用於表面高光澤PVC線管料的鈣鋅複合熱穩定劑及其製備方法與流程
2023-07-03 22:10:06 3
本發明涉及熱穩定劑製備領域，尤其涉及一種用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑及其製備方法。
背景技術：
聚氯乙烯塑料(pvc)是目前用量最大的熱塑性塑料，其性能優異，成本低廉，廣泛應用於各領域。但是，pvc因為分子結構的原因，耐熱性能較差，在超過100攝氏度的溫度下即伴隨著脫氯化氫反應降解，而常規pvc的加工溫度在170攝氏度左右，在此溫度下，降解速度更快，性能衰減嚴重，這個特性制約了pvc的應用。
為了解決此問題，需要在加工時加入一定量的熱穩定劑抑制其降解，目前用於pvc的熱穩定劑主要有鉛鹽、有機錫、有機銻、稀土類、金屬皂類，等。鉛鹽類是開發最早以及效果較好的pvc熱穩定劑，但是其所含的鉛有毒，對環境造成巨大壓力，目前各國都在嚴格限制鉛鹽熱穩定劑的使用。鈣鋅複合熱穩定劑由於具有無毒、高效的特點，使其成為近年來複合穩定劑中最活躍的領域和最具有競爭力的產品。
另一方面，由於社會發展及生活水平的提高，消費者對產品品質的要求日益增高，產品的外觀也是影響消費者消費決定的重要因素，外觀漂亮的產品更具有市場競爭力。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種性能優異，成本低廉，生產工藝簡單的鈣鋅複合熱穩定劑，用以解決pvc在加工過程中耐熱性能較差的問題，本發明開發的穩定劑在選材階段採用細度較高的原材料，製備出的鈣鋅複合熱穩定劑可生產出高光澤的pvc產品。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案為：
一種用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑，其特徵在於：
它是由以下質量百分比的原料組成：
硬脂酸鋅10-40％
乙醯丙酮鈣5-20％
β-二酮1-15％
沸石10-40％
水滑石5-15％
碳酸鈣0-50％
抗氧劑1-15％
潤滑劑0-30％。
作為優選，所述的硬脂酸鋅的結構式為[ch3(ch2)16]2zn，其熔點在100～140℃。
作為優選，所述的乙醯丙酮鈣結構式為ca(c5h7o2)2，其熔點為250～300℃，細度為1000～1500目。
作為優選，所述的β-二酮其熔點為50～60℃。
作為優選，所述的沸石的結構式為a(x/q)[(alo2)x(sio2)y]n(h2o)，其中，a為ca、na、k、ba等陽離子，q為陽離子化合價，n為水分子數，x為al原子數，y為si原子數，經過硬脂酸表面改性的無毒無機物，所述的沸石細度小於2000目。
作為優選，所述的水滑石是以鋁鎂為主要成份的具有典形層狀結構、經過硬脂酸表面改性的無毒的無機物，所述的沸石細度小於2000目。
作為優選，所述的碳酸鈣為經硬脂酸表面改性的無毒無機物，所述碳酸鈣的細度小於1250目。
作為優選，所述的抗氧劑為酚類主抗氧劑和亞磷酸酯類輔助抗氧劑復配而成。
作為優選，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟和硬脂酸復配而成。
本發明實施例還提供一種用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟：
(1)按配方比例精確稱取硬脂酸鋅，乙醯丙酮鈣，β-二酮，沸石，水滑石，碳酸鈣，抗氧劑和潤滑劑，並將各原料組分投入到高速混合機中；
(2)設置高速混合機的工作參數，工作參數為：轉速1500r/min，溫度25-40℃，混合時間3-10min；
(3)鎖緊料倉蓋，待物料混合均勻後放料包裝待用。
本發明與現有技術相比具有以下有益效果：
本發明通過實驗篩選材料，選取細度較高的原料製備熱穩定劑，配方中的原料要麼熔點低於pvc線管的加工溫度，要麼細度小於1250目，通過大量實驗對比，發現採用細度較高的材料製作出的產品表面光澤度高，通過優化配比，並進行簡易共混的方法製備出一種細度較高的粉末狀鈣鋅複合熱穩定劑。
附圖說明
圖1是本發明實施例在實驗條件下獲得的流變曲線圖；
圖2是按照本發明實施例中的配方原料和方法通過烘箱法對製品的熱穩定性進行檢驗的效果圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1：
按照如下配方稱量原料：
硬脂酸鋅25％
沸石15％
乙醯丙酮鈣5％
β-二酮10％
水滑石6％
抗氧劑5％
