聚氯乙烯-改性海泡石復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料的制備技術(shù)，特別涉及一種聚氯乙稀復(fù)合材料的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯是一種用途廣泛的塑料，可用于制作給排水管材、塑鋼門窗、電線絕緣 層、汽車部件等。塑料制品的回收循環(huán)再利用是減少塑料制品環(huán)境污染的一種有效途徑，有 利于環(huán)境保護(hù)和降低生產(chǎn)中的原材料成本。將回收的聚氯乙烯進(jìn)行再次加熱塑化加工成型 時(shí)，回收時(shí)未完全清洗除去的少量雜質(zhì)可能使得使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品出現(xiàn)有 氣味的現(xiàn)象，影響制品的使用性能。另外，聚氯乙烯熱穩(wěn)定性不高，將回收的聚氯乙烯進(jìn)行 再次加熱塑化加工成型時(shí)，也易發(fā)生一定的熱分解而釋放出一些小分子物質(zhì)，也可能使得 使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品出現(xiàn)有氣味的現(xiàn)象，影響制品的使用性能。因此，有必要 開(kāi)發(fā)出一種解決上述氣味問(wèn)題的方法，將回收的聚氯乙烯制成低氣味或是無(wú)氣味的低揮發(fā) 份聚氯乙稀材料。
[0003] 海泡石粉是一種富鎂纖維狀硅酸鹽礦物粘土粉，海泡石表面存在Si-O-Si斷鍵及 四面體中Al 3+、Fe3+替代Si 4+造成的負(fù)電位，是一極性表面，氣體分子極性越強(qiáng)，與海泡石表 面的靜電引力也就越大，其吸附也就越強(qiáng)。這種吸附也就顯示出，在多種氣體中具有一定的 選擇性。例如海泡石制成的煙斗吸附材料在香煙吸附中，具香味的呋喃極性物質(zhì)吸附很少， 而對(duì)強(qiáng)極性的有毒腈類物質(zhì)吸附量高，對(duì)致癌物質(zhì)稠環(huán)芳烴的過(guò)濾效率很高，且可明顯降 低焦油含量。
[0004] 海泡石粉的化學(xué)式為Mg8Si12O3tl(OH) 4(H2O)4 · 8H20,表面具有一定量的硅羥基基 團(tuán)，其晶體結(jié)構(gòu)是由兩層硅氧四面體和中間一層鎂氧八面體組成，呈鏈狀結(jié)構(gòu)堆積，層間由 Si-O-Si鍵相連，其微納米孔道近似為0. 35X I. 06nm2。海泡石粉具有較高的長(zhǎng)徑比，比表 面積理論值高達(dá)900m2 熱穩(wěn)定性好，可作為催化劑載體，用于聚合物材料的改性。海 泡石的一些表面性質(zhì)，如表面弱酸性（Si-OH)等，使其本身可以催化某些反應(yīng)。
[0005] 海泡石具有特殊的多孔性結(jié)構(gòu)與大的比表面積，微孔平均孔徑為20nm，呈毛細(xì)管 分布，決定其具有很強(qiáng)的吸附性，亦可用作催化劑載體。海泡石的吸附能力在粘土礦物中非 常突出，對(duì)丁烷、苯、甲醇一類的有機(jī)溶液及有害金屬離子有更大的吸附性。
[0006] 將具有吸附小分子物質(zhì)功能的海泡石粉添加到回收的聚氯乙烯中以制備低氣味 或是無(wú)氣味的低揮發(fā)份聚氯乙烯材料的研宄目前尚未見(jiàn)有公開(kāi)報(bào)道。海泡石粉為無(wú)機(jī)物， 聚氯乙烯為有機(jī)物，二者熔融共混制成復(fù)合材料時(shí)可能出現(xiàn)界面粘接結(jié)合性不高的問(wèn)題， 因此有必要對(duì)海泡石粉進(jìn)行有機(jī)化表面改性，從而提高海泡石粉-聚氯乙烯的界面結(jié)合 力，以改善其力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種在聚氯乙烯中添加改性海泡石粉的復(fù)合材料制備方法， 利用該方法制備出的聚氯乙烯復(fù)合材料具有低氣味、低揮發(fā)份和良好的力學(xué)性能。
[0008] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種聚氯乙烯-改性海泡石復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0010] 第一步，改性海泡石粉的制備
