一種PVC用液體鋇/鋅透明複合熱穩定劑的製作方法

2023-09-17 00:54:50 1

本發明屬於高分子材料技術領域，涉及pvc用熱穩定劑，尤其是一種pvc用透明鋇/鋅複合熱穩定劑及其製備方法。

背景技術：

聚氯乙烯(pvc)是世界五大通用樹脂之一，也是最早工業化的樹脂之一，年產量僅次於聚乙烯，因其性能優異、價格低廉而被廣泛應用於人們生活的各個領域。隨著我國經濟的迅速發展，對pvc的需求量日益劇增。自20世紀30年代開始投入實際應用到現在，pvc的應用產量在塑料加工工業中一直居於第一位。但是制約著pvc拓寬應用領域的最大問題就是其較差的熱穩定性能，由實驗測定結果顯示，pvc於140℃就已經開始發生明顯分解，而其熔融加工溫度至少要在160℃以上，也就是說pvc還未達到熔融狀態就已經開始分解了，這嚴重製約了pvc的加工成型。因此，在pvc加工應用中必須加入熱穩定劑。

目前已經工業化的pvc熱穩定劑主要有鉛鹽類、金屬皂類、有機錫類、有機銻類、稀土類以及有機輔助熱穩定劑。這些穩定劑雖有各自的優點，但存在著或有毒或價格昂貴以及透明性差、穩定效率低等缺點。為了使pvc更好地應用於透明製品領域，增加pvc製品的美觀性，研究一種透明、環保、價格合理的pvc複合熱穩定劑具有很好的應用前景。

技術實現要素：

為了克服現有熱穩定劑中存在的缺點和不足，本發明的目的在於提供一種複合透明pvc熱穩定劑體系，經該體系改性的pvc材料透明度高，無重金屬汙染，熱穩定性能優良，易於成型加工，綜合性能優異。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種pvc用液體鋇/鋅透明複合熱穩定劑，包括主穩定劑及輔助熱穩定劑，所述的主穩定劑為異辛酸鋇、異辛酸鋅按一定比例復配而成的複合熱穩定劑，所述的輔助熱穩定劑為水滑石或有機錫。

而且，所述的異辛酸鋇、異辛酸鋅的復配質量比為4～1：2～1。

而且，所述的異辛酸鋇、異辛酸鋅的復配質量比為3:1。

而且，異辛酸鋇、異辛酸鋅、水滑石的質量比為4～1：2～1：0.2～1.4。

而且，異辛酸鋇、異辛酸鋅、水滑石的質量比為3：1：1.4。

而且，所述的有機錫為硫醇甲基錫或硫醇丁基錫或二月桂酸二丁基錫。

而且，異辛酸鋇、異辛酸鋅、有機錫的質量比為4～1：2～1：0.5～3。

而且，異辛酸鋇、異辛酸鋅、有機錫的質量比為3：1：3。

而且，本複合熱穩定劑的用量為100份pvc中添加2～5份。

本發明的有益效果在於：

1、本發明創造性的選擇鋇/鋅複合穩定劑作為pvc材料的主穩定劑，並通過將異辛酸鋇/異辛酸鋅的配比限定在3/1，達到最佳協同效果，較之現有技術，熱穩定時間延長、耐老化效果提高、透明性提高，其效果優於現有技術中其他方案。

2、本發明更進一步選擇水滑石作為輔助穩定劑，水滑石加入進一步顯著改善pvc的靜態熱穩定性能，較之現有技術，熱穩定時間延長、耐老化效果提高、透明性提高，其效果優於現有技術中其他方案。

3、本發明更進一步選擇有機錫作為輔助穩定劑，其中有機錫的加入能顯著改善pvc的靜態熱穩定性能，較之現有技術，熱穩定時間延長、耐老化效果提高、透明性提高，其效果優於現有技術中其他方案。

附圖說明

圖1為液體鋇/鋅複合熱穩定劑對pvc熱性能的影響；

圖2為異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑的熱老化性能測試比較圖；

圖3為異辛酸鋇/鋅/水滑石複合熱穩定劑的熱老化性能測試比較圖；

圖4為異辛酸鋇/鋅/硫醇有機錫複合熱穩定劑的熱老化性能測試比較圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。

實例1

將異辛酸鋇、異辛酸鋅按照表1的配比在高速混合機中混合均勻，製備異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑。

表1異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑配方

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，然後切粒放入試管中，在180℃油浴中，按照國家標準gb/t2917.1-2002剛果紅法測定複合物的靜態熱穩定性能，結果如表2所示。

