一种玄武岩纤维增强的PVC-铁尾矿抗菌复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玄武岩纤维增强的PVC

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种玄武岩纤维增强的PVC
‑
铁尾矿抗菌复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)是一种应用广泛的高分子树脂材料，随着资源日益紧张，PVC制造业也进行了产品改进，由单一PVC材料向无机矿物粉末填充的PVC复合材料进行转变，利用无机矿物粉末作为填充剂，可以有效减少高分子材料的消耗，从而节约石油能源的消耗；同时能够充分利用废弃无机矿物粉末，变废为宝，降低成本。
[0003]目前，用于填充PVC复合材料的无机矿物粉末多为大理石粉末，如公开号为CN112708227A的专利技术专利中加入大理石粉末以提高PVC的力学性能，但是，此方法对于PVC力学性能的提升较为有限，复合材料的弯曲强度最高仅为55MPa。
[0004]因此，亟需提供一种力学性能更高的PVC复合材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料及其制备方法。本专利技术提供的复合材料具有优异的力学性能，同时由于添加了铁尾矿，实现固废资源化利用，降低生产成本。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，包括以下重量份数的组分：PVC树脂100份、铁尾矿25～100份、偶联剂0.2～1.0份、加工助剂4～16份、热稳定剂2～12份、增塑剂0.5～4份、润滑剂0.4～2份、氯化聚乙烯6～18份、玄武岩纤维5～30份和抗菌母粒5～15份。
[0008]优选地，所述铁尾矿的粒径＜12μm。
[0009]优选地，所述加工助剂包括抗冲改性剂ACR。
[0010]优选地，所述热稳定剂包括钙锌稳定剂、铅系复合稳定剂或有机锡稳定剂。
[0011]优选地，所述增塑剂包括环氧大豆油、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、己二酸二异癸酯或磷酸三甲苯酯。
[0012]优选地，所述润滑剂包括硬脂酸、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯中的一种或多种。
[0013]优选地，所述玄武岩纤维的长度≤5mm。
[0014]优选地，所述抗菌母粒由聚丙烯和抗菌剂经熔融造粒制备得到。
[0015]优选地，所述聚丙烯与抗菌剂的质量比为(3～6)：1。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述复合材料的制备方法，包括：
[0017](1)将铁尾矿、玄武岩纤维分别与偶联剂混合，得到预处理铁尾矿和预处理玄武岩纤维；
[0018](2)将所述步骤(1)得到的预处理铁尾矿和预处理玄武岩纤维与PVC树脂、加工助剂、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、氯化聚乙烯和抗菌母粒混合后挤出，得到玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料。
[0019]本专利技术提供了一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，包括以下重量份数的组分：PVC树脂100份、铁尾矿25～100份、偶联剂0.2～1.0份、加工助剂4～16份、热稳定剂2～12份、增塑剂0.5～4份、润滑剂0.4～2份、氯化聚乙烯6～18份、玄武岩纤维5～30份和抗菌母粒5～15份。本专利技术利用铁尾矿的成分特点，实现固废资源化高附加剂应用，降低生产成本，提高复合材料的力学性能、硬度等，同时铁尾矿中含有的铜、银离子与抗菌母粒协同作用，提高复合材料的抗菌性能；加入偶联剂提高各组分与树脂的相容性；加入抗菌母粒，在提高抗菌性能的同时，提高了生产的安全性；利用氯化聚乙烯提高PVC和抗菌母粒的连接强度；加入玄武岩纤维提高复合材料的力学性能；控制各组分的用量，各组分协同作用，进一步提高复合材料的力学性能。实施例的结果显示，本专利技术提供的复合材料的邵氏硬度为76.8D、拉伸强度为64MPa、弯曲强度为67MPa、缺口冲击强度为7kJ/m2、杀菌率为97％。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，包括以下重量份数的组分：PVC树脂100份、铁尾矿25～100份、偶联剂0.2～1.0份、加工助剂4～16份、热稳定剂2～12份、增塑剂0.5～4份、润滑剂0.4～2份、氯化聚乙烯6～18份、玄武岩纤维5～30份和抗菌母粒5～15份。
[0021]如无特殊说明，本专利技术对所述各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
[0022]按重量份数计，本专利技术提供的玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料包括PVC树脂100份。在本专利技术中，所述PVC树脂作为复合材料的基础材料。
[0023]以PVC树脂的质量为100份计，本专利技术提供的玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料包括铁尾矿25～100份，优选为30～90份，更优选为40～80份，最优选为50～70份。在本专利技术中，所述铁尾矿中含有多种金属和非金属氧化物，含有的二氧化钛能够有效提高复合材料的耐候性，氧化镁在一定程度上提高复合材料的热稳定性，二氧化硅能够提高复合材料的耐酸碱性、加工流动性以及光热稳定性，铁氧化物能够提高复合材料的硬度；同时铁尾矿积存量大、获取方便，能够提高固废利用率，实现固废资源化利用，变废为宝，降低生产成本；并且与抗菌母粒存在协同作用，能够提高复合材料的抗菌性能。本专利技术将铁尾矿的用量限定在上述范围内，能够利用铁尾矿中的有效成分提高复合材料的综合性能，又能较为均匀的分散在复合材料中，避免团聚造成复合材料性能的下降。
[0024]在本专利技术中，所述铁尾矿的粒径优选＜12μm。本专利技术将铁尾矿的粒径限定在上述范围内，能够使其被PVC长链充分包裹，更加均匀的分散在复合材料中，避免团聚，并且粒径较小，提高了与PVC的接触面积，进一步提高复合材料的力学性能。当铁尾矿的粒径不在上述范围内时，本专利技术优选对所述铁尾矿进行粉磨。本专利技术对所述粉磨的设备、时间没有特殊的限定，能够保证铁尾矿的粒径＜12μm即可。
[0025]在本专利技术中，所述铁尾矿在使用前优选进行干燥处理。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为50～120℃，更优选为80℃；所述干燥的时间优选为0.5～1.5h，更优选为1h。在本
专利技术中，所述干燥能够避免水分对复合材料性能造成不利影响。
[0026]以PVC树脂的质量为100份计，本专利技术提供的玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料包括偶联剂0.2～1.0份，优选为0.3～0.7份，更优选为0.4～0.6份，最优选为0.5份。本专利技术将偶联剂的用量限定在上述范围内，能够提高无机
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有机的界面相容性，进一步提高复合材料的力学性能和热性能。
[0027]在本专利技术中，所述偶联剂优选为钛酸酯偶联剂。在本专利技术中，所述钛酸酯偶联剂能够用于干法改性，工艺更加简单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维增强的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，包括以下重量份数的组分：PVC树脂100份、铁尾矿25～100份、偶联剂0.2～1.0份、加工助剂4～16份、热稳定剂2～12份、增塑剂0.5～4份、润滑剂0.4～2份、氯化聚乙烯6～18份、玄武岩纤维5～30份和抗菌母粒5～15份。2.根据权利要求1所述的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，其特征在于，所述铁尾矿的粒径＜12μm。3.根据权利要求1所述的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，其特征在于，所述加工助剂包括抗冲改性剂ACR。4.根据权利要求1所述的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，其特征在于，所述热稳定剂包括钙锌稳定剂、铅系复合稳定剂或有机锡稳定剂。5.根据权利要求1所述的PVC
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铁尾矿抗菌复合材料，其特征在于，所述增塑剂包括环氧大豆油、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、己二酸二异癸酯或磷酸三甲苯酯。6.根据权利要求1所述的PVC...

【专利技术属性】
技术研发人员：张以河，张娜，张有鹏，邸祥云，李益，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：