降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法
2023-06-27 07:23:41 1
專利名稱：降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用矽酸酯類化合物降低聚氯乙烯塑化溫度、同時達到原位納米增強的方法。
背景技術：
聚氯乙烯(PVC)是最重要的通用塑料之一。由於PVC的塑化溫度與其分解溫度 相近，因此本領域廣泛採用加入增塑劑的方法，降低其加工溫度；鄰苯二甲酸酯類增塑劑是 應用最為廣泛的增塑劑。但是，2006年7月1日歐盟正式實施ROHS指令，對該類增塑劑 的使用嚴格限制，因此，很多發明旨在開發安全有效的環保型增塑劑。例如中國發明專利 01140208. 3提出以具有高支化結構的酯族聚酯增塑PVC。中國發明專利200810198918.6 發明了用環氧植物油替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑的方法。通過加入無機或有機納米粒子可以顯著提高PVC製品的衝擊強度。例如韓和良 等採用納米CaCO3的微乳化分散技術製得了一種新型氯乙烯/納米CaCO3原位聚合PVC樹 月旨。該複合材料0°C時衝擊性能比傳統產品提高四倍以上(發明專利00132864. 6)。王銳 蘭等採用類似的方法，用納米SiO2粒子作為種子進行聚丙烯酸酯的原位乳液聚合，用偶聯 劑MAPS預包覆納米SiO2再進行原位聚合的ACR，當SiO2含量為10%時的ACR作PVC的改性 劑時，拉伸強度、斷裂伸長率和衝擊強度均明顯提高。[王銳蘭，王銳剛，部潤德，浙江化工， 2003. 34(7) :12-13]。李春忠等人也發明了一種類似的原位複合增強PVC樹脂的方法[發 明專利200410067048. 0]。陽明書等發明了一種剝離型PVC-有機蒙脫土納米複合材料。直接將納米粒子添加到PVC材料中，最大的問題是納米粒子很難均勻分散，而原 位聚合法可以實現納米顆粒分散均勻，但是受聚合工藝的限制，而且納米顆粒包含在改性 劑中，實際加入到PVC材料中的添加量較低，納米增強作用不明顯，因此還需要再通過外加 納米粒子才能達到納米增強的效應。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強 度的方法，採用該方法不但能降低PVC的塑化溫度，還可實現原位納米增強PVC的強度。為了解決上述技術問題，本發明提供一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯 強度的方法，包括配料、合成；配料為在聚氯乙烯配方中加入正矽酸酯類化合物，正矽酸 酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的1 70% ；將合成步驟的所得物於10°C 90°C的溫度 和40 99%的相對溼度的條件下放置0. 5 100小時。作為本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法的改進正矽酸 酯類化合物的結構通式為
R1、R2、R3和R4均為Cl C18的碳鏈中的任意一個。作為本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法的進一 步改進 R1、R2、R3和R4均為C2 C8的飽和碳鏈中的任意一個或為C2 C8的不飽和碳鏈中的任 意一個；包括各種同分異構體結構；R1、R2、R3和R4可以相同也可以不同。作為本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法的進一步改進 正矽酸酯類化合物為正矽酸乙酯或正矽酸丁酯。作為本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法的進一步改進 正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的5 40%，更優為正矽酸酯類化合物佔聚氯乙 烯配方總重的8 30% ；最優為正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的8 20%。作為本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法的進一步改進 將合成步驟的所得物於40°C 80°C的溫度和60 90%的相對溼度的條件下放置0. 5 100小時。更優為將合成步驟的所得物於70°C 80°C的溫度和80 90%的相對溼度的 條件下放置30 100小時。本發明的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，只需在原有的常規 PVC配方中加入正矽酸酯類化合物，然後按照常規PVC方法進行合成加工；最後將合成步驟 的所得物於10°C 90°C的溫度和40 99%的相對溼度的條件下放置30 1000分鐘即可。發明人在實驗中發現，正矽酸酯類化合物與PVC樹脂以及用於製備PVC製品的其 它助劑體系均有非常好的相容性，可以均勻地混合在PVC樹脂體系中，不僅如此，正矽酸酯 類化合物還可以有效降低PVC樹脂的塑化溫度。更有意義的是，正矽酸酯類化合物可以在 高溼環境中迅速水解，原位生成納米二氧化矽(SiO2)。因此，利用正矽酸酯類化合物在降低 聚氯乙烯塑化溫度的同時，對製品進行溫溼處理，可得到PVC原位納米增強材料。本發明的方法適用於各種PVC樹脂和各類PVC製品的加工。採用本發明方法製備 的PVC，具有納米顆粒分散均勻、含量高且可調等特性，採用該方法不但能降低PVC的塑化 溫度，還可實現原位納米增強PVC的強度。
