一種pvc管材用熱塑劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種PVC管材用熱塑劑及其制備方法。所述的熱塑劑包含如下重量百分比的原料：氧化鋁 10%~17%；潤滑劑2%~6%；氧化鈣 1%~3%；氧化鑭 1%~3%；硬脂酸 70%~76%；抗氧劑 1~3%；改性劑 1%~3%。所述的熱塑劑能夠克服傳統(tǒng)含鉛熱穩(wěn)定劑加潤滑劑的復(fù)配體系，達(dá)到安全無毒，無需復(fù)配體系，產(chǎn)品質(zhì)量更容易保證，產(chǎn)生過程更簡單，用量更少成本更低。
【專利說明】
[0001] 一種PVG管材用熱塑劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PVC管材用熱塑劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 聚氯乙烯(PVC)由于價(jià)格低廉、阻燃、耐化學(xué)腐蝕及絕緣性好，得到了廣泛的應(yīng)用。 但由于PVC分子鏈上存在不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在加工過程中易發(fā)生分解，進(jìn)而影響制品的外觀和透 明性，因此在PVC加工過程中必須采用熱穩(wěn)定劑。雖然鉛鹽熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果好、價(jià)格低廉， 大量應(yīng)用于早期PVC管材中。但傳統(tǒng)的鉛鹽熱穩(wěn)定劑毒性、抗污性不理想。隨著健康和環(huán)保 意識的增強(qiáng)，人們?nèi)找嬉驪VC管材少鉛無鉛化，因此少鉛無鉛PVC管材是大勢所趨，開發(fā)無 毒、環(huán)保、多功能和性價(jià)比高的熱穩(wěn)定劑成為當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
[0004] 但是就PVC而言，潤滑劑和增塑劑可視為同一類物質(zhì)，所不同的是潤滑劑極性較 低、碳鏈較長，因而與增塑劑相比，潤滑劑和PVC相容性顯著降低。正由于潤滑劑與PVC相容 性低，且又有一定的相容性，所以只有少量的潤滑劑分子能鏈像增塑劑一樣穿人聚合物的 分子鏈之間，削弱分子間鏈相互引力，而使聚合物在變形時(shí)分子鏈相互之間更容易滑動和 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又不至于過分降低聚合物的玻璃化溫度。潤滑劑能降低加工時(shí)的料溫，所以對熱 穩(wěn)定性可以產(chǎn)生良好的作用。但潤滑體系與熱穩(wěn)定劑體系不合適時(shí)，螺桿塑化段溫度會居 高不下，出現(xiàn)糊料的現(xiàn)象；或者出現(xiàn)過早塑化，能耗增加；或者制品變脆，二次加工性能下 降，總之都會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。所以開發(fā)熱塑劑，避免同時(shí)使用潤滑劑和熱穩(wěn)定劑帶 來的弊端，是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種 PVC管材用熱塑劑。
[0006] 本發(fā)明所要解決的上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一種PVC管材用熱塑劑，包含如下原料:氧化鋁、潤滑劑、氧化鈣、氧化鑭、硬脂酸、抗氧 劑、改性劑。
[0007] 優(yōu)選地，所述的熱塑劑，還包含催化劑。
[0008] 優(yōu)選地，所述的熱塑劑，包含如下重量百分比的原料:氧化鋁10%~17%;潤滑劑2%~ 6%;氧化鈣1%~3%;氧化鑭1%~3%;硬脂酸70%~76%;抗氧劑1~3%;改性劑1%~3%。
[0009] 優(yōu)選地，所述的熱塑劑，還包含如下重量百分比的原料:催化劑0.05%~2%。
[0010] 優(yōu)選地，所述的催化劑為H2O2。
[0011]優(yōu)選地，所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1:1~3。
[0012] 優(yōu)選地，所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1:1.5。
[0013]上述熱塑劑的制備方法，包含如下步驟： si.制備硬脂酸鈣和硬脂酸鑭，并將硬脂酸鈣和硬脂酸鑭混合； S2.加入潤滑劑、抗氧劑以及改性劑，混合均勻，即得所述的熱塑劑。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S1中所述的硬脂酸鈣的制備方法為:將硬脂酸加熱至140_150°C，加 入氧化鈣，添加催化劑，反應(yīng)0.8~1.5h，冷卻即得所述的硬脂酸鈣。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S1中所述的硬脂酸鑭的制備方法為:將硬脂酸加熱至140_150°C，加 入氧化鑭，添加催化劑和氧化鋁，反應(yīng)0.8~1.5h，冷卻即得所述的硬脂酸鑭。
[0016] 優(yōu)選地，硬脂酸鈣和硬脂酸鑭的重量比為1~3:1~3。
[0017] 優(yōu)選地，硬脂酸鈣和硬脂酸鑭的重量比為1:1。
[0018] 有益效果： (1)本發(fā)明所述的熱塑劑能夠克服傳統(tǒng)含鉛熱穩(wěn)定劑加潤滑劑的復(fù)配體系，達(dá)到安全 無毒，無需復(fù)配體系，產(chǎn)品質(zhì)量更容易保證，產(chǎn)生過程更簡單，用量更少成本更低。
[0019] (2)本發(fā)明所述的熱塑劑是一種新型的四合一高復(fù)合助劑，主要用于PVC管材，它 相比與之前的PVC生產(chǎn)配方其主要優(yōu)點(diǎn)如下： a. 相比之前的配方既簡化了計(jì)量次數(shù)和減少了計(jì)量差錯(cuò)的概率及由此帶來的損失，減 輕了工人的勞動強(qiáng)度，有利于生產(chǎn)、質(zhì)量的管理； b. 用量少，穩(wěn)定效果好，內(nèi)外潤滑平衡，在生產(chǎn)過程中可得到充分混合，大幅度改善了 與樹脂混合分散的均勻性，更優(yōu)越了產(chǎn)品的塑化效果； c. 熱塑劑起到潤滑劑和熱穩(wěn)定劑的作用。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例對本發(fā)明不做任何形式的限 定。
