本发明专利技术公开了一种新型石墨烯改性PVC材料，包括以下原料：PVC材料、石墨烯、聚醚多元醇、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷、丁醚化氨基树脂、无苯环氧树脂、变性淀粉、膨润土、炭黑、氧化锌、二氧化钛、白云石粉、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、溴化石蜡、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂。本发明专利技术制得的新型石墨烯改性PVC材料，大幅度提高了力学性能，如提高了机械强度、韧性、耐磨擦性、耐冲击性、热稳定性、阻燃性，可广泛应用于宾馆、饭店、建筑装饰装修。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于PVC材料制备
，具体涉及一种新型石墨烯改性PVC材料。
技术介绍
PVC是聚氯乙烯的英文简称，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物，氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC材料的热稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯（Gra-phene，GN）晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。中国专利公告号CN103044811A，公告日2013年4月17日，名称为一种PVC材料，该申请案公开了一种PVC材料，包括如下重量含量的成分：硬脂酸钙3-10份，丙烯酸酯2-6份，溴化石蜡1-3份，PVC80-120份。其不足之处在于，该配方制的PVC材料虽然无毒无臭味，但是其生产出来的PVC材料的机械强度低、断裂韧性差、耐摩擦性、耐冲击性和阻燃性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新型石墨烯改性PVC材料，以解决现有PVC材料的机械强度低、断裂韧性、耐摩擦性、耐冲击性和阻燃性能差等问题。本专利技术制得的新型石墨烯改性PVC材料，提高了机械强度、韧性、耐磨擦性、耐冲击性、热稳定性、阻燃性。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种新型石墨烯改性PVC材料，以重量份为单位，包括以下原料：PVC材料163-207份、石墨烯54-68份、聚醚多元醇12-18份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷6-13份、丁醚化氨基树脂10-14份、无苯环氧树脂7-11份、变性淀粉9-14份、膨润土4-8份、炭黑2-5份、氧化锌3-6份、二氧化钛2-4份、白云石粉2-3份、聚乙烯醇纤维4-6份、聚氯乙烯纤维5-8份、玻璃纤维3-5份、溴化石蜡6-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2-3份、聚醋酸乙烯乳液3-6份、二甲基硅油4-7份、三乙醇胺1-2份、表面活性剂0.4-0.8份、引发剂0.3-0.6份、交联剂0.3-0.5份、催化剂0.2-0.3份、促进剂0.1-0.2份、增塑剂0.3-0.5份、增韧剂0.4-0.6份、分散剂0.2-0.5份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.8-1.2份、抗菌剂0.7-1.2份、抗氧剂0.3-0.6份、光稳定剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.3-0.5份、阻燃剂1.3-1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86-118份、乙酸异戊酯10-14份、二甲基乙酰胺8-12份、环氧氯丙烷2-4份、尿素1.8-3.2份、氢氧化钾1-2份、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷0.4-0.7份、铂催化剂0.1-0.2份、有机锡稳定剂0.2-0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4-0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.5份、硼酸0.2-0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF-10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45-62份、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯18-32份、聚磷酸铵15-22份、季戊四醇10-18份、尿素9-14份、氢氧化铝6-10份、三氧化二锑8-12份、氧化锰4-8份、活性白土6-12份、渗透剂1.2-1.5份、增效剂0.6-0.9份；所述新型石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800-6200GS，超声波功率为300-500W，温度为40-50℃，转速为200-300r/min下，搅拌20-35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56-72℃，转速为100-130r/min下活化1-1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、丁醚化氨基树脂、无苯环氧树脂、膨润土、炭黑、氧化锌、二氧化钛、白云石粉、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、溴化石蜡、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为192-264W，温度为128-135℃，转速为300-500r/min下搅拌2.4-3.2h