本发明专利技术涉及一种聚氯乙烯／丁腈橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法。它主要以聚氯乙烯为基材，通过加入一定比例的丁腈橡胶粉、纳米层状硅酸盐、导电炭黑、轻质碳酸钙、润滑剂及增塑剂、加热复合稳定剂材料制配成新的聚氯乙烯／丁腈橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料。上述原材料除丁腈橡胶粉外称量混合，混合后经高速捏合机捏合，捏合温度为１１０℃～１２５℃，然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混时加入称量的丁腈橡胶粉，冷混至低于４０℃后放料，再用挤出机挤塑或多层共挤成型，最终制成管材、管件、托辊辊体。这种聚氯乙烯／丁腈橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料，与现有阻燃抗静电的ＰＥ和ＰＶＣ材料相比，既兼顾了ＰＥ的韧性，又具备了ＰＶＣ的强度，可广泛用于煤矿、油田、天然气和矿山易燃易爆场所。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状 硅酸盐纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
目前煤矿、油田、天然气及矿山井下用的排水、通风、压风、抽放瓦 斯用的管材、管件及托辊辊体主要以钢材和通过改性的具有阻燃抗静电的PE和PVC材料为主。由于上述环境恶劣，有的湿度达到90%以上，在这些 材料中，钢材由于存在不耐腐蚀、容易生锈、重量大、搬运困难、使用成 本高的缺点，PE材料由于存在耐磨、导热性和强度不高的缺点，导致使用 寿命短，易燃(不利于煤矿安全)，同时，相同管径的壁厚比PVC厚1/4 成本高，单位重量大；更重要的是原材料贵，生产成本高，每生产1吨PE 材料需要耗费7-8吨石油，不利于战略资源的节能、降耗；PVC材料由于 存在韧性不好，低温下(-20C。)容易发脆、断裂的缺点，同样影响了它 的使用寿命，并且使用环境受温度制约。目前，改性PE材料和PVC材料是煤矿、油田、天然气及矿山领域用材 的重点研究发展方向，在以往的研究开发成果中，如专利号为 ZL03116693.8的"层状纳米硅酸盐/球形纳米粒子共同协同改性聚氯乙烯 复合材料及其制备方法"、ZL00122333.X的"纳米粒子增韧增塑聚氯乙烯 的制备方法"和ZL200710069856.4的"纳米滑石和纳米碳酸钙复合改性 PVC树脂的制备方法"，以及国外采用丁腈橡胶与聚氯乙烯混合、纳米层状 硅酸盐于聚氯乙烯混合的研究，是通过单一的纳米硅酸盐、纳米滑石和纳3米碳酸钙改性PVC尽管提高了 PVC的强度，但韧性又得不到提高，使PVC 材料更容易变脆、干裂；而通过丁腈橡胶改性PVC，尽管韧性有了很大的 提高，但又影响了 PVC的强度。
技术实现思路
为了解决上述问题，使本专利技术的聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米 复合材料既能达到PE材料的韧性，又能达到PVC材料的强度，本专利技术利用 丁腈橡胶的韧性优势和纳米层状硅酸盐的刚性优势来共同改性PVC，并且 制备了一种新的聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料；这种新复 合材料可制成管材、管件和托辊辊体。这种复合管材主要以聚氯乙烯树脂为基材，通过加入一定比例的丁腈 橡胶粉、纳米层状硅酸盐、导电炭黑、轻质碳酸钙、润滑剂及增塑剂、加 热复合稳定剂提高PVC的物理性能，最终使使用此复合材料制成的管材、 管件和托辊辊体的拉伸强度、耐压性、压扁平性、耐磨性和不破坏纵向尺 寸变化率得到了成倍的提高，具体原料重量份组成为名称分量(公PVC100纳米层状硅酸盐4-20丁腈橡胶粉6-20轻质碳酸钙1-9导电炭黑1-12增塑剂1-10润滑齐lj丄-8加热稳定剂2-12斤)以聚氯乙烯树脂为基础材料，由于层状纳米硅酸盐具有很好的R iJ性和分散性，通过加入它可显著提高PVC的强度和PVC与丁腈橡胶的分散度；由于丁腈橡胶粉具有优异的抗拉、抗压、抗冲性能，通过加入它可显著提 高复合材料的拉伸强度、纵向尺寸变化率和抗冲击性能；通过加入轻质碳 酸钙可进一步提高PVC的强度；通过加入导电炭黑提高PVC的抗静电性； 通过加入增塑剂提高PVC的塑性；通过加入润滑剂提高挤出性能；通过加 入加热复合稳定剂提高加热和挤出过程中稳定性。上述材料聚氯乙烯树脂为齐鲁石化公司生产，为白色粉状物；纳米层 状硅酸盐为淄博市周村石油化工厂生产，为粒目大于300的白色粉状物；丁腈橡胶粉为南京盛东化工有限公司生产，为白色粉状物质；轻质碳酸钙为南京欧米亚公司生产，为白色800目以上的粉状物；导电炭黑为临淄华光化工厂生产，为黑色粉状物；润滑剂为青岛红星化工厂生产，其中包括 全为白色颗粒状的硬脂酸、硬脂酸钡和硬脂酸钙；增塑剂为山东齐鲁增塑 剂股份有限公司生产，为棕色液体；加热复合稳定剂为日本中渊公司生产， 为白色粉状物。