CN101713146A - 一种聚氯乙烯纺织品专用料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氯乙烯纺织品专用料及其制备方法。由以下重量份的组分组成：聚氯乙烯树脂粉50、环保型增塑剂15～45、热稳定剂2～5、阻燃剂1～15、抑烟剂1～5、填充剂0～15、耐候剂0.1～1.5、抗氧剂0.1～1.0、抗菌剂0.1～0.5、加工助剂0.1～1.5。充分混合后经带有自动计量下料装置的双螺杆混炼机挤出、切粒而成。本方法混炼效果好，产品品质稳定，加工效率高，制备的粒子大小均匀且外观光亮。使用该材料生产的纺织产品兼具阻燃、抑烟、耐候、抗菌等特性，产品阻燃等级达到UL94 V-0级，烟密度(有焰)小于100，抗菌性符合AATCC30的1级要求，色牢度达到ISO105 B02的6级标准。

Description

一种聚氯乙烯纺织品专用料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织品用料及其制备技术。

背景技术

纺织品的品种繁多，应用场合广泛并常常用于户外。户外用纺织品长期处于光、热、雨等恶劣环境，因此对使用材料的要求较高，例如耐候、抗菌、阻燃等。聚氯乙烯(PVC)来源丰富，价格低廉，加工方便且各项性能优异，成为纺织品使用的主要高分子材料之一。

户外纺织品的主要特征为长期暴晒不变色，对材料的耐候性提出了很高要求，用作纺织品材料的PVC一般通过挤出包覆在尼龙丝或聚酯丝表面，故PVC成为纺织品耐候的最重要屏障。纺织品和其他电气产品一样具有一定的阻燃要求，其阻燃性主要由包覆在表面的PVC实现。由于PVC本身具有阻燃性，在其基础上添加少量阻燃剂就可使材料达到高阻燃级别，但PVC燃烧时易产生大量烟雾，因此需要添加合适的抑烟剂以达到纺织品的阻燃抑烟要求。为防止纺织品在使用过程中发霉变质，PVC的抗菌性能也成为使用过程中要求的主要指标。

为了实现聚氯乙烯纺织品专用料的多功能化，需要寻求高效环保的助剂。国内外对聚氯乙烯在纺织品上的应用进行了长期研究，兼顾材料的各种要求和综合性能并满足良好的加工性能成为主要难点，往往材料符合某些特性但又以牺牲其他性能为代价，例如达到了阻燃抑烟要求但材料的物理机械性能大幅下降，或者材料具备了良好的使用特性但加工性难以达到纺织挤出的高要求，很难加工出细腻均匀的纺织线和纺织品。另外，各国对环保要求越来越严格。因此，开发高品质高档次的环保型聚氯乙烯纺织品专用料日趋紧迫。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保无味、材料综合性能优异、加工性能良好的聚氯乙烯纺织品专用料。

本发明的另一个目的是提供上述聚氯乙烯纺织品的制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚氯乙烯纺织品专用料，由以下重量份的组分组成：聚氯乙烯树脂粉50、环保型增塑剂15～45、热稳定剂2～5、阻燃剂1～15、抑烟剂1～5、填充剂0～15、耐侯剂0.1～1.5、抗氧剂0.1～1.0、抗菌剂0.1～0.5、加工助剂0.1～1.5。

所述的聚氯乙烯树脂粉优选为聚合度670～1080的乙烯法或电石法PVC原树脂粉。通过不同聚合度的选用，可获得不同流动性和物理机械性能的PVC树脂。

所述的环保型增塑剂优选为乙酰化柠檬酸酯(ATBC)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、环己烷1，2-二羧酸二异壬基酯(DINCH)中的一种或一种以上的混合物。本发明的环保型增塑剂不含任何邻苯二甲酸盐类物质，无毒无味，加工性优良，和基料相容性好，符合国际上对PVC用非邻苯增塑剂的环保要求。

所述的热稳定剂优选为钙锌复合物(例如SAK-CZL01)、羧酸有机锡(例如T682)中的一种或两种的混合物。本发明的热稳定剂为适合聚氯乙烯使用的高效稳定剂，根据对热稳定性的不同要求和加工场合，选用钙锌复合物和羧酸有机锡中的一种或复配使用。

