一種環境友好型pvc塑溶膠及其製備方法
2023-06-01 03:59:26 2
專利名稱：一種環境友好型pvc塑溶膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及PVC塑溶膠領域，尤其涉及一種環境友好型PVC塑溶膠及其製備方法。
背景技術：
PVC是世界五大通用樹脂之一，廣泛應用於汽車、建築、電子、輕工、航天等許多領域。通過添加各種助劑可以得到其他塑料製品綜合性能無可比擬的製品。PVC塑溶膠作為PVC製品中的一大類，廣泛應用於汽車塗裝行業，尤其是PVC抗石擊塗料、PVC焊縫密封膠等方面。PVC塑溶膠對汽車外殼鋼板有很好的粘結性，與汽車面漆有較好的相容性，尤其是具有良好的密封性、耐油性、耐水性、機械性能和儲存穩定性等特性。、
儘管PVC塑溶膠有諸多優異的性能，但是最近其發展卻受到越來越大的阻礙和限制。隨著人們環保意識的提高和對自身健康的關注，環保問題成為人類社會關注的焦點，材料環保問題也被廣泛認識，PVC塑溶膠在環保方面的問題主要也由此引來諸多爭議，其主要集中在PVC樹脂本身和其中添加的助劑兩大方面。PVC樹脂在生產過程中會殘留一部分致癌物氯乙烯單體，但是隨著PVC生產技術的不斷進步，氯乙烯殘留問題已經得到很好的控制。而助劑方面則主要集中在增塑劑和穩定劑兩大方面。增塑劑作為PVC塑溶膠助劑中用量最大性能影響最明顯的部分，它的環保問題是影響PVC塑溶膠環保問題的最重要因素。目前，國內最普遍使用的PVC塑溶膠主增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，但是隨著人們對用含DOP包裝袋包裝的食品對人體的影響研究深入發現，在人體特別是在肺部有大量的DOP殘留。1982年美國權威機構對DOP致癌性進行了生物鑑定，結果發現DOP對動物肝臟有致癌性。這些結果均表明DOP對PVC塑溶膠環境友好性有著潛在的影響。環氧大豆油主要為環氧亞油酸酯、環氧油酸酯和環氧棕櫚酯的混合物，由大豆油和有機過酸合成得到，可應用於全部軟硬PVC製品中，是無毒、無味的PVC塑溶膠增塑劑兼穩定劑，對光、熱有良好的穩定作用，且相容性好、揮發性低、遷移性小、耐水耐油性好，可賦予製品良好的機械性能和耐候性。在與PVC塑溶膠很好相容的同時吸收掉PVC分解是放出的氯化氫。偏苯三酸三辛酯作為另一種性能優良的環保型增塑劑，它具有良好的耐熱性、低揮發性、耐寒性和耐油性等特點，特別是它還具有良好的電絕緣性，這在汽車塗裝中可以起到很好的抗靜電作用。而作為PVC塑溶膠環保問題的另一大重點，穩定劑同樣因為以前所用的主流穩定劑中存在有大量的鉛、鎘等重金屬元素而使得PVC塑溶膠熱穩定劑環保問題得到了很大的關注。上世紀90年代，西方發達國家就已經嚴令禁止使用含鉛、鎘等重金屬。近年來，我們也逐步開始關注PVC熱穩定劑的毒性問題，低毒、無毒的PVC熱穩定劑已經成為發展的趨勢。世界公認的PVC低毒熱穩定劑主要為有機錫，但其成本較高，而且近年來對有機錫穩定劑的毒性有了新的認識，在高溫加熱是有機錫類快速揮發，放出有毒物質，對操作工人的免疫系統產生一定的傷害。鈣鋅複合熱穩定劑是無毒穩定劑中最具有發展前景的品種之一，具有價格低廉、無毒、聞效等特點，可以有效代替價格聞昂的進口廣品，降低廣品成本。尤其在於環氧類增塑劑協同使用時更具有良好的熱穩定作用。稀土類熱穩定劑具有優異的熱穩定功能，兼具促進熔融、偶聯、內增塑、增韌以及增豔等功能。其獨具的「偶聯」性使其在加工時表現為具有加工助劑和內潤滑性質，能促進樹脂塑化，在成品中還能表現出抗衝擊改性劑的功效，增加PVC的韌性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種環境友好型的PVC塑溶膠。這種PVC塑溶膠是在傳統塑溶膠組分的基礎上選用了合適的環保型增塑劑和環保型熱穩定劑。在確保膠料原有性能不流失的情況下，有效得提高其環境友好性。上述的目的用本發明的環境友好型PVC塑溶膠組合物加以實現。該PVC塑溶膠組合物包括100-500質量份的PVC糊樹脂、200-500質量份的非鄰苯類環保增塑劑、10-50質量份的環保熱穩定劑、200-400質量份的納米活性碳酸|丐、0-100質量份的降粘劑、0-50質量份的膨潤土、0-50質量份的氫化蓖麻油、0-50質量份的封閉型聚氨酯預聚體、0-50質量份的二聚酸型低分子聚醯胺和0-50質量份的炭黑。 塑溶膠組合物的具體製備方法是將PVC糊樹脂、熱穩定劑、降粘劑、膨潤土、氫化蓖麻油、封閉型聚氨酯預聚體、二聚酸型低分子聚醯胺和炭黑加入到增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。在馬口鐵上均勻塗布一層O. 5mm的膠料，在150°C下烘烤30min，測試塗料一系列物化性能。與現有的技術相比，本發明方法具有以下優點I、此方法選用環境友好型增塑劑和熱穩定劑，在現有產品的基礎上提高了 PVC塑溶膠的環保性；2、此方法所選環境友好型增塑劑和熱穩定劑均是比較經濟的，適合於工業大量生產。具體實施方法實施例I將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為2 I的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為2 I的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為2 I的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度35Pa · S/25°C，半年後粘度為51Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，
O.5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，Imm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，98cm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例2將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為I : I的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為I : 2的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為I : 2的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度43Pa · s/25°C，半年後粘度為58Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，
I.5_)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，98cm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例3 將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為I : 2的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為I : 2的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為2 I的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度38Pa · s/25°C，半年後粘度為56Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，
