该发明涉及一种导电PVC及其制备方法。
背景技术：
：PVC具有较好的耐化学药品性，质量轻，电气绝缘性佳，流动阻力小等优势。PVC可用注射、挤出、吹塑、模塑等方法加工成型，广泛应用于窗帘、塑料鞋、台布、电缆、皂盒、各种管材、梳子、洗衣板、文具盒等。目前，PVC材料在导电性、亲水性、体积收缩率小等性能需要进一步提升。该发明采用PVC、聚丙二醇、多聚磷酸钠、1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、改性钛酸钡、羧甲基纤维素钠等为原料制备了导电PVC材料，该方法制备的导电PVC材料具有优异的导电性、亲水性、体积收缩率小等性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种导电PVC的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的导电性、亲水性、体积收缩率小等性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种导电PVC及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将钛酸四叔丁酯、氯化钡、乙酸、水、硝酸钠和乙醇按照份数比为100：56～68：172～292：6～15：1～4：9～21加入到反应器中，搅拌速度为150～175r/min，维持体系温度30～44℃条件下反应1～4h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、将十六烷基三甲基氯化铵、钛酸钡、羧乙基纤维素钠、乙醇、水和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份数比100：134～147：9～17：3～11：5～16：2～6加入到球磨机中，筒体转速为35～60r/min，维持体系温度63～75℃条件下反应0.8～2h，得到改性钛酸钡；(3)、将PVC、聚丙二醇、多聚磷酸钠、1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、改性钛酸钡、羧甲基纤维素钠、硬脂酸钠、聚磷酸铵、亚磷酸三苯酯按照份数比100：34～57：17～32：9～19：15～28：8～17：3～7：7～16：1～3加入到开炼机中，用开炼机在温度143～183℃混合反应0.1～0.6h，用挤出机在温度143～183℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。本申请中，各主要组分所起的作用如下：所述的乙酸、水、硝酸钠的目的为了控制硝酸的生成速率，控制反应速度及钛酸钡晶型及尺寸。所述的十六烷基三甲基氯化铵的目的为了修饰钛酸钡表面、增加其亲水性及与PVC的相容性。所述的羧乙基纤维素钠、聚丙二醇和羧甲基纤维素钠的目的为了提高PVC的保水性。所述的多聚磷酸钠的目的为了提高PVC的导电性。所述的1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐的目的为了提高多聚磷酸钠电离的环境、作为导电材料提高PVC的导电性及吸收氯化氢。该发明的有益效果在于：1、醋酸在水中电离的氢离子可以与硝酸钠在水中电离的硝酸根离子结合，形成硝酸分子，形成的硝酸对于钛酸四叔丁酯具有促进其水解作用，同时，醋酸作为反应溶剂，可以通过控制硝酸的添加速度和醋酸用量达到调控反应速度及钛酸钡晶型及尺寸；2、十六烷基三甲基氯化铵修饰钛酸钡，修饰钛酸钡表面、增加其亲水性及与PVC的相容性，可以降低PVC的成型收缩率；3、羧乙基纤维素钠、聚丙二醇和羧甲基纤维素钠具有优异的吸水性能及保水性能，可以赋予PVC较好的保水性，以保证多聚磷酸钠在水中电离，形成电流通路，赋予PVC导电性；4、1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐作为离子液体，一方面，本身由离子组成，可以发生自身电离，形成电流通路，另一方面，离子液体可以作为溶剂使用，具有不燃、不挥发、无污染等特点，从而赋予PVC优异的导电性能；而且，1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐显碱性，可以吸收PVC在加工和使用过程中释放的氯化氢气体，在一定程度上可以解决因氯化氢释放产生的污染问题；5、多聚磷酸钠作为无机电解质，在水相和1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐离子液体相中可以发生电离，赋予PVC优异的导电性。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、62份氯化钡、232份乙酸、9份水、3份硝酸钠和16份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为165r/min，维持体系温度35℃条件下反应2h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、141份钛酸钡、14份羧乙基纤维素钠、8份乙醇、10份水和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为50r/min，维持体系温度72℃条件下反应0.9h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、39份聚丙二醇、26份多聚磷酸钠、16份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、24份改性钛酸钡、12份羧甲基纤维素钠、5份硬脂酸钠、12份聚磷酸铵、2份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度167℃混合反应0.2h，用挤出机在温度167℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例2一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、56份氯化钡、172份乙酸、6份水、1份硝酸钠和9份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为150r/min，维持体系温度30℃条件下反应1h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、134份钛酸钡、9份羧乙基纤维素钠、3份乙醇、5份水和2份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为35r/min，维持体系温度63℃条件下反应0.8h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、34份聚丙二醇、17份多聚磷酸钠、9份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、15份改性钛酸钡、8份羧甲基纤维素钠、3份硬脂酸钠、7份聚磷酸铵、1份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度183℃混合反应0.1h，用挤出机在温度183℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例3一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、68份氯化钡、292份乙酸、15份水、4份硝酸钠和21份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为175r/min，维持体系温度44℃条件下反应4h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、147份钛酸钡、17份羧乙基纤维素钠、11份乙醇、16份水和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为60r/min，维持体系温度75℃条件下反应2h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