[发明专利]一种耐冲击工程塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐冲击工程塑料及其制备方法，属于PVC塑料技术领域。该工程塑料按重量份计包括：PVC母料100份、改性耐冲击剂18‑25份、润滑剂1.2‑1.5份、促进剂0.5‑0.8份、稳定剂2‑3份、抗氧剂0.3‑0.5份和炭黑1‑2份；改性耐冲击剂以纳米碳酸钙为基体，表面接枝类似“爬山虎触角”结构的甲酯基团，将改性耐冲击剂牢牢与PVC结合，支型长链触角结构具有一定的韧性，在受到冲击时，可及时分散和传递冲击力，达到缓冲增韧的效果，且该结构与PVC基体相容性好，在增韧的同时形成弥散强化，相较于现有的添加无机材料增韧，对PVC的强度影响较小。

技术领域

本发明属于PVC塑料技术领域，具体地，涉及一种耐冲击工程塑料及其制备方法。

背景技术

PVC（聚氯乙烯）建筑板材属于环保产品，加工工艺已非常成熟，该材料可回收再利用，在促进资源循环、节能减排、经济可持续发展等方面，能带来较好的经济效益和社会效应。但是PVC材料的耐冲击性差，纯PVC材料的冲击强度仅有2KJ/m²左右，大大限制了PVC材料的应用。

现有技术中通过向PVC基体中混入一定量的增塑剂提高其韧性，拓宽PVC的应用范围，传统的方法是添加超微碳酸钙等无机微粉，形成滑移增韧效果，但是随着无机微粉用量达到一定程度后，PVC材料的强度明显下降，一般该类材料的冲击强度在10KJ/m²左右，难以进一步提升；随着化工行业的发展，现有技术中开发出有机酯类增韧剂，如ACR、DOTP等，其与PVC基体相容性较无机材料有所提升，但是，其均为小分子量酯类化合物，耐迁移性不佳，在有机溶剂、高温环境下易迁移甚至析出，导致PVC材料耐久性不高，难以保证工程材料的稳定性。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐冲击工程塑料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐冲击工程塑料，按重量份计包括：PVC母料100份、改性耐冲击剂18-25份、润滑剂1.2-1.5份、促进剂0.5-0.8份、稳定剂2-3份、抗氧剂0.3-0.5份和炭黑1-2份。

所述改性耐冲击剂由以下方法制备：

步骤A1：配制体积浓度为40%的乙醇溶液，调节pH值为8.5，加入纳米碳酸钙在40kHz下超声分散30min，再静置5h，在碱性醇水环境中，纳米碳酸钙的表面产生大量羟基，离心取底层沉淀，作为活化基体，再取硅烷偶联剂KH550和去离子水混合，调节pH值为6.0，以300rpm搅拌20min，硅烷偶联剂KH550中的硅氧烷在弱酸性环境中水解为硅醇，再加入活化基体，调节pH值为9.0，以600rpm高速搅拌40min，水解后硅醇在碱性环境下与纳米碳酸钙表面的羟基缩合，在纳米碳酸钙的表面接枝有机基团，提高其与有机物的相容性，同时在其表面引入活性基团氨基，再次离心取底层沉淀，置于干燥箱中，以60℃干燥处理1h，得到偶联基体；

进一步地，纳米碳酸钙、硅烷偶联剂KH550、乙醇溶液和去离子水的用量比为10g：2.8mL：70mL：40mL。

步骤A2：将偶联基体、丙酮和三乙胺混合后置于冰水浴中恒温，之后以1500rpm搅拌，同时滴加十一烯酰氯，控制滴加反应时间为20-30min，三乙胺作为缚酸剂，十一烯酰氯与偶联基体表面接枝的氨基反应，向纳米碳酸钙的表面以共价键的形式引入长链烷基，其与PVC基体有良好的相容性，可深入嵌合在PVC基体中，同时向外端部引入双键，反应后离心，取底层沉淀减压蒸干，得到烷基化基体；

进一步地，偶联基体、丙酮、三乙胺和十一烯酰氯的用量比为10g：45mL：0.1-0.2mL：3.2-3.5mL。

步骤A3：将二乙醇胺、乙醇、对苯二酚和格拉布催化剂混合均匀，再加入烷基化基体，以28kHz超声振荡30-50min，烷基化基体表面引入的双键与二乙醇胺加成反应，向纳米碳酸钙的表面引入支状的羟基，反应结束离心，取底层沉淀用去离子水洗涤，干燥，得到支化基体；