[發明專利]一種高性能硬質PVC泡沫塑料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310088200.2
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103183883A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 齊暑華;馬莉娜;程博;楊莎;何棟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L33/12;C08K3/26;C08J9/04;C08F220/14;C08F220/48;C08F222/40;C08F2/24
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及屬于聚合物耐熱改性技術領域，涉及一種可應用于航空、航天、交通運輸等方面的高性能硬質PVC泡沫塑料的制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是具有較高力學性能的通用塑料，其泡沫制品同時也具有質輕、耐化學腐蝕作用、阻燃、原料來源豐富等優異性能。聚氯乙烯(PVC)泡沫材料的產量，在世界上僅次于聚氨酯(PU)和聚苯乙烯(PS)泡沫材料，位居第三位。目前，幾乎所有已知的泡沫塑料的成型技術方法，皆適用于成型聚氯乙烯泡沫塑料。但是，由于PVC的耐沖擊性能差、耐熱變形性及熱穩定性不佳，不可以在較高的溫度下使用，在很大程度上限制了PVC泡沫塑料的應用范圍。因此，制備高耐熱性高性能的PVC泡沫塑料成為現如今泡沫塑料研究領域的一大熱點。N-苯基馬來酰亞胺(PhMI)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯腈(AN)三元共聚物是80年代后期發展起來的一類新型材料，與傳統的高分子耐熱改性劑相比，單體組分中甲基丙烯酸甲酯與N-苯基馬來酰亞胺具有很好的相容性，且PMMA本身玻璃化溫度較高，引入的N-苯基馬來酰亞胺分子鏈中存在的酰亞胺平面五元環剛性結構(如圖1所示)，嵌入高分子鏈中將完全阻止側鏈繞主鏈旋轉，使分子鏈同時具有很好的耐熱性、剛性、尺寸穩定性和韌性。同時，它們與各種樹脂相容性好、無毒且熱穩定性好。PVC樹脂的分子主鏈上含有極性基團，與N-苯基馬來酰亞胺(PhMI)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯腈(AN)三元共聚物有一定的相容性，而且酰亞胺平面五元環上的羰基與PVC上的α-H有形成特殊相互作用(氫鍵)的能力，促進了相容性，因此在提高PVC泡沫塑料制品的玻璃化轉變溫度和熱變形溫度的同時，也可改善加工和抗沖擊性能。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種高性能硬質PVC泡沫塑料及其制備方法，提供一種可以在較高溫度下使用的耐水耐油的硬質PVC泡沫塑料。

技術方案

一種高性能硬質PVC泡沫塑料，其特征在于：原料組份為聚氯乙烯100份、硬脂酸鹽10份、發泡劑23份、活性碳酸鈣5份和PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐熱改性劑5～30份；所述份為質量份。

所述聚氯乙烯是乳液法合成聚氯乙烯EPVC和懸浮法合成聚氯乙烯SPVC的共混物，其比例為EPVC:SPVC=3～4:1。

所述PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐熱改性劑組份的質量百分比為：N-苯基馬來酰亞胺20～30%、甲基丙烯酸甲酯50～60%、丙烯腈10～30%、水溶性引發劑1～2.5%和乳化劑2～3.5%；采用種子乳液聚合法制備的乳液形式。

所述水溶性引發劑選用無機過氧化物、水溶性氧化還原體系引發劑或水溶性偶氮引發劑。

所述無機過氧化物類引發劑為過硫酸鹽類：過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨。

一種制備所述高性能硬質PVC泡沫塑料的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將聚氯乙烯100份、硬脂酸鹽10份、發泡劑23份、活性碳酸鈣5份和PhMI-MMA-AN三元共聚物高分子耐熱改性劑5～30份放入到容器中混合；

步驟2：采用高速剪切分散乳化機分散混合物5min～8min；

步驟3：將模具預熱到120℃～130℃，取混合料加入到模具中，保溫1～2min；

步驟4：保溫結束后，升溫加壓到160℃～170℃、8～12MPa，并保溫保壓10～20min；

步驟5：經冷卻至室溫后開模，得到預發泡體；

步驟6：將預發泡體在烘箱中在溫度為80℃～100℃中進行第二次發泡，時間為10～40min，得到孔徑均勻的PhMI-MMA-AN/PVC泡沫塑料制品。

有益效果

本發明提出的一種高性能硬質PVC泡沫塑料及其制備方法，基材中使用的是乳液法合成聚氯乙烯(EPVC)和懸浮法合成聚氯乙烯(SPVC)的共混料，并且采用種子乳液法合成的N-苯基馬來酰亞胺-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈(PhMI-MMA-AN)三元共聚物的高分子耐熱改性劑，饑餓式分批投料。最終制備的PVC泡沫塑料制品成型性能好，泡孔細小、均勻、致密，并且耐熱性好，力學性能高，吸水、吸油率低；所述高分子耐熱改性劑的性能好，與PVC相容性好，同時，合成材料都是常用材料，容易獲得，成本低廉。

附圖說明

圖1：N-苯基馬來酰亞胺

具體實施方式

現結合實施例對本發明作進一步描述：