具體實施例方式以下份數均指重量份。實施例1、一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法將聚氯乙烯樹脂(K值為66mL/g) 100份、正矽酸乙酯10份、硬脂酸鈣3份、硬脂酸 鋅1.5份、環氧大豆油1份加入混合器中混合，然後於165°C下經過擠出或者開煉壓板成型； 所得產物於70°C、相對溼度80%的溫溼環境下處理100小時。對比例1、將聚氯乙烯樹脂(K值為66mL/g) 100份、硬脂酸鈣3份、硬脂酸鋅1. 5份、環氧大 豆油1份加入混合器中混合，於165°C下經過擠出或者開煉壓板成型。所得產物於在70°C、 相對溼度80%的溫溼環境下處理100小時。
實施例1和對比例1所得產品的性能如表1所示。實施例1與對比例1的性能測試比較 實施例2、一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法將聚氯乙烯糊狀樹脂(K值為97mL/g) 100份、正矽酸丁酯20份、三鹼式硫酸鉛3 份、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DOP) 1.5份於混合器中混合，於170°C下經過擠出或者 開煉壓板成型；所得產物在80°C、相對溼度90%的溫溼環境下處理30小時。對比例2、將聚氯乙烯糊狀樹脂(K值為97mL/g) 100份、三鹼式硫酸鉛3份、鄰苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯(DOP) 1.5份於混合器中混合，於170°C下經過擠出或者開煉壓板成型；所 得產物在80°C、相對溼度90%的溫溼環境下處理30小時。實施例2與對比例2的性能測試比較 實施例3、一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法將聚氯乙烯樹脂(K值為66mL/g) 100份、正矽酸乙酯10份、硬脂酸鈣3份、硬脂酸 鋅1.5份混合均勻後於密閉模具中加熱，150°C下加熱5分鐘，自然冷卻至室溫後，取出；樣 品外觀呈均勻，硬質塑料狀。所得物於20°C、相對溼度40%的溫溼環境下處理0. 5小時。對比例3 聚氯乙烯樹脂(K值為66mL/g) 100份，硬脂酸鈣3份、硬脂酸鋅1. 5份 混合均勻後於密閉模具中加熱，150°C下加熱5分鐘，自然冷卻至室溫後，取出；樣品塑化不 完全，尚有未塑化的PVC粉狀物。所得物於20°C、相對溼度40%的溫溼環境下處理0. 5小 時，無法完成測試。正矽酸酯類化合物對PVC樹脂的塑化溫度對比實驗
最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發 明不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容 直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，包括配料、合成；其特徵是所述配料為在聚氯乙烯配方中加入正矽酸酯類化合物，所述正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的1～70％；將合成步驟的所得物於10℃～90℃的溫度和40～99％的相對溼度的條件下放置0.5～100小時。
2.根據權利要求1所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，其特徵 是所述正矽酸酯類化合物的結構通式為
3.根據權利要求2所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，其特徵 是所述R1、R2、R3和R4均為C2 C8的飽和碳鏈中的任意一個或為C2 C8的不飽和碳 鏈中的任意一個。
4.根據權利要求3所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，其特徵 是所述正矽酸酯類化合物為正矽酸乙酯或正矽酸丁酯。
5.根據權利要求2、3或4所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法， 其特徵是所述正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的5 40%。
6.根據權利要求5所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，其特徵 是所述正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的8 30%。
7.根據權利要求6所述的降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，其特 徵是將合成步驟的所得物於40°C 80°C的溫度和60 90%的相對溼度的條件下放置 0. 5 100小時。
全文摘要
本發明公開了一種降低聚氯乙烯塑化溫度及提高聚氯乙烯強度的方法，包括配料、合成；配料為在聚氯乙烯配方中加入正矽酸酯類化合物，正矽酸酯類化合物佔聚氯乙烯配方總重的1～70％；將合成步驟的所得物於10℃～90℃的溫度和40～99％的相對溼度的條件下放置0.5～100小時。採用該方法不但能降低PVC的塑化溫度，還可實現原位納米增強PVC的強度。
文檔編號C08K3/36GK101864128SQ201010212798
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者夏森權, 柳定榮, 塗克華, 王利群, 王紅軍, 茅中喬 申請人:浙江大學;浙江省德清縣浦森耐火材料有限公司