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入变性淀粉、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂，在温度为71-75℃，转速为100-200r/min下搅拌1-1.4h，制得混合物Ⅱ；所述变性淀粉的制备方法，包括以下步骤：（A）配制浓度为18-26Be’，pH值为3.4-3.8的木薯淀粉浆Ⅰ；（B）向步骤A的木薯淀粉浆Ⅰ中加入浓度为5%-8%的乙酸异戊酯、二甲基乙酰胺、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷、铂催化剂，然后在温度为52-56℃，搅拌转速为90-130r/min下进行交联接枝反应2.4-3h，制得浆料Ⅱ；（C）向步骤B的浆料Ⅱ中加入糊化剂，调节pH值为9.5-9.8，接着加入环氧氯丙烷、尿素、丙基三甲氧基硅烷、硼酸，然后在温度为61-65℃，搅拌转速为100-160r/min下进行交联反应1.2-1.6h，制得浆料Ⅲ；（D）将步骤C的浆料Ⅲ中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.8-9.1，升温至76-79℃，糊化42-50min，糊化结束后降至35-38℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为80-100r/min下搅拌12-14min，制得变性淀粉；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将聚磷酸铵、水200-265份加入微波反应器中，在搅拌转速为400-600r/min下搅拌5-9min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入磷酸三丁氧基乙酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、季戊四醇、尿素、氢氧化铝、三氧化二锑、氧化锰、活性白土、渗透剂、增效剂，在搅拌转速为300-500r/min，微波功率为160-200W，温度为84-92℃下搅拌1.8-2.5h，制得混合物B；（c）将步骤b制得的混合物B冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000-5000r/min下离心干燥至含水量≤3.2%，制得阻燃剂；S5：将步骤S4制得的混合物Ⅱ送入双螺杆热切风冷式挤出造粒机中，在142-148℃下造粒，制得新型石墨烯改性PVC材料。进一步地，所述增粘剂为丁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型石墨烯改性PVC材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：PVC 材料163‑207份、石墨烯54‑68份、聚醚多元醇 12‑18份、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基 ) 硅烷 6‑13份、丁醚化氨基树脂10‑14份、无苯环氧树脂7‑11份、变性淀粉9‑14份、膨润土4‑8份、炭黑2‑5份、氧化锌3‑6份、二氧化钛2‑4份、白云石粉2‑3份、聚乙烯醇纤维4‑6份、聚氯乙烯纤维5‑8份、玻璃纤维3‑5份、溴化石蜡6‑12份、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物2‑3份、聚醋酸乙烯乳液3‑6份、二甲基硅油4‑7份、三乙醇胺1‑2份、表面活性剂0.4‑0.8份、引发剂0.3‑0.6份、交联剂0.3‑0.5份、催化剂0.2‑0.3份、促进剂0.1‑0.2份、增塑剂0.3‑0.5份、增韧剂0.4‑0.6份、分散剂0.2‑0.5份、增粘剂0.3‑0.4份、固化剂0.8‑1.2份、抗菌剂0.7‑1.2份、抗氧剂0.3‑0.6份、光稳定剂0.2‑0.3份、紫外线吸收剂0.3‑0.5份、阻燃剂1.3‑1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86‑118份、乙酸异戊酯10‑14份、二甲基乙酰胺8‑12份、环氧氯丙烷2‑4份、尿素1.8‑3.2份、氢氧化钾1‑2份、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷0.4‑0.7份、铂催化剂0.1‑0.2份、有机锡稳定剂0.2‑0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4‑0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3‑0.5份、硼酸0.2‑0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF‑10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45‑62份、三（2，4‑二叔丁基苯基）亚磷酸酯18‑32份、聚磷酸铵15‑22份、季戊四醇10‑18份、尿素9‑14份、氢氧化铝6‑10份、三氧化二锑8‑12份、氧化锰4‑8份、活性白土6‑12份、渗透剂1.2‑1.5份、增效剂0.6‑0.9份；所述新型石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300‑500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800‑6200GS，超声波功率为300‑500W，温度为40‑50℃，转速为200‑300r/min下，搅拌20‑35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56‑72℃，转速为100‑130r/min下活化1‑1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC 材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基 ) 