本發(fā)明屬于材料化學領域,涉及一種熱塑性彈性體,尤其涉及一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體及其制備方法。
背景技術:
:聚乙烯本身易燃,目前,一般是在制品中加入氧化鋁等無機和氯化石蠟等有機低分子阻燃劑,容易造成制品性能的下降,甚至達不到使用要求。為了克服這些缺點,現有技術中利用聚合物共混的方法對其改性。氯化聚乙烯是聚乙烯經氯化改性得到的無規(guī)聚合物。與聚乙烯共混后,共混物中引入氯原子,作為高分子阻燃劑,是制品達到阻燃的目的。氯化聚乙烯的品種較多,可分為氯化聚乙烯彈性體、高氯化聚乙烯、低氯含量的氯化聚乙烯。每種氯化聚乙烯的氯含量不同,性能有差異,特別是阻燃效果也不一樣?,F有技術中,采用聚乙烯與氯化聚乙烯彈性體共混來對氯化聚乙烯進行改性,結果顯示:隨著氯化聚乙烯氯含量的增加,拉伸強度和斷裂伸長率增加,到一定的氯含量后,又都呈現下降的趨勢。低氯含量的氯化聚乙烯,分子鏈上含有聚乙烯和氯化聚乙烯的結構,共混物的相容性較好,隨氯化程度的進一步提高,由于極性基團氯的引入,氯化聚乙烯的溶度參數增加,與氯化聚乙烯的相容性變差,共混物的性能降低。技術實現要素:本發(fā)明解決的技術問題:為了克服現有技術的缺陷,獲得一種保證聚乙烯與氯化聚乙烯的共混物性能,且提高二者相容性的氯化聚乙烯彈性體,本發(fā)明提供了一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體及其制備方法。技術方案:一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體,由以下組分按重量份數配比制成:氯化聚乙烯23~46份、聚乙烯18~27份、高氯化聚乙烯11~19份、三元乙丙橡膠8~21份、丁腈橡膠6~22份、硬脂酸鎂3~12份、氧化鎂7~14份、炭黑1~6份、蒙脫土7~18份、滑石粉5~12份。優(yōu)選的,由以下組分按重量份數配比制成:氯化聚乙烯38份、聚乙烯22份、高氯化聚乙烯14份、三元乙丙橡膠16份、丁腈橡膠16份、硬脂酸鎂8份、氧化鎂11份、炭黑4份、蒙脫土14份、滑石粉9份。一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體的制備方法,包含以下步驟:(1)基體制備:將氯化聚乙烯和聚乙烯混勻,加入密煉機中,共混溫度為80~115℃,共混時間為7~22分鐘,共混結束后在60~95℃條件下放置7~12小時;加入穩(wěn)定劑和增塑劑在80~115℃條件下繼續(xù)共混5~12分鐘,即得基體;(2)改性劑制備:將硬脂酸鎂、氧化鎂、炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻,研磨成粉,粉末粒徑為60~120目;置于電爐中,在100~125℃條件下加熱1~3.5小時;(3)第一次改性共混:將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中,80~110℃混煉6~15分鐘,結束后在60~95℃條件下放置6~12小時;(4)第一次硫化:向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑,攪拌均勻后在80~100℃條件下放置5~15小時;(5)第二次改性共混:將高氯化聚乙烯、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和炭黑加入經第一次硫化后的材料中,75~95℃混煉4~10分鐘;(6)第二次硫化:向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑,攪拌均勻后在65~105℃條件下放置6~15小時;(7)彈性體制備:將步驟(6)的產物置于開煉機中,在95~115℃條件下將母料煉制透明,即可制得。優(yōu)選的,步驟(1)基體制備:將氯化聚乙烯和聚乙烯混勻,加入密煉機中,共混溫度為106℃,共混時間為13分鐘,共混結束后在86℃條件下放置9小時;加入穩(wěn)定劑和增塑劑在102℃條件下繼續(xù)共混8分鐘,即得基體。優(yōu)選的,步驟(2)改性劑制備:將硬脂酸鎂、氧化鎂、炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻,研磨成粉,粉末粒徑為80目;置于電爐中,在118℃條件下加熱2小時。優(yōu)選的,步驟(3)第一次改性共混:將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中,102℃混煉11分鐘,結束后在86℃條件下放置8小時。優(yōu)選的,步驟(4)第一次硫化:向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑,攪拌均勻后在92℃條件下放置12小時。優(yōu)選的,步驟(5)第二次改性共混:將高氯化聚乙烯、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和炭黑加入經第一次硫化后的材料中,88℃混煉7分鐘。優(yōu)選的,步驟(6)第二次硫化:向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑,攪拌均勻后在86℃條件下放置11小時。優(yōu)選的,步驟(7)彈性體制備:將步驟(6)的產物置于開煉機中,在106℃條件下將母料煉制透明,即可制得。有益效果:(1)本發(fā)明將聚乙烯、氯化聚乙烯、高氯化聚乙烯進行共混,提高了氯化聚乙烯的加工性能,通過丁腈橡膠的加入進一步提高的共混物的力學性能;(2)通過炭黑與其他無機材料作為共混物的填料提高了共混物的性能;(3)經炭黑的二次改性提高了彈性體的力學性能及共混物各組份之間的相容性。