0.5mm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，> IOOcm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例4將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為2 I的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為2 I的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為I : 2的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度39Pa · s/25°C，半年後粘度為58Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器， 1.5mm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，97cm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例5將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為2 I的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為I : 2的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為2 I的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度38Pa · S/25°C，半年後粘度為55Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，Imm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，IOOcm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例6將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為I : 2的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為2 I的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為I : 2的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量 好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度39Pa · S/25°C，半年後粘度為59Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，Imm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，IOOcm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例7將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為I : 2的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為2 I的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為2 I的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度35Pa · s/25°C，半年後粘度為53Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，
0.5mm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，> IOOcm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。實施例8將300gPVC糊樹脂、30g鈣鋅複合類與稀土類質量比為2 I的熱穩定劑、78g吐溫80與司盤80質量比為I : 2的降粘劑、IOg膨潤土、IOg氫化蓖麻油、30g封閉型聚氨酯預聚體、20g 二聚酸型低分子聚醯胺和35g炭黑加入到450g環氧大豆油與偏苯三酸三辛酯質量比為I : 2的增塑劑中逐步分散均勻，然後將稱量好的300g納米活性碳酸鈣分批加入到該體系中，控制一定的分散速度使體系保持在一定溫度情況下繼續高速分散3h，最後將分散好的膠料移到真空裝置中脫泡5h，出料。上述製得的黑色膏狀PVC塑溶膠保存六個月之後粘度變化不大(初始粘度45Pa · s/25°C，半年後粘度為59Pa · s/25°C )，再使用性能不變。取膠料塗布於馬口鐵上，O. 5mm厚，在150°C下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，
1.5_)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，IOOcm · kg)，粘附性測試為內聚破壞。
權利要求
1.一種環保型PVC塑溶膠組合物，其特徵在於其原料組分及各組分的質量份分別為100-500質量份的PVC糊樹脂、200-500質量份的非鄰苯類環保增塑劑、10-50質量份的環保熱穩定劑、200-400質量份的納米活性碳酸鈣、0-100質量份的降粘劑、0-50質量份的膨潤土、0-50質量份的氫化蓖麻油、0-50質量份的封閉型聚氨酯預聚體、0-50質量份的二聚酸型低分子聚醯胺和0-50質量份的炭黑。
2.根據權利要求I所述的PVC塑溶膠組合物，其特徵在於所述的非鄰苯類環保增塑劑包括環氧大豆油、偏苯三酸三辛酯或者它們的混合物。
3.根據權利要求I所述的PVC塑溶膠組合物，其特徵在於所述的環保熱穩定劑包括鈣鋅複合熱穩定劑、稀土熱穩定劑或者它們的混合物。
4.根據權利要求I所述的PVC塑溶膠組合物，其特徵在於所述的降粘劑包括吐溫80、司盤80或者它們的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種環保型PVC塑溶膠，該塑溶膠組合物使用環保型非鄰苯類增塑劑和環保熱穩定劑，在保證膠料各項性能的同時使膠料的環保性。成分包括PVC糊樹脂、非鄰苯類環保增塑劑、環保熱穩定劑、納米活性碳酸鈣、降粘劑、膨潤土、氫化蓖麻油、封閉型聚氨酯預聚體、二聚酸型低分子聚醯胺和炭黑。取膠料塗布於馬口鐵上，0.5mm厚，在150℃下烘烤30min，塗層不發生黃變，柔韌性良好(QTX漆膜彈性測試器，最優0.5mm)，衝擊性能良好(QCT-I漆膜衝擊器，最優＞100cm·kg)，粘附性測試為內聚破壞。製得的塑溶膠主要用於汽車底盤抗石擊塗層、焊縫密封膠等方面。
文檔編號C09D7/12GK102732104SQ20121015071
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者包才保 申請人:常州市康寶塗料化工有限公司