上述原材料除丁腈橡胶粉外称量混合，混合后经高速捏合机捏合，捏 合温度为110°C 125°C，然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混 时加入称量的丁腈橡胶粉，冷混至低于4(TC后放料，再用挤出机挤塑或多 层共挤成型，最终制成管材、管件和托辊辊体。本专利技术所述的聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料具有如下 效果和优点与改性PE和PVC材料相比，在性能上具有很大的优势，以直径为 250mm管材为例，其中拉伸强度比PE材料提高了 28.68Mpa，比PVC提 高了 4.58 Mpa;内表面电阻的算术平均值比PE降下了 3.5*10的2次方， 比PVC下降了 0.9*10的1次方；压扁平值比原PVC减小了 1/4;耐内压 强度比PE提高了 2倍左右，比PVC提高了 1.5倍左右。采用这种材料制 成的管材、管件和托辊辊体可广泛用于煤矿、油田、天然气和矿山易燃易 爆场所。具体实施例方式、下面通过实施例对本专利技术进行进一步描述，有必要在此指出的是本实 施例只用于对本专利技术进行进一步说明，但不局限其范围。实施例1:该聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料按原料重:分组成为名称pvc纳米层状硅酸盐丁腈橡胶粉轻质碳酸钙导电炭黑增塑剂润滑剂加热稳定剂分量(公斤)100469 11012按上述配方称量混合，混合后经高速捏合机加热，捏合温度为11(TC， 然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混时加入6份的丁腈橡胶粉， 冷混至低于4(TC并用挤出机挤塑也可多层共挤成型制成管材、管件和托辊 辊体。 '实施例2:该聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料按原料重 量分组成为名称.PVC分:纳米层状硅酸盐 丁腈橡胶粉t (公斤) 10012136轻质碳酸钙 5导电炭黑 6增塑剂 5润滑剂 .5加热稳定剂 7按上述配方称量混合，混合后经高速捏合机捏合，捏合温度为12(TC，然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混时加入13份的丁腈橡胶粉，冷混至低于4(TC后放料，再用挤出机挤塑也可多层共挤成型制成管材、管件和托辊辊体。实施例3:该聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料按原料重量分组成为名称分量(PVC100纳米层状硅酸盐20丁腈橡胶粉20轻质碳酸钙1导电炭黑12增塑剂1润滑剂8加热稳定剂12按上述配方称量混合，混合后经高速捏合机捏合，捏合温度为125T，然后将捏合后的材料放入冷混机冷混，并在冷混时加入20份的丁腈橡胶粉，冷混至低于4(TC后放料，再用挤出机挤塑也可多层共挤成型制成管材、管件和托辊辊体。权利要求1、一种，其特征在于按原料重量份组成为名称分量(公斤)PVC 100纳米层状硅酸盐 4-20丁腈橡胶粉 6-20轻质碳酸钙 1-9导电炭黑1-12增塑剂 1-10润滑剂 1-8加热稳定剂 2-122、权利要求1所述的，其特征在于包括以下步骤①按照配方组成除丁腈橡胶粉外称取各种原料，将各种原料加入高速捏合机捏合，捏合温度为110°C 125°C; ②然后将高温捏合原料放入冷混机中冷混，冷混时加入称量丁腈橡胶粉， 直至温度低于4(TC时从冷混机中放料、取出；'③将冷混合料用挤出机挤塑或多层共挤成型，最后加工成管材、管件和托 辊辊体。全文摘要本专利技术涉及一种。它主要以聚氯乙烯为基材，通过加入一定比例的丁腈橡胶粉、纳米层状硅酸盐、导电炭黑、轻质碳酸钙、润滑剂及增塑剂、加热复合稳定剂材料制配成新的聚氯乙烯/丁腈橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料。上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚氯乙烯／丁腈橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法，其特征在于按原料重量份组成为： 名称 分量（公斤） ＰＶＣ １００ 纳米层状硅酸盐 ４－２０ 丁腈橡胶粉 ６－２０ 轻质碳酸钙 １－９ 导电炭黑 １－１２ 增塑剂 １－１０ 润滑剂 １－８ 加热稳定剂 ２－１２。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：生寿斋，
申请(专利权)人：青岛高科塑胶研究开发中心，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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