[發(fā)明專利]一種NCC與超細(xì)玻璃纖維共同增強(qiáng)發(fā)泡PVC

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710480139.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107189266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳照峰;張俊雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L27/06
• 分類號(hào): C08L27/06;C08L1/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/14;C08K3/22;C08J9/08;C08J9/14;C08J9/10
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本發(fā)明為一種NCC與超細(xì)玻璃纖維共同增強(qiáng)發(fā)泡PVC，所述NCC增強(qiáng)發(fā)泡PVC由微晶直徑5～20nm的NCC、平均纖維直徑為0.1～4μm的超細(xì)玻璃纖維、PVC母料和化學(xué)助劑組成。所述NCC的比例為0.2～5％，NCC微晶長(zhǎng)度150～400nm。所述超細(xì)玻璃纖維的比例為0.5～6.5％。NCC和超細(xì)玻璃纖維的添加，使得相同體積的發(fā)泡PVC在提高強(qiáng)度和模量的同時(shí)、提高泡孔率、降低發(fā)泡PVC的密實(shí)程度，達(dá)到了輕質(zhì)高效輕量化的目的。同時(shí)，NCC的使用可以提高PVC的發(fā)泡效率、降低發(fā)泡劑用量、提高纖維與PVC的結(jié)合強(qiáng)度，有效降低發(fā)泡PVC的生產(chǎn)能耗和污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)泡聚氯乙烯(PVC)及制備方法，尤其是涉及一種NCC(納米纖維素晶體)增強(qiáng)的發(fā)泡PVC及制備方法，屬于發(fā)泡材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

作為一種優(yōu)質(zhì)的泡沫塑料，發(fā)泡PVC已被廣泛地用于各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)發(fā)泡PVC組成不同發(fā)泡PVC的性能、用途也不一樣，有用于一般家居地板的普通硬質(zhì)發(fā)泡PVC，也有高速列車或客機(jī)的增強(qiáng)發(fā)泡PVC。玻纖、碳纖維、木纖維、顆粒粉體等通常被用于增強(qiáng)發(fā)泡PVC，具有模量高、強(qiáng)度大、抗沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)，但其增強(qiáng)發(fā)泡PVC密實(shí)度高、質(zhì)量較大、難以實(shí)現(xiàn)發(fā)泡PVC的輕量化。NCC作為一種來(lái)源于木質(zhì)材料的天然大分子化合物，其微晶直徑在2～5nm，單根纖維強(qiáng)度高達(dá)57GPa，可應(yīng)用于替代傳統(tǒng)玻纖、碳纖維、木纖維、顆粒粉體來(lái)制造輕量化增強(qiáng)發(fā)泡PVC。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410165145.7的中國(guó)專利提供了一種環(huán)保型木纖維增強(qiáng)PVC復(fù)合模板及制備方法，由聚氯乙烯新料、回收料、木粉和各種化學(xué)助劑混合后經(jīng)混煉、熱壓、冷壓定型后制成復(fù)合模板。該專利解決了傳統(tǒng)PVC回收料需要分離水解的問(wèn)題，并且制備工藝流程簡(jiǎn)單、模板重復(fù)使用次數(shù)多。但是，該專利使用木粉作為增強(qiáng)劑，木粉不耐高溫，制備過(guò)程中易發(fā)煙，且木粉中含水量難以控制，所制備PVC在長(zhǎng)期使用過(guò)程中以發(fā)生木粉老化脫落，PVC老化開(kāi)裂問(wèn)題，降低了復(fù)合PVC模板的使用壽命。

公開(kāi)號(hào)為CN102617948A的中國(guó)專利提供了一種玻璃纖維增強(qiáng)PVC型材及其制備方法，由PVC原料、短切玻璃纖維、納米碳酸鈣和各種改性劑混合后經(jīng)擠出機(jī)和擠出模具成型后得到玻璃纖維增強(qiáng)的PVC型材。該專利解決了傳統(tǒng)PVC型材生產(chǎn)成本高、工作效率低的問(wèn)題，同時(shí)所制備的PVC型材抗彎強(qiáng)度高、組裝加工工藝簡(jiǎn)單、重量輕、可進(jìn)行熔融焊接等特點(diǎn)。但是該專利使用短切玻璃纖維原絲作為增強(qiáng)纖維，脆性大，強(qiáng)度低，易碎裂，纖維往往會(huì)掉落下來(lái)，降低了PVC型材的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種NCC與超細(xì)玻璃纖維共同增強(qiáng)發(fā)泡PVC，由微晶直徑5～20nm的NCC、平均纖維直徑為0.1～4μm的超細(xì)玻璃纖維和PVC母料組成。NCC和超細(xì)玻璃纖維的添加，使得相同體積的PVC發(fā)泡材料強(qiáng)度和泡孔率顯著增加，在提升強(qiáng)度同時(shí)，降低容重，達(dá)到了發(fā)泡PVC輕量化的目的。同時(shí)NCC的使用增大了PVC與超細(xì)玻璃纖維的接觸面積，降低了表面能，避免了發(fā)泡PVC中界面處出現(xiàn)應(yīng)力集中，易開(kāi)裂失效破壞的問(wèn)題，同時(shí)，超細(xì)玻璃纖維的添加改善了發(fā)泡PVC的模量，提高了其抗沖擊性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是：提供了一種NCC與超細(xì)玻璃纖維共同增強(qiáng)發(fā)泡PVC，其特征在于所述的NCC增強(qiáng)發(fā)泡PVC由微晶直徑5～20nm的NCC、平均纖維直徑為0.1～4μm的超細(xì)玻璃纖維、PVC母料和化學(xué)助劑組成。

所述的NCC增強(qiáng)發(fā)泡PVC中NCC的添加量為0.05～2.50％(重量百分比)，NCC微晶尺寸為直徑5-20nm，長(zhǎng)度150-400nm。

所述的NCC增強(qiáng)發(fā)泡PVC中超細(xì)玻璃纖維的比例為0.5～6.5％，纖維直徑為0.1～4微米。

所述化學(xué)助劑包括0.5～3％的穩(wěn)定劑，1～2.5％的鈦白粉，0.05～1.5％的硅烷表面改性劑，1.5～10％的發(fā)泡劑，0.1～4％發(fā)泡助劑，0.5～2％潤(rùn)滑劑和3～6％增塑劑。