所述的阻燃剂优选为氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或一种以上的混合物。本发明的阻燃剂为氧化锑、氢氧化镁或氢氧化铝。其中，氢氧化镁和氢氧化铝表面经脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种进行过表面处理，平均粒径大于5000目。阻燃剂在基料中分散的好坏直接影响材料的物理机械性能和阻燃性能。

所述的抑烟剂优选为硼酸锌或钼酸铵。本发明的抑烟剂为硼酸锌或钼酸铵。聚氯乙烯燃烧时易放出大量烟雾，抑烟剂的加入不但对材料燃烧具有优良的抑烟效果，同时对阻燃剂具有优良的协效阻燃效果，可增强材料的阻燃性能。

所述的填充剂为碳酸钙或高岭土。本发明的填充剂平均粒径大于1500目且粒径分布均匀，表面经硬酯酸处理，在基料中分散良好。

所述的耐侯剂优选为苯并三唑类(例如TinuvinP)、二苯甲酮类(例如Chimassorb81)、受阻胺类(例如Tinuvin765)中的一种或一种以上的混合物。本发明的耐侯剂对紫外光具有强烈的吸收作用，对于材料在户外长期使用具有良好的抗褪色性和防脆性。

本发明的抗氧剂对材料在加工和使用过程中的抗氧老化提供保护作用。所述的抗氧剂优选为受阻酚类(例如IRGNOX1035)、芳胺类(例如Naugard445)、亚磷酸酯类(例如IRGAFOS168)、含硫酯类(例如IRGNOX PS800)中的一种或一种以上的混合物。

在选择抗氧剂与耐侯剂时，须具备以下特性：

(1)和材料相容性好，不会因为提高用量以增强耐候抗氧老化性的同时产生析出；

(2)热稳定性好，在材料加工过程中至少经受200℃的温度；

(2)耐吸水性强，避免在加工和存放过程中吸潮和水解。

所述的抗菌剂优选为无机银类(例如601S)。本发明的抗菌剂主要成分为细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学物质，具有长效、不产生耐药性及高耐热性等特点，对于材料使用过程中的抗菌性提供优良的保护作用。

所述的加工助剂优选为硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡中的一种或一种以上的混合物。本发明的加工助剂通过促进各组分的分散，降低塑料熔体的内摩擦和熔体与螺杆、螺筒金属表面的黏附力，在改善材料加工性的同时调节具流变性，可提高纺织品表面光泽和细腻程度。

一种聚氯乙烯纺织品专用料的制备方法，为高速预混合分散自动计量挤出法，其步骤为：(1)先将聚氯乙烯树脂粉加入高速混合机中后启动高速运转，然后将热稳定剂缓慢注入，最后加入环保型增塑剂，待温度达到100℃后停止得到A预混合料。高速混合机速度优选为1500转/分钟，混合时间优选为15分钟；

(2)将阻燃剂、抑烟剂、填充剂、耐侯剂、抗氧剂、抗菌剂、加工助剂经低速混合机分散预混合后得到B预混料。低速混合机速度优选为500转/分钟，混合时间优选为5分钟；

(3)通过自动计量装置将A、B两种预混料加入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装，加料段-输送段-熔融段-机头的挤出温度分别为110℃-130℃、120℃-140℃、130℃-150℃、140℃-160℃。

与现有聚氯乙烯产品相比，本发明具有如下有益效果：

1.将各种聚氯乙烯纺织品专用助剂复配，同时赋予了材料阻燃、抑烟、耐侯、抗菌等多项功能；

2.使用的原材料皆符合高级别的国际环保要求，该产品达到了EN71、ASTM-F963、RoHS、OEKO-TEX等相关环保标准；

3.采用高速预混合分散自动计量挤出法保证了产品品质的稳定，为聚氯乙烯纺织品专用料后续生产加工的均匀性提供了保障。

具体实施方式

实施例1：

(1)按重量份数取聚氯乙烯树脂粉50份，在高速搅拌机中加入钙锌复合热稳定剂2份，然后加入对苯二甲酸二辛酯20份，待温度达到100℃后停止得到A预混合料。高速混合机速度为1500转/分钟，混合时间为15分钟；

(2)将氧化锑2份、硼酸锌4份、碳酸钙5份、耐侯剂TinuvinP 0.3份、抗氧剂IRGNOX10350.5份、抗菌剂601S 0.2份、硬脂酸钙0.5份、氧化聚乙烯蜡0.5份按比例经低速混合机分散预混合后得到B预混料。低速混合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；

