，所述增塑剂为环氧脂肪酸单酯。
8.根据权利要求1所述的复合基材，其特征在于，所述聚丙烯酸丁酯为纳米二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯。
9.一种制备权利要求1～8任一所述的复合基材的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤组成：
(1)将PVC树脂、EVA树脂加入超声高速混合机中，加热至75～80℃，混合15～20min。
(2)向步骤(1)中的混合物中加入马来酸二辛基锡、环保型钙锌稳定剂W520、钡锌复合稳定剂UBZ298、硬脂酸、环氧脂肪酸单酯、二氧化硅接枝聚丙烯酸丁酯，继续混合40～50min，静置陈化5～6h。
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185～190℃，螺杆转速为120～130转/min，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，利用热压机在150～160℃下将颗粒压制成所需的薄片形状，即得。
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