[发明专利]一种改性碳酸钙填充料提高PVC力学性能的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性碳酸钙填充料提高PVC力学性能的制备方法，包括以下质量份的成分：聚氯乙烯管材树脂100份，改性碳酸钙20‑60份，热稳定剂3‑5份，增韧剂4‑7份，增塑剂5‑15份，ACR 0.5‑1.2份，硬脂酸0.5‑1，润滑剂0.2‑0.8，抗氧剂0.4‑1，光稳定剂0.2‑0.4份，钛白粉2.0‑10.0份。所述改性碳酸钙为聚氨酯预聚体改性的碳酸钙，包括碳酸钙100份、聚氨酯预聚体0.2‑1份、丙酮和/或四氢呋喃（THF）1‑2份，经高混机进行预混后作为填料加工制备PVC管材。制备的PVC管材具有较高强度、较高韧性、稳定性好等优点，其加工工艺简单、成本较为低廉，市场前景广阔。

技术领域

本发明公开了一种改性碳酸钙填充料提高PVC力学性能的制备方法，属于高分子材料加工及高分子材料技术领域。

背景技术

聚氯乙烯管材(PVC)材料是一种性能优良的热塑性塑料，具有优良的化学及物理性能，尤其在强度、耐腐蚀、耐燃、绝缘性方面具有良好性能。因此，广泛应用在建材、家具、包装以及高性能复合材料等领域。但是，PVC在高温加工时热稳定性不好、易分解，且光、氧容易引起PVC老化。为防止此问题发生，一般要加入多种助剂。为提高PVC力学性能一般加入碳酸钙等无机填料，但是传统PVC填料与PVC相互作用力小，造成PVC产品的力学性能差，尤其在低温条件下，尤为明显。通常采用传统表面活性剂、偶联剂等处理碳酸钙（如钛酸酯偶联剂），但存在成本较高、效果不理想等缺点，因此，本专利采用新型助剂进行碳酸钙表面处理，使得与PVC分子链具有良好的相容性。随着技术革新以及环保意识的增强，环境友好型且使力学性能优良改性填料越来越受到关注。因此，通过改性填料，生产新型环境友好型PVC管材已经成为当今热点之一。

发明内容

本发明公开了一种改性碳酸钙填充料提高PVC力学性能的制备方法，生产出的管材具有良好的力学性能，由于单纯的碳酸钙等无机填料在PVC中的相容性以及分散性很差，未能提高PVC性能。因此，本发明采用聚氨酯预聚体为活化剂或界面粘结剂，其结构具有多碳链以及末端异氰酸酯基团等极性基团。末端异氰酸酯可以很好的与无机填料表面的羟基、羧基等进行亲核加成反应，在其表面进行包封，同时多碳链段及生成的氨基甲酸酯等能增加与PVC分子链的相互作用。经过聚氨酯预聚体活化的碳酸钙等无机填料能和均匀分散到PVC本体中，填料表面的聚氨酯分子链与PVC分子链具有良好的相容性，显著提高其力学性能。使用效果好，安全环保。

本发明通过以下技术方案实现：

聚氯乙烯树脂100份，改性碳酸钙20-60份，热稳定剂3-5份，氯化聚乙烯6-15份，ACR0.5-1.2份，硬脂酸0.5-1，润滑剂0.2-0.8，抗氧剂0.4-1，光稳定剂0.2-0.4份，钛白粉2.0-15.0份。

进一步的，所述改性碳酸钙为聚氨酯预聚体改性的碳酸钙，包括碳酸钙100份、聚氨酯预聚体0.2-1份、丙酮和/或THF1-2份，经高混机进行预混后作为填料加工助剂。

进一步的，所述聚氨酯预聚体，为聚醚型聚氨酯和/或聚酯型聚氨酯预聚体。聚氨酯预聚体采用聚醚多元醇/或聚酯多元醇与异氰酸酯反应得到。

所述聚氯乙烯树脂分子量在10000-20000之间，优选聚合度为10000-15000之间。

所述稳定剂为钙-锌稳定剂、以及各种与有机辅助热稳定剂复配的复合稳定剂。

所述碳酸钙粒径在400-2000 nm之间，优选400-1500 nm。

所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂264，抗氧剂CA，抗氧剂164，抗氧剂TNP，抗氧剂TPP中的一种或多种。

所述光稳定剂为水杨酸苯酯，UV-P，UV-9， UV-O， RMB，光稳定剂744中的一种或几种。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，环氧大豆油，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸异壬酯一种或几种。