[0011] (1)按質(zhì)量比，海泡石粉：氫氧化鈉：水=1 : (4~5) : (8~10)，將上述組分 稱量混合，室溫下攪拌后過(guò)濾，用過(guò)量水洗滌濾出物，然后將濾出物干燥，得到堿處理海泡 石粉；
[0012] (2)按質(zhì)量比，堿處理海泡石粉：環(huán)氧氯丙烷：氫氧化鈉：水=1 : (3~ 4):出~8) : (100~110)，將上述組分稱量混合，室溫?cái)嚢韬筮^(guò)濾，用過(guò)量水洗滌濾出 物，然后將濾出物干燥，得到環(huán)氧化海泡石粉；
[0013] (3)按質(zhì)量比，環(huán)氧化海泡石粉：二乙烯三胺：碳酸鈉：水=1 : (0.9~ I. 1) : (0.3~0.4) : (100~110);將上述組分稱量混合，加熱攪拌后過(guò)濾，用過(guò)量水洗 滌濾出物，然后將濾出物干燥，得到改性海泡石粉；
[0014] 第二步，將回收的廢舊硬質(zhì)聚氯乙烯制品破碎、清洗、干燥后，粉碎為聚氯乙烯粉 料；
[0015] 第三步，按質(zhì)量百分比：聚氯乙烯粉料80~90%，改性海泡石粉5~10%，增塑劑 1~10 %，相容劑2~5 %，將上述組分稱量混合，得到混合料；
[0016] 第四步，將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在不高于200°C條件下擠出，得到聚氯乙 烯-改性海泡石復(fù)合材料。
[0017] 上述步驟中，第一步（1)中攪拌時(shí)間為1~2小時(shí)。第一步（2)中攪拌時(shí)間為8~ 10小時(shí)。第一步（3)中加熱攪拌，溫度為45~55°C，時(shí)間為2~3小時(shí)。
[0018] 第三步所述增塑劑為鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二正辛酯、己二酸二正辛 酯、癸二酸二正辛酯、環(huán)氧大豆油中的任一種。所述相容劑為氯乙烯-醋酸乙烯二元共聚 物、氯乙烯-丙烯酸酯二元共聚物、氯乙烯-馬來(lái)酸酐二元共聚物中的任一種；
[0019] 第四步中擠出溫度分四段設(shè)置，依次為160°C、170°C、180°C、185°C。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1、參考圖1，本本發(fā)明制備改性海泡石粉時(shí)，利用海泡石粉表面上具有的一定數(shù)量 的羥基，使海泡石粉先后與氫氧化鈉、環(huán)氧氯丙烷、二乙烯三胺發(fā)生反應(yīng)，在海泡石粉表面 接枝有機(jī)分子從而對(duì)海泡石粉表面進(jìn)行有機(jī)化改性，以增強(qiáng)無(wú)機(jī)的海泡石粉與有機(jī)的聚氯 乙烯的界面結(jié)合，從而使制得的聚氯乙烯-改性海泡石復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。
[0022] 2、本發(fā)明通過(guò)將改性海泡石粉添加到回收的聚氯乙烯中制成復(fù)合材料，利用多孔 性、比表面積大的海泡石粉，來(lái)吸附聚氯乙烯中回收時(shí)未完全清洗除去的少量雜質(zhì)，減少使 用回收聚氯乙烯制成的塑料制品可能出現(xiàn)有氣味的現(xiàn)象。另外，利用多孔性、比表面積大的 海泡石粉，來(lái)吸附回收的聚氯乙烯在進(jìn)行再次加熱塑化加工時(shí)可能發(fā)生一定的熱分解而釋 放出一些小分子物質(zhì)，減少使用回收聚氯乙烯制成的塑料制品可能出現(xiàn)有氣味的現(xiàn)象。
[0023] 3、本發(fā)明原料利用回收的聚氯乙烯，是減少聚氯乙烯制品環(huán)境污染的一種有效途 徑，有利于環(huán)境保護(hù)和降低生產(chǎn)中的原材料成本。
[0024] 本發(fā)明聚氯乙烯復(fù)合材料，可用于加工成室內(nèi)使用的塑料花盆、可作為包裝外殼 材料使用等，可拓展回收聚氯乙烯的應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明改性海泡石粉的制備機(jī)理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技