[0022] 實(shí)施例1 原料配方:氧化鋁17%;潤滑劑4%;氧化鈣2.5%;氧化鑭2%;硬脂酸70.4%;抗氧劑 2%;改性劑2%;催化劑0.1%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為 1:1.5〇
[0023]制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到150°C時(shí)，投入氧化 鈣，添加催化劑(H2〇2)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0024] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到150°C時(shí)，投入 氧化鑭，添加催化劑(H2〇2)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0025] 實(shí)施例2 原料配方:氧化鋁16%;潤滑劑3%;氧化鈣3%;氧化鑭3%;硬脂酸71.95%;抗氧劑 2%;改性劑1%;催化劑0.05%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為 1:1.5〇
[0026]制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°c時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H2〇2)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0027] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140_150°C時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H2〇2)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0028] 實(shí)施例3 原料配方:氧化鋁17%;潤滑劑6%;氧化鈣1.5%;氧化鑭1%;硬脂酸70.35%;抗氧劑 1%;改性劑3%;催化劑0.15%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為 1:1.5〇
[0029] 制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°C時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H2〇2)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0030] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°c時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H 2〇2)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0031] 實(shí)施例4 原料配方:氧化鋁10%;潤滑劑5%;氧化鈣3%;氧化鑭2%;硬脂酸75.9%;抗氧劑3%; 改性劑1%;催化劑0.1%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1: 1.5〇
[0032] 制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°c時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H202)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0033] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°C時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H 202)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0034] 實(shí)施例5 原料配方:氧化鋁12%;潤滑劑5%;氧化鈣1%;氧化鑭3%;硬脂酸75.95%;抗氧劑 1%;改性劑2%;催化劑0.05%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為 1:1.5〇
[0035] 制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°c時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H202)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0036] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140_150°C時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H 2〇2)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0037] 實(shí)施例6 原料配方:氧化鋁15%;潤滑劑2%;氧化鈣1%;氧化鑭3%;硬脂酸74.85%;抗氧劑 2%;改性劑2%;催化劑0.15%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為 1:1.5〇
[0038]制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°c時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H2〇2)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0039] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140_150°C時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H2〇2)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0040] 實(shí)施例7 原料配方:氧化鋁13%;潤滑劑2%;氧化鈣2%;氧化鑭3%;硬脂酸74.9%;抗氧劑2%; 改性劑2%;催化劑0.1%。所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1: 1.5〇