表2異辛酸鋇/異辛酸鋅不同複合比例靜態熱穩定性能測試

表2數據說明鋇/鋅複合具有一定協同效應，且隨著鋇含量的增加熱穩定時間在變長，配方5#達到最佳協同效果，熱穩定時間最長為21.5min。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成15×15mm的樣片利用熱老化烘箱法來考察材料的老化性能，結果如圖2所示。

圖2數據說明鋇/鋅複合具有一定協同效應，且隨著鋇含量的增加熱老化變黑的時間在延長，配方6#達到最佳協同效果，直到30min才完全變黑。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成40×40mm的樣片利用透光率霧度測定儀測來測定透明性能，結果如表4所示。

表4異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑的透明性測試

表4數據說明鋇/鋅複合熱穩定劑配方5#透明性最佳。因此，下面的實例2～3都是在異辛酸鋇/鋅配比為3/1的基礎上展開的。

實例2

將異辛酸鋇、異辛酸鋅及水滑石按照表5的配比在高速混合機中混合均勻，製備異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑。

表5異辛酸鋇/鋅/水滑石複合熱穩定劑配方

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，然後切粒放入試管中，在180℃油浴中，按照國家標準gb/t2917.1-2002剛果紅法測定複合物的靜態熱穩定性能，結果如表6所示。

表6異辛酸鋇/鋅/水滑石複合熱穩定劑的靜態熱穩定性測試

表6數據說明水滑石的加入能顯著改善pvc的靜態熱穩定性能，隨著水滑石在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，靜態熱穩定性能不斷上升，配方11#的靜態熱穩定時間最長為61.2min。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成15×15mm的樣片利用熱老化烘箱法來考察材料的老化性能，結果如圖3所示。

圖3數據說明水滑石的加入能顯著改善pvc的熱老化性能，隨著水滑石在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，熱老化性能不斷上升，配方11#的熱老化穩定時間最長為100min。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成40×40mm的樣片利用透光率霧度測定儀測來測定透明性能，結果如表8所示。

表8異辛酸鋇/鋅/水滑石複合熱穩定劑的透明性測試

表8數據說明水滑石的加入能顯著改善pvc的透明性能，隨著水滑石在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，透光率不斷上升，配方11#的透光率值最大為71.7％。

實例3

將異辛酸鋇、異辛酸鋅及硫醇有機錫按照表9的配比在高速混合機中混合均勻，製備異辛酸鋇/鋅複合熱穩定劑。

表9異辛酸鋇/鋅/硫醇有機錫複合熱穩定劑配方

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，然後切粒放入試管中，在180℃油浴中，按照國家標準gb/t2917.1-2002剛果紅法測定複合物的靜態熱穩定性能，結果如表10所示。

表10異辛酸鋇/鋅/硫醇有機錫複合熱穩定劑的靜態熱穩定性測試

表10數據說明硫醇有機錫的加入能顯著改善pvc的靜態熱穩定性能，隨著硫醇有機錫在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，靜態熱穩定性能不斷上升，配方16#的靜態熱穩定時間最長為58.5min。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成15×15mm的樣片利用熱老化烘箱法來考察材料的老化性能，結果如圖4所示。

圖4數據說明硫醇有機錫的加入能顯著改善pvc的熱老化性能，隨著硫醇有機錫在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，熱老化性能不斷上升，配方16#的熱老化穩定時間最長為90min。

將製備好的複合熱穩定劑4份、dop40份、pvc100份混合均勻，在輥溫160℃、輥距1.5mm的雙輥煉膠機上塑煉成片，製成40×40mm的樣片利用透光率霧度測定儀測來測定透明性能，結果如表12所示。

表12異辛酸鋇/鋅/硫醇有機錫複合熱穩定劑的透明性測試

表12數據說明硫醇有機錫的加入能顯著改善pvc的透明性能，隨著硫醇有機錫在複合熱穩定劑中的含量不斷增加，透光率不斷上升，配方16#的透光率值最大為84.8％。

圖1中a、b、c三條曲線分別表示純鋇/鋅體系、ldh所佔比例為25％和有機錫所佔比例為50％的熱失重曲線。從圖中可知，a在216.03℃時就開始大量分解，b和c兩種配方則能夠有效延緩pvc的初始降解溫度；a在260.66℃時達到最大分解速率，b和c分別在263.52℃、284.02℃達到最大分解速率。這說明添加ldh和有機錫都能夠與鋇/鋅複合熱穩定劑產生協同效應，起到延緩pvc的初始降解，改善pvc初期熱穩定性能的作用。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。