硅烷、丁醚化氨基树脂、无苯环氧树脂、膨润土、炭黑、氧化锌、二氧化钛、白云石粉、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、溴化石蜡、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为192‑264W，温度为128‑135℃，转速为300‑500r/min下搅拌2.4‑3.2h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入变性淀粉、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂，在温度为71‑75℃，转速为100‑200r/min下搅拌1‑1.4 h，制得混合物Ⅱ；所述变性淀粉的制备方法，包括以下步骤：（A）配制浓度为18‑26Be’，pH 值为3.4‑3.8的木薯淀粉浆Ⅰ；（B）向步骤A的木薯淀粉浆Ⅰ中加入浓度为5%‑8%的乙酸异戊酯、二甲基乙酰胺、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷、铂催化剂，然后在温度为52‑56℃，搅拌转速为90‑130r/min下进行交联接枝反应2.4‑3h，制得浆料Ⅱ；（C）向步骤B的浆料Ⅱ中加入糊化剂，调节pH 值为9.5‑9.8，接着加入环氧氯丙烷、尿素、丙基三甲氧基硅烷、硼酸，然后在温度为61‑65℃，搅拌转速为100‑160r/min下进行交联反应1.2‑1.6h，制得浆料Ⅲ；（D）将步骤C的浆料Ⅲ中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.8‑9.1，升温至76‑79℃，糊化42‑50min，糊化结束后降至35‑38℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为80‑100r/min下搅拌12‑14min，制得变性淀粉；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将聚磷酸铵、水200‑265份加入微波反应器中，在搅拌转速为400‑600r/min下搅拌5‑9min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入磷酸三丁氧基乙酯、三（2，4‑二叔丁基苯基）亚磷...
【技术特征摘要】
1.一种新型石墨烯改性PVC材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：PVC材料163-207份、石墨烯54-68份、聚醚多元醇12-18份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷6-13份、丁醚化氨基树脂10-14份、无苯环氧树脂7-11份、变性淀粉9-14份、膨润土4-8份、炭黑2-5份、氧化锌3-6份、二氧化钛2-4份、白云石粉2-3份、聚乙烯醇纤维4-6份、聚氯乙烯纤维5-8份、玻璃纤维3-5份、溴化石蜡6-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2-3份、聚醋酸乙烯乳液3-6份、二甲基硅油4-7份、三乙醇胺1-2份、表面活性剂0.4-0.8份、引发剂0.3-0.6份、交联剂0.3-0.5份、催化剂0.2-0.3份、促进剂0.1-0.2份、增塑剂0.3-0.5份、增韧剂0.4-0.6份、分散剂0.2-0.5份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.8-1.2份、抗菌剂0.7-1.2份、抗氧剂0.3-0.6份、光稳定剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.3-0.5份、阻燃剂1.3-1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86-118份、乙酸异戊酯10-14份、二甲基乙酰胺8-12份、环氧氯丙烷2-4份、尿素1.8-3.2份、氢氧化钾1-2份、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷0.4-0.7份、铂催化剂0.1-0.2份、有机锡稳定剂0.2-0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4-0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.5份、硼酸0.2-0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF-10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45-62份、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯18-32份、聚磷酸铵15-22份、季戊四醇10-18份、尿素9-14份、氢氧化铝6-10份、三氧化二锑8-12份、氧化锰4-8份、活性白土6-12份、渗透剂1.2-1.5份、增效剂0.6-0.9份；所述新型石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800-6200GS，超声波功率为300-500W，温度为40-50℃，转速为200-300r/min下，搅拌20-35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56-72℃，转速为100-130r/min下活化1-1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、丁醚化氨基树脂、无苯环氧树脂、膨润土、炭黑、氧化锌、二氧化钛、白云石粉、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维、溴化石蜡...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：黄宇，
类型：发明
国别省市：广西;45
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