改性高岭土、其制备方法及改性PVC组合物.pdf

本发明涉及一种改性高岭土其制备方法及改性PVC组合物，本发明的高岭土包括以下组分：高岭土、液体丁腈橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯、以及过氧化二苯甲酰。与现有技术相比，本发明制得的改性高岭土能够很好的被LNBR包裹，具有良好的亲油性，与PVC具有良好的相容性，可以更好的分散的PVC型材中。用改性PVC组合物制得的改性PVC型材，具有良好的拉伸性能，及抗冲击性能，其拉伸强度及冲击强度，优于添加了未改性的高岭土的PVC型材。

1.  一种改性高岭土，其特征在于，所述高岭土包括以下组分：高岭土、液体丁腈橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯、以及过氧化二苯甲酰。

2.  根据权利要求1所述的改性高岭土，其特征在于，所述改性高岭土由以下重量份的组分组成：
。

3.  根据权利要求2所述的改性高岭土，其特征在于，所述改性高岭土由以下重量份的组分组成：100重量份高岭土、10重量份液体丁腈橡胶、10重量份甲基丙烯酸羟乙酯、1重量份过氧化二苯甲酰。

4.  根据权利要求3所述的改性高岭土，其特征在于，所述改性高岭土由以下步骤制备：
1)将液体丁腈橡胶和甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70-90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入高岭土、过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70-80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装。

5.  一种改性高岭土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将液体丁腈橡胶和甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70-90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入高岭土、过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70-80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装。

6.  根据权利要求5所述的改性高岭土的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。

7.  一种改性高岭土的应用，其特征在于，所述改性高岭土用于改性PVC 型材力学性能。

8.  一种改性PVC组合物，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
。

9.  根据权利要求8所述的改性PVC组合物，其特征在于，所述改性高岭土的重量份数为5-10份。

10.  根据权利要求9所述的改性PVC组合物，其特征在于，所述改性高岭土为权利要求1-4任意一项所述的改性高岭土。

改性高岭土、其制备方法及改性PVC组合物
技术领域
本发明属于高岭土改性领域，具体涉及一种液体丁腈橡胶(liquid acrylonitrile-butadiene rubber，LNBR)改性的高岭土及其制备方法；此外还涉及一种抗冲PVC管材及其制备方法。
背景技术
高岭土是一种重要的非金属矿产资源，高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和粘结性，电绝缘性能强；良好的抗酸溶性，较强的离子吸附性和离子交换性，以及良好的烧结性和较高的耐火度等性能。所以，高岭土广泛用作橡胶填料、塑料填料、涂料填料等，以提高其化学稳定性及力学性能，然而，高岭土表面的亲水性使其在橡胶、塑料等亲油性介质中不能很好的分散，因此，对于橡胶、塑料等化学稳定性及力学性能的改进有限。
发明内容
有鉴于此，是有必要提供一种亲油性较强，能更好的分散在橡胶、塑料等基体中，以改善机械性能的改性高岭土。
此外，还有必要提供一种该改性高岭土的制备方法。
此外，本发明还提供一种添加该改性高岭土的改性PVC组合物。
一种改性高岭土，包括以下组分：高岭土、液体丁腈橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯、以及过氧化二苯甲酰。
优选地，所述改性高岭土由以下重量份的组分组成：

优选地，所述改性高岭土由以下重量份的组分组成：100重量份高岭土、10重量份液体丁腈橡胶、10重量份甲基丙烯酸羟乙酯、1重量份过氧化二苯甲酰。
优选地，所述改性高岭土由以下步骤制备：
1)将液体丁腈橡胶和甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70-90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入高岭土、过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70-80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装。
一种改性高岭土的制备方法，其包括以下步骤：
1)将液体丁腈橡胶和甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70-90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入高岭土、过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70-80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装。
优选地，步骤3)中，所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。
种改性高岭土的应用，所述改性高岭土用于改性PVC型材力学性能。
优选地，当改性高岭土的用量为5-10％时，PVC的改善性能最佳。
一种改性PVC组合物，其由以下重量份的组分组成：

优选地，所述改性高岭土的重量份数为5-10份。
优选地，所述改性高岭土为上述的改性高岭土。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明制得的改性高岭土能够很好的被LNBR包裹，具有良好的亲油性，与PVC具有良好的相容性，可以更好的分散的PVC型材中。
2)用改性PVC组合物制得的改性PVC型材，具有良好的拉伸性能，及抗冲击性能，其拉伸强度及冲击强度，优于添加了未改性的高岭土的PVC型材。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
一种改性高岭土，所述改性高岭土由以下重量份的组分组成：

在本发明的较佳实施例中，所述改性高岭土由100重量份高岭土、10重量份液体丁腈橡胶、10重量份甲基丙烯酸羟乙酯、1重量份过氧化二苯甲酰组成。
上述改性高岭土的制备方法，包括以下步骤：
1)将液体丁腈橡胶(liquid acrylonitrile-butadiene rubber，LNBR)和甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70-90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入高岭土、过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70-80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装。
在本发明的较佳实施例中，步骤3)中，所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。
本发明改性高岭土的制备方法中，步骤3)中，LNBR在微型粉碎机的高速 剪切作用下均匀的分散到高岭土粉体中，包覆在高岭土的表面，得到表面包覆有LNBR的改性高岭土。
上述改性高岭土测试：沉浮法与活化指数法
沉浮法是对高岭土表面改性效果的一种简单评价方法，其机理是未改性的高岭土密度比水大，表面为极性，在水中会自然下沉，经表面改性的高岭土由亲水疏油变为亲油疏水，在水中因水强大的表面张力迫使其上浮，因此可以观察其在水中的沉浮情况而对改性效果进行评价。具体方法为把改性高岭土粉末静置于水面观察，迅速下沉的改性效果最差，静置于水面的效果居中，任意搅拌也不沉的改性效果最好。
活化指数法也是基于这一原理，它是用漂浮在水面的改性高岭土的质量分数H来表示。H＝漂浮部分的质量/样品总质量，H值为0～1，H值越大改性效果越好。
本发明制得改性高岭土，将其置于水中之后，任意搅拌都不会下沉，测得其活化指数为80-90％。
本发明的改性高岭土具有表面包覆效果好，亲油性强，对PVC具有良好的补强效果，可以更好的改善PVC的抗冲能力。
一种改性PVC组合物，其由以下重量份的组分组成：