(3)将A、B预混料分别加入计量称中，两种预混料通过自动计量经双螺杆挤出机挤出，加料段-输送段-熔融段-机头的挤出温度分别为110℃-130℃、120℃-140℃、130℃-150℃、140℃-160℃，然后经冷却、干燥和切粒得到专用料。

用该实施例制备的专用料按标准尺寸用注塑机注塑成测试用标准样条或加工成纺织布样，阻燃性按UL标准测试，抗菌性按AATCC标准测试，耐候性按ISO标准测试，其他各性能按中国国家标准测试，结果见表1。

实施例2：

(1)按重量份数取聚氯乙烯树脂粉50份，在高速搅拌机中加入钙锌复合热稳定剂2份，然后加入对苯二甲酸二辛酯30份，待温度达到100℃后停止得到A预混合料。高速混合机速度为1500转/分钟，混合时间为15分钟；

(2)将氧化锑2.5份、硼酸锌4.5份、碳酸钙10份、耐侯剂TinuvinP0.3份、抗氧剂IRGNOX1035 0.5份、抗菌剂601S 0.2份、硬脂酸钙0.4份、氧化聚乙烯蜡0.4份按比例经低速混合机分散预混合后得到B预混料。低速混合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；

(3)加工方法及测试同实施例1。测试结果见表1。

实施例3：

(1)按重量份数取聚氯乙烯树脂粉50份，在高速搅拌机中加入羧酸有机锡热稳定剂1.5份，然后加入环己烷1，2-二羧酸二异壬基酯40份，待温度达到100℃后停止得到A预混合料。高速混合机速度为1500转/分钟，混合时间为15分钟；

(2)将氧化锑3份、钼酸铵5份、高岭土10份、耐侯剂Chimassorb810.3份、抗氧剂Naugard4450.5份、抗菌剂601S 0.2份、硬脂酸钙0.3份、氧化聚乙烯蜡0.3份按比例经低速混合机分散预混合后得到B预混料。低速混合机速度为500转/分钟，混合时间为5分钟；

(3)加工方法及测试同实施例1，测试结果见表1。

表1

性能	单位	测试方法	现有材料	实施例1	实施例2	实施例3
							拉伸强度	MPa	GB1040	15	15	13	11
断裂伸长率	％	GB1040	130	150	170	190
							硬度	ShoreA	GB2411	90	90	80	70
阻燃性(1.6mm)	-	UL94	V-2	V-0	V-0	V-0
							烟密度(有焰)	-	GB8323	110	82	76	72
烟密度(无焰)	-	GB8323	195	150	139	130
							抗菌性	Grade	AATCC30	5级	1级	1级	1级
耐候性(色牢度)	Grade	ISO105B02	2级	6级	6级	6级

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，由以下重量份组分组成：聚氯乙烯树脂粉50、环保型增塑剂15～45、热稳定剂2～5、阻燃剂1～15、抑烟剂1～5、填充剂0～15、耐侯剂0.1～1.5、抗氧剂0.1～1.0、抗菌剂0.1～0.5、加工助剂0.1～1.5。

2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的环保型增塑剂为乙酰化柠檬酸酯、对苯二甲酸二辛酯、环己烷1，2-二羧酸二异壬基酯中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的热稳定剂为钙锌复合物、羧酸有机锡中的一种或两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的阻燃剂为氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的抑烟剂为硼酸锌或钼酸铵。

6.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的填充剂为碳酸钙或高岭土。

7.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的耐侯剂为苯并三唑类、二苯甲酮类、受阻胺类中的一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类、芳胺类、亚磷酸酯类、含硫酯类中的一种或一种以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的聚氯乙烯纺织品专用料，其特征在于，所述的抗菌剂为无机银类；所述的加工助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡中的一种或一种以上的混合物。

10.权利要求1所述聚氯乙烯纺织品专用料的制备方法，其特征在于包括步骤为：

(1)先将聚氯乙烯树脂粉加入高速混合机中后启动高速运转，然后将热稳定剂缓慢注入，最后加入环保型增塑剂，待温度达到100℃后停止得到A预混合料；

(2)将阻燃剂、抑烟剂、填充剂、耐侯剂、抗氧剂、抗菌剂、加工助剂经低速混合机分散预混合后得到B预混料；

(3)通过自动计量装置将A、B两种预混料加入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装，加料段-输送段-熔融段-机头的挤出温度分别为110℃-130℃、120℃-140℃、130℃-150℃、140℃-160℃。