、57份聚丙二醇、32份多聚磷酸钠、19份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、28份改性钛酸钡、17份羧甲基纤维素钠、7份硬脂酸钠、16份聚磷酸铵、3份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度143℃混合反应0.6h，用挤出机在温度143℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例4一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、60份氯化钡、180份乙酸、10份水、3份硝酸钠和10份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为155r/min，维持体系温度40℃条件下反应2h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、135份钛酸钡、10份羧乙基纤维素钠、5份乙醇、10份水和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为40r/min，维持体系温度65℃条件下反应1h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、35份聚丙二醇、20份多聚磷酸钠、10份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、20份改性钛酸钡、10份羧甲基纤维素钠、5份硬脂酸钠、10份聚磷酸铵、2份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度150℃混合反应0.5h，用挤出机在温度150℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例5一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、58份氯化钡、195份乙酸、13份水、2份硝酸钠和13份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为159r/min，维持体系温度33℃条件下反应1.3h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、139份钛酸钡、12份羧乙基纤维素钠、9份乙醇、7份水和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为45r/min，维持体系温度66℃条件下反应0.9h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、39份聚丙二醇、26份多聚磷酸钠、14份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、19份改性钛酸钡、14份羧甲基纤维素钠、5份硬脂酸钠、9份聚磷酸铵、1.8份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度163℃混合反应0.4h，用挤出机在温度163℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例6一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、62份氯化钡、222份乙酸、12份水、2份硝酸钠和18份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为163r/min，维持体系温度42℃条件下反应2.3h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、141份钛酸钡、14份羧乙基纤维素钠、10份乙醇、8份水和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为55r/min，维持体系温度71℃条件下反应1.7h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、43份聚丙二醇、28份多聚磷酸钠、17份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、24份改性钛酸钡、16份羧甲基纤维素钠、6份硬脂酸钠、14份聚磷酸铵、2.5份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度168℃混合反应0.2h，用挤出机在温度168℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例7一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、66份氯化钡、272份乙酸、8份水、2.7份硝酸钠和13份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为172r/min，维持体系温度43℃条件下反应1.7h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、143份钛酸钡、16份羧乙基纤维素钠、8份乙醇、11份水和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为47r/min，维持体系温度71℃条件下反应1.8h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、48份聚丙二醇、31份多聚磷酸钠、14份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、23份改性钛酸钡、14份羧甲基纤维素钠、6份硬脂酸钠、9份聚磷酸铵、1.9份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度173℃混合反应0.3h，用挤出机在温度173℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例8一种导电PVC，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份钛酸四叔丁酯、63份氯化钡、252份乙酸、8份水、3份硝酸钠和20份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为172r/min，维持体系温度37℃条件下反应3h，经120℃、-0.08MPa减压蒸馏25min，产物经500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、105℃干燥15min、500℃焙烧3h，得到钛酸钡；(2)、称取100份十六烷基三甲基氯化铵、143份钛酸钡、15份羧乙基纤维素钠、5份乙醇、11份水和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到球磨机中，筒体转速为57r/min，维持体系温度66℃条件下反应1.4h，得到改性钛酸钡；(3)、称取100份PVC、53份聚丙二醇、27份多聚磷酸钠、15份1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、23份改性钛酸钡、13份羧甲基纤维素钠、5份硬脂酸钠、9份聚磷酸铵、2.1份亚磷酸三苯酯加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.5h，用挤出机在温度180℃将导电PVC挤出造粒，即得到导电PVC粒料。实施例9此例为未加任何助剂的对照组。表1实施例1和实施例9制得的导电PVC的性能参数实施例1实施例9加工成型性好较好对磨具腐蚀性小大游离氯化氢含量/mg/kg2693亲水性好差电阻/欧姆8370成型收缩率/%0.90.18以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页1 2 3