碳酸鈣24％
潤滑劑10％
用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑的製備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述配方比例精確稱取硬脂酸鋅，乙醯丙酮鈣，β-二酮，沸石，水滑石，碳酸鈣，抗氧劑和潤滑劑，並將各原料組分投入到高速混合機中；
(2)設置高速混合機的工作參數，工作參數為：轉速1500r/min，溫度25-40℃，混合時間3-10min；
(3)鎖緊料倉蓋，待物料混合均勻後放料包裝待用。
實施例2：
按照如下配方稱量原料：
硬脂酸鋅15％
沸石20％
乙醯丙酮鈣10％
β-二酮2％
水滑石6％
抗氧劑5％
碳酸鈣37％
潤滑劑5％。
用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑的製備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述配方比例精確稱取硬脂酸鋅，乙醯丙酮鈣，β-二酮，沸石，水滑石，碳酸鈣，抗氧劑和潤滑劑，並將各原料組分投入到高速混合機中；
(2)設置高速混合機的工作參數，工作參數為：轉速1500r/min，溫度25-40℃，混合時間3-10min；
(3)鎖緊料倉蓋，待物料混合均勻後放料包裝待用。
實施例3：
按照如下配方稱量原料：
硬脂酸鋅22％
沸石17％
乙醯丙酮鈣7％
β-二酮5％
水滑石6％
抗氧劑5％
碳酸鈣23％
潤滑劑15％。
用於表面高光澤pvc線管料的鈣鋅複合熱穩定劑的製備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述配方比例精確稱取硬脂酸鋅，乙醯丙酮鈣，β-二酮，沸石，水滑石，碳酸鈣，抗氧劑和潤滑劑，並將各原料組分投入到高速混合機中；
(2)設置高速混合機的工作參數，工作參數為：轉速1500r/min，溫度25-40℃，混合時間3-10min；
(3)鎖緊料倉蓋，待物料混合均勻後放料包裝待用。
本發明實施例還提供一種應用鈣鋅複合熱穩定劑製作pvc管材的方法，具體的製作方法如下:
稱取pvc樹脂粉100份、碳酸鈣35份、氯化聚乙烯10份、acr1.5份、硬脂酸1份、pe蠟2份、鈦白粉0.8份、鈣鋅複合熱穩定劑(實施例1-3製備的產品)3.2份。按pvc線管料的生產工藝混合加工，將加工好的pvc線管料做好標識，冷卻到室溫包裝備用。
將準備好的pvc線管料通過雙輥煉膠機進行混煉試驗，混煉時間10分鐘，將獲得的pvc片狀製品與市售知名品牌的熱穩定劑樣品採用同樣條件製備的pvc片狀製品進行對比，發現實施例1的白度優於市售知名品牌，實施例2、3與之相當，說明採用本發明製備的熱穩定劑效果較好，能起到抑制pvc樹脂在加工過程中的降解，提高了pvc製品的加工穩定性。
將準備好的pvc線管料通過帶有線管模頭的錐形雙螺杆擠出機生產線管，並且採用市售知名品牌的熱穩定劑配製pvc線管料，採用同樣的條件生產線管，通過對比發現，用實施例1-3製備的熱穩定劑生產出的pvc線管表面光澤度優於市售知名品牌熱穩定劑製備的pvc線管，說明本發明製備的熱穩定劑配合相應的配方及模具可以製備出高光澤的pvc線管。
我們通過轉矩流變儀、烘箱、色差儀等多種方式對本發明的鈣鋅穩定劑進行了表徵，通過實驗結果明確了本發明鈣鋅穩定劑比通用鈣鋅穩定劑，不僅成本下降20-30％，而且性能更優，真正實現質優價廉。按pvc線管料的生產工藝混合加工，將加工好的pvc線管料做好標識，冷卻到室溫包裝備用。將準備好的pvc線管料通過轉矩流變儀進行實驗。
參見圖1所示，為本發明鈣鋅穩定劑在溫度195℃，實驗轉速60r/min，設定時間10min的實驗條件，獲得的流變曲線圖，圖1中實線為實施例中所製備的鈣鋅穩定劑用於pvc料流變曲線，虛線為同等條件下外購通用鈣鋅穩定劑pvc料流變曲線。從圖1中我們可以明顯的看出，無論使扭矩還是塑化時間，本發明鈣鋅穩定劑均比通用鈣鋅穩定劑好。
下面我們來看一下，本發明所述的鈣鋅穩定劑與通用鈣鋅穩定劑的試驗對比數據，如表1所示：
表1
從表1中我們可以看出，結合製得線管的色差值可以更明顯地判斷本發明鈣鋅穩定劑明顯優於通用鈣鋅穩定劑。
參見圖2所示，為本發明實施例通過烘箱法對製品的熱穩定性進行實驗對比，從圖2中可以看出，在相同時間下，本發明鈣鋅穩定劑比通用鈣鋅穩定劑的製品熱穩定性要優良。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。