[0041] 制備方法： (1)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鈣:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°C時(shí)，投入 氧化鈣，添加催化劑(H202)，反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻切片，片材備用。
[0042] (2)在反應(yīng)釜中采用熔融法制備硬脂酸鑭:將硬脂酸加熱，溫度達(dá)到140-150°C時(shí)， 投入氧化鑭，添加催化劑(H 202)和氧化鋁，反應(yīng)lh，得硬脂酸鑭； (3)將制備得到的硬脂酸鑭加入步驟1制備的等質(zhì)量的硬脂酸鈣片材中，再加入潤滑 劑、抗氧劑、改性劑，混合均勻后，冷卻，壓片，包裝，得到制品。
[0043] 性能測試 使用實(shí)施例W制備得到的熱塑劑制備成PVC管材，然后將PVC管材進(jìn)行如表1所示的各 項(xiàng)性能測試，測試結(jié)果表明使用實(shí)施例1~7的熱塑劑制備得到的PVC管材各項(xiàng)性能優(yōu)異，具 體見表1所示。
[0044] PVC管材的制備方法:99重量%PVC+1重量%熱塑劑(實(shí)施例1~7制備得到），在170°C 下擠出成型制得壁厚4mm，外徑為160mm的PVC管材，測試性能，觀察外觀。
[0045] 動態(tài)穩(wěn)定時(shí)間的測試方法為:使用德國Rhecord 9000 HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀;將PVC 樹脂及助劑混合均勾，在轉(zhuǎn)速60r/min、190 °C條件下測定。
[0046] 靜態(tài)穩(wěn)定時(shí)間的測試方法為:使用美國Perkin-Elmer公司TGS-2型熱重分析儀;溫 度區(qū)間：50~400°C，樣品質(zhì)量:5mg，升溫速率:10°C/min，N2流速:45mL/min。
[0047]透明度、霧度的測試方法為:按ASTMD-1003標(biāo)準(zhǔn)測定霧度值，評價(jià)透明性。霧度值 小的，透明性優(yōu)。
[0048]熱失重率的測試方法為:使用美國TA公司SDT2960型熱重分析儀;取樣品5~9mg，升 溫速率分別為5、10、20、30°C/min，氣氛為N2，進(jìn)氣量:50~70ml/min，升溫區(qū)間：25~600°C。 [0049] 熔點(diǎn)的測試方法為:使用DSC測試，樣品用美國TA儀器公司生產(chǎn)的Q200型DSC測試 得到，從熔融曲線中讀出熔點(diǎn)。
[0050]密度的測試方法為:稱得質(zhì)量，在排水法測體積，得到密度。
[0051 ]綜上所述，本實(shí)施例在制備PVC管材過程中，僅需添加少量的本發(fā)明制備得到的 PVC管材用熱塑劑即可，無需使用復(fù)配體系，克服了傳統(tǒng)PVC管材制備過程需同時(shí)添加潤滑 劑和熱穩(wěn)定劑復(fù)配體系的不足。使用本發(fā)明制備得到的PVC管材用熱塑劑制備PVC管材，生 產(chǎn)過程簡單、熱塑劑用量少成本低、產(chǎn)品質(zhì)量更容易保證。且從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，使用 本發(fā)明所述的熱塑劑制備得到的PVC管材各項(xiàng)性能優(yōu)異。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PVC管材用熱塑劑，其特征在于，包含如下原料:氧化鋁、潤滑劑、氧化鈣、氧化 鑭、硬脂酸、抗氧劑、改性劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑劑，其特征在于，還包含催化劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑劑，其特征在于，包含如下重量百分比的原料：氧化鋁 10%~17%;潤滑劑2%~6%;氧化鈣1%~3%;氧化鑭1%~3%;硬脂酸70%~76%;抗氧劑1~3%;改性 劑1%~3%。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱塑劑，其特征在于，還包含如下重量百分比的原料:催化劑 0·05%~2%〇5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的熱塑劑，其特征在于，所述的催化劑為H2〇2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的熱塑劑，其特征在于，所述的潤滑劑包含石蠟和PE蠟;所述 石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1:1~3;優(yōu)選地，所述石蠟和PE蠟的質(zhì)量比為1:1.5。7. 權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的熱塑劑的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：51. 制備硬脂酸鈣和硬脂酸鑭，并將硬脂酸鈣和硬脂酸鑭混合；52. 加入潤滑劑、抗氧劑以及改性劑，混合均勻，即得所述的熱塑劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述的硬脂酸鈣的制備方法 為:將硬脂酸加熱至140-150°C，加入氧化鈣，添加催化劑，反應(yīng)0.8~1.5h，冷卻即得所述的 硬脂酸鈣。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述的硬脂酸鑭的制備方法 為:將硬脂酸加熱至140-150°C，加入氧化鑭，添加催化劑和氧化鋁，反應(yīng)0.8~1.5h，冷卻即 得所述的硬脂酸鑭。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，硬脂酸鈣和硬脂酸鑭的重量比為1~ 3:1~3;優(yōu)選地，硬脂酸鈣和硬脂酸鑭的重量比為1:1。
【文檔編號】C08L23/06GK106046599SQ201610470683
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】朱建湘, 周進(jìn)
【申請人】廣州湘環(huán)新材料有限公司