浸塑EPVC的高性能化及工艺的研究

摘要

聚氯乙烯糊树脂(EPVC)是通过乳液聚合的方法制备的PVC树脂，相比普通悬浮法PVC树脂，其具有树脂粒径微细，质地类似滑石粉等特点，主要以制成增塑糊的形式广泛应用于汽车、电气、玩具等方面。浸塑工艺1952年源于德国，并且随后在亚洲地区得到发展，其工艺简单、操作方便、环保节能等特点，弥补了注塑工艺复杂、耗能高等缺点，特别是在制备尺寸较小的制件和小批量生产时优点尤其突出。
　　本文采用邻苯二甲酸酯类增塑剂和环氧化合物类增塑剂，以PVC糊树脂作为原料，采用浸塑成型的工艺，分析两种增塑剂增塑过程、增塑效果的区别；以不同含量的钙锌稳定剂制备PVC糊料，分析制品的力学性能，热稳定性，优化增塑糊配方，探索热稳定剂最优用量。结果表明，邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)增塑的EPVC糊料粘度稳定性较好，环氧大豆油(ESO)增塑的EPVC糊料随放置时间的延长粘度变化较大，并且糊料中的树脂颗粒团聚现象较严重；DINP增塑的EPVC糊料塑化较快，塑化过程中易出现“过塑化”现象，而ESO增塑的EPVC糊料塑化较慢，稳定性较好，未出现因老化降解而导致的黑色孔洞，且ESO的耐迁移性较好。随着稳定剂用量的增加，出现塑化延迟现象，吸收EPVC树脂颗粒的增塑剂界面由模糊逐渐变的清晰；随着稳定剂用量的增加，黑色孔洞逐渐减少，在加入量为3份和4份时已消失。随着稳定剂的增加，EPVC失重程度有减弱的趋势，并且稳定剂用量超过3份后耐热性提高的幅度降低。
　　采用数学建模的方法对浸塑成型中制件的冷却过程进行了模拟，推导出确定浸塑件冷却时间的计算方程，应用于EPVC糊浸塑件冷却过程，并对比经验公式做了讨论与分析。结果表明，采用推导公式计算的冷却时间的制件，在收缩率上较小，初期拉伸性能较好。冷却时间对EPVC制件初期拉伸性能的影响随时间的延长而逐渐减弱。
　　采用共聚的方法，通过有机硅分子链上的活性官能团，将聚氨酯与有机硅通过化学键结合在一起，制备聚氨酯预聚物，再与丙烯酸酯单体共聚，制备出含硅聚氨酯改性丙烯酸酯涂层，通过交联剂制备成膜，并对改性涂层的膜结构及性能进行表征和分析，将其涂覆于EPVC基体上，对其涂覆性能以及对EPVC基体的防护性能进行分析。结果表明，合成树脂的粘度随含硅聚氨酯用量的增大而增加，并且随着羟基硅油分子量的上升，体系粘度上升幅度逐渐加快。在含硅聚氨酯预聚体含量较低时，对体系耐热性提高不大：在含量超过15％时，耐热性有较大提高：涂膜性能方面，涂层在EPVC制件上的附着力随含硅聚氨酯预聚体含量的增加变化不大，吸水率随着羟基硅油的增加逐渐下降，耐冲击强度随着预聚体含量增加呈先增大后下降的趋势。涂覆后的EPVC制件金属腐蚀性有明显改善，耐氧老化性有一定幅度的提高。

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第一章 绪 论

1.1 PVC概述

1.1.1 PVC物理与化学结构

1.1.2 PVC糊概述

1.1.3 PVC增塑剂

1.2 丙烯酸酯概述

1.2.1 丙烯酸酯涂料特性

1.2.2 丙烯酸酯涂料分类

1.2.3 有机硅改性丙烯酸酯研究进展

1.2.4 有机硅改性丙烯酸酯在涂料中的应用

1.3 浸塑工艺概述

第二章 EPVC糊多相多组分体系的研究

2.1 引言

2.2 增塑剂类型对PVC糊料及制件性能的影响

2.2.1 试剂及仪器

2.2.2 PVC糊料及样品的制备

2.2.3 表征方法

2.2.4 结果与讨论

2.3 稳定剂对EPVC糊料性能的影响

2.3.1 试剂及仪器

2.3.2 PVC糊料及样品的制备

2.3.3 表征方法

2.3.4 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 浸塑工艺的优化及应用

3.1 引言

3.2 冷却时间的优化

3.2.1 冷却时间的优化分析

3.3 冷却时间对EPVC制件性能的影响

3.3.1 试剂及仪器

3.3.2 PVC糊料及样品的制备

3.3.3 表征方法

3.3.4 冷却时间的选择

3.3.5 结果与分析

3.4 本章小结

第四章 含硅聚氨酯改性丙烯酸酯涂层的制备与性能研究

4.1 引言

4.2 含硅聚氨酯改性丙烯酸酯涂层的制备

4.2.1 试剂及仪器

4.2.2 改性丙烯酸酯涂层的制备

4.2.3 性能测试

4.2.4 结果与分析

4.3 本章小结

第五章 结论

参考文献

硕士期间发表的论文

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