具體實施方式實施例1一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體,由以下組分按重量份數配比制成:氯化聚乙烯23份、聚乙烯18份、高氯化聚乙烯11份、三元乙丙橡膠8份、丁腈橡膠6份、硬脂酸鎂3份、氧化鎂7份、炭黑1份、蒙脫土7份、滑石粉5份。一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體的制備方法,包含以下步驟:(1)基體制備:將氯化聚乙烯和聚乙烯混勻,加入密煉機中,共混溫度為80℃,共混時間為7分鐘,共混結束后在60℃條件下放置7小時;加入穩(wěn)定劑和增塑劑在80℃條件下繼續(xù)共混5分鐘,即得基體;(2)改性劑制備:將硬脂酸鎂、氧化鎂、炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻,研磨成粉,粉末粒徑為60目;置于電爐中,在100℃條件下加熱1小時;(3)第一次改性共混:將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中,80℃混煉6分鐘,結束后在60℃條件下放置6小時;(4)第一次硫化:向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑,攪拌均勻后在80℃條件下放置5小時;(5)第二次改性共混:將高氯化聚乙烯、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和炭黑加入經第一次硫化后的材料中,75℃混煉4分鐘;(6)第二次硫化:向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑,攪拌均勻后在65℃條件下放置6小時;(7)彈性體制備:將步驟(6)的產物置于開煉機中,在95℃條件下將母料煉制透明,即可制得。實施例2一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體,由以下組分按重量份數配比制成:氯化聚乙烯38份、聚乙烯22份、高氯化聚乙烯14份、三元乙丙橡膠16份、丁腈橡膠16份、硬脂酸鎂8份、氧化鎂11份、炭黑4份、蒙脫土14份、滑石粉9份。一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體的制備方法,包含以下步驟:(1)基體制備:將氯化聚乙烯和聚乙烯混勻,加入密煉機中,共混溫度為106℃,共混時間為13分鐘,共混結束后在86℃條件下放置9小時;加入穩(wěn)定劑和增塑劑在102℃條件下繼續(xù)共混8分鐘,即得基體;(2)改性劑制備:將硬脂酸鎂、氧化鎂、炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻,研磨成粉,粉末粒徑為80目;置于電爐中,在118℃條件下加熱2小時;(3)第一次改性共混:將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中,102℃混煉11分鐘,結束后在86℃條件下放置8小時;(4)第一次硫化:向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑,攪拌均勻后在92℃條件下放置12小時;(5)第二次改性共混:將高氯化聚乙烯、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和炭黑加入經第一次硫化后的材料中,88℃混煉7分鐘;(6)第二次硫化:向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑,攪拌均勻后在86℃條件下放置11小時;(7)彈性體制備:將步驟(6)的產物置于開煉機中,在106℃條件下將母料煉制透明,即可制得。實施例3一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體,由以下組分按重量份數配比制成:氯化聚乙烯46份、聚乙烯27份、高氯化聚乙烯19份、三元乙丙橡膠21份、丁腈橡膠22份、硬脂酸鎂12份、氧化鎂14份、炭黑6份、蒙脫土18份、滑石粉12份。一種基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體的制備方法,包含以下步驟:(1)基體制備:將氯化聚乙烯和聚乙烯混勻,加入密煉機中,共混溫度為115℃,共混時間為22分鐘,共混結束后在95℃條件下放置12小時;加入穩(wěn)定劑和增塑劑在115℃條件下繼續(xù)共混12分鐘,即得基體;(2)改性劑制備:將硬脂酸鎂、氧化鎂、炭黑、蒙脫土和滑石粉混勻,研磨成粉,粉末粒徑為120目;置于電爐中,在125℃條件下加熱3.5小時;(3)第一次改性共混:將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中,110℃混煉15分鐘,結束后在95℃條件下放置12小時;(4)第一次硫化:向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑,攪拌均勻后在100℃條件下放置15小時;(5)第二次改性共混:將高氯化聚乙烯、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和炭黑加入經第一次硫化后的材料中,95℃混煉10分鐘;(6)第二次硫化:向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑,攪拌均勻后在105℃條件下放置15小時;(7)彈性體制備:將步驟(6)的產物置于開煉機中,在115℃條件下將母料煉制透明,即可制得。對實施例1~3制備獲得的基于炭黑改性的氯化聚乙烯彈性體進行檢測,結果如下表所示:實施例1實施例2實施例3扯斷強度/mpa18.221.719.8撕裂強度/kn/m98109103扯斷伸長率/%298318308硬度758884極限氧指數211719當前第1頁12