所述ACR(Acrylic copolymer)是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。购自威海金泓集团、型号401、分子量 80-100万、挥发分＜1％。
优选地，所述改性高岭土的重量份数为5-10份。
一种抗冲PVC型材的制备方法，其包括以下步骤：
1)按上述配比称取各组分物质，将所有组分加入混合机中，混合均匀；
2)将混合料加入塑料双螺杆挤出机，挤出制成成品，挤出温度150-170℃。
本发明制得的改性PVC型材，具有良好的拉伸性能，及抗冲击性能，其拉伸强度及冲击强度，优于添加了未改性的高岭土的PVC管。
实施例1～4
一种改性高岭土的制备方法，其包括以下步骤(以下份数均为重量份)：
1)将10份液体丁腈橡胶和10份甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于70℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入100份高岭土、1份过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为80℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装；所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。
经沉浮法及活化指数法测试得：所述改性高岭土，置于水中之后，任意搅拌都不会下沉，测得其活化指数为85.6％。
一种抗冲PVC型材的制备方法，其包括以下步骤：


表1 对比实施例1-5及实施例1-4各组分的配比
1)按表1配比称取各组分物质，将所有组分加入混合机中，混合均匀；
2)将混合料加入塑料双螺杆挤出机，挤出制成成品，挤出温度160℃。
上述对比实施例X、对比实施例1-4及实施例1-4制得的PVC型材进行拉伸性能(采用GB/T13525-1992进行测试)、缺口冲击强度(采用GB/T8814-2004进行测试)及无缺口冲击强度(采用ISO197:2000进行测试)，结果如表2：

表2 PVC型材的力学性能数据
从表2可知，改性高岭土比未改性高岭土对PVC型材的力学性能的改善效果更好。
实施例5～8
一种改性高岭土的制备方法，其包括以下步骤(以下份数均为重量份)：
1)将12份液体丁腈橡胶和9份甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入100份高岭土、1.5份过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为70℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装；所述微型粉碎机的搅拌速率为2 万转/分钟。
经沉浮法及活化指数法测试得：所述改性高岭土，置于水中之后，任意搅拌都不会下沉，测得其活化指数为72％。
一种抗冲PVC型材的制备方法，其包括以下步骤：

表3 实施例5-8各组分的配比
1)按表3配比称取各组分物质，将所有组分加入混合机中，混合均匀；
2)将混合料加入塑料双螺杆挤出机，挤出制成成品，挤出温度160℃。
上述实施例5-8制得的PVC型材进行拉伸性能(采用GB/T13525-1992进行测试)、缺口冲击强度(采用GB/T8814-2004进行测试)及无缺口冲击强度(采用ISO197:2000进行测试)，结果如表4：

表4 PVC型材的力学性能数据
实施例9～12
一种改性高岭土的制备方法，其包括以下步骤(以下份数均为重量份)：
1)将11份液体丁腈橡胶和15.6份甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入100份高岭土、1.2份过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为75℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装；所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。
经沉浮法及活化指数法测试得：所述改性高岭土，置于水中之后，任意搅拌都不会下沉，测得其活化指数为71％。
一种抗冲PVC型材的制备方法，其包括以下步骤：

表5 实施例9-12各组分的配比
1)按表5配比称取各组分物质，将所有组分加入混合机中，混合均匀；
2)将混合料加入塑料双螺杆挤出机，挤出制成成品，挤出温度150℃。
上述实施例9-12制得的PVC型材进行拉伸性能(采用GB/T13525-1992进行测试)、缺口冲击强度(采用GB/T8814-2004进行测试)及无缺口冲击强度(采用ISO197:2000进行测试)，结果如表6：

表6 PVC型材的力学性能数据
实施例13～16
一种改性高岭土的制备方法，其包括以下步骤(以下份数均为重量份)：
1)将11.5份液体丁腈橡胶和12份甲基丙烯酸羟乙酯加入卧式螺带混合机中，于90℃进行混合，出料，转移至锥形螺带混合机中；
2)加入100份高岭土、1.2份过氧化二苯甲酰(BPO)，搅拌混合；所述过氧化二苯甲酰以喷淋方式进料；混合温度为78℃；
3)进入微型粉碎机中搅拌，出料、包装；所述微型粉碎机的搅拌速率为2万转/分钟。
经沉浮法及活化指数法测试得：所述改性高岭土，置于水中之后，任意搅拌都不会下沉，测得其活化指数为69％。
一种抗冲PVC型材的制备方法，其包括以下步骤：


表7 实施例13-16各组分的配比
1)按表7配比称取各组分物质，将所有组分加入混合机中，混合均匀；
2)将混合料加入塑料双螺杆挤出机，挤出制成成品，挤出温度160℃。
上述实施例13-16制得的PVC型材进行拉伸性能(采用GB/T13525-1992进行测试)、缺口冲击强度(采用GB/T8814-2004进行测试)及无缺口冲击强度(采用ISO197:2000进行测试)，结果如表8：

表8 PVC型材的力学性能数据
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求或等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。