CN102560736A - 一种发用聚氯乙烯纤维和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氯乙烯树脂制造人造长丝及类似物的技术领域，具体的说是一种发用聚氯乙烯纤维和方法，该纤维主要包括50～100重量份的PVC，0.5～3重量份的抗UV剂，0.5～3重量份的抗氧剂，2～8重量份的有机锡复配Ca-Zn皂类热稳定剂，0.5～3重量份的加工助剂，所述的有机锡复配Ca-Zn皂类的复配重量比例为6∶1～3∶1，所述的PVC平均聚合度为1050，本发明同现有技术相比使用有机锡稳定剂复配Ca-Zn稳定剂。可以有效地抑制抗氧剂和抗UV剂造成的着色性能恶化，较长时间暴露在光和热的条件下不易褪色。

Description

一种发用聚氯乙烯纤维和方法
[技术领域]
本发明涉及聚氯乙烯树脂制造人造长丝及类似物的技术领域，具体的说是一种发用聚氯乙烯纤维和方法。 
[背景技术]
作为假发制品原料的发用聚氯乙烯纤维，其耐候性是十分重要的两个指标。而目前已知的发用聚氯乙烯纤维的耐候性较差。 
传统PVC纤维熔融纺丝工艺主要使用的热稳定剂是有机锡类稳定剂或者Ca-Zn稳定剂，前者在生产、使用过程中不够环保，后者相对而言，热稳定性较弱且初期防着色性不足。 
另外，在图1中所示的比较例中，均没有添加抗氧剂(即IRGANOX1076)和抗UV剂(即TINUVIN622)，其耐候性(热老化时间和紫外线老化时间)均不高于40小时，其特稳定性(透明度、10分钟后的着色、褐化时间)等都相对于实施例产品有明显的恶化，由这种配方制造出得聚氯乙烯纺丝的可纺性也只有达到C级标准，这些产品功能性与耐候性不尽如人意。 
但是，直接加入抗氧剂和抗UV剂对PVC熔融纺丝熔体强度会产生负面影响，容易造成熔体破裂，导致加工性能下降，断丝。 
所以，当今社会渴求一种能够很好抗氧化和抗UV但是同时能保存聚氯乙烯良好耐候性能和物理性能的纤维。 
[发明内容]
本发明的目的是解决现有技术热稳定剂使发用聚氯乙烯容易在光热下褪色、力学性能下降缺点，提供一种同时采用有机锡复配Ca-Zn皂类热稳定剂、抗氧剂和抗UV剂的，耐候性、力学性能极好的发用聚氯乙烯纤维和方法。 
为实现上述目的设计一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于该纤维主要包括50～100重量份的PVC，0.5～3重量份的抗UV剂，0.5～3重量份的抗氧剂，2～8重量份的有机锡复配Ca-Zn皂类热稳定剂，0.5～3重量份的加工助剂，所述的有机锡复配Ca-Zn皂类的复配重量比例为6∶1～3∶1，所述的PVC平均聚合度为1050。 
还包括0.5～5重量份的润滑剂、2～50重量份的改性剂中的一种或多种。 
所述的抗氧剂是酚类、芳香胺、氢过氧化物中的至少一种或多种。 
所述的抗UV剂选自受组胺、羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑、羟苯基三嗪中至少一种或多种。 
所述的加工助剂是偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，或甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物。 
所述的改性剂选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氯乙烯的均聚物树脂、氯化聚氯乙烯树脂、氯乙烯与乙烯基酯类形成的共聚物树脂、氯乙烯与丙烯酸酯类形成的共聚物树脂、氯乙烯与烯烃类形成的共聚物树脂、氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂中至少一种或多种。 
本发明还包括发用聚氯乙烯纤维制造方法，包括水滑石固定0.5重量份、改性剂固定EVA0.1份，其特征在于该方法包括以下步骤： 
a)将PVC、抗氧剂、抗UV剂、热稳定剂、润滑剂、改性剂、加工助剂、水滑石和改性剂EVA按照配比在混合槽中进行混合； 
b)然后，将步骤a)中混合后的混合物经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度 控制在150～190℃并挤出，螺杆转速为30～90r/min，纺丝速度为150～500m/min； 
c)挤出的熔融纺丝经过卷绕，和 
d)牵伸，和 
e)热处理，最后 
f)成品。 
其中，挤出温度优选165～175℃。螺杆转速优选45～50r/min。纺丝速度优选200～400m/min。 
本发明同现有技术相比： 
加入了抗氧剂和抗UV剂的同时增加加工助剂使纤维在自然环境中耐候性能大大提高，并且有效抑制PVC加工初期着色性能恶化。 
本发明使用有机锡复配Ca-Zn稳定剂。可以有效地抑制抗氧剂和抗UV剂造成的着色性能恶化。使用有机锡稳定剂的制品耐候性更强，较长时间暴露在光和热的条件下不易褪色。 
[附图说明]
图1是本发明的实施例和比较例对照表； 
[具体实施方式]
对本发明做进一步说明，这种装置的制造技术对本专业的人来说是非常清楚的。 
1.配料： 
PVC(聚氯乙烯树脂)选用上海氯碱化工M-1000(平均聚合度1050)；CPVC(氯化聚氯乙烯树脂)选用上海氯碱化工JC-701(氯含量67％)；抗氧剂选用巴 斯夫化学IRGANOX1076；受阻胺抗UV剂选用巴斯夫化学TINUVIN 622；有机锡复合稳定剂选用辛迪塑胶TM-181；Ca-Zn(钙锌)皂类稳定剂选用沈阳天堂助剂化工有限公司STM-983；硬脂酸单甘脂选用山东淄博淄川汇通油脂精化Y-15；蒙旦蜡选用德国科莱恩ceridust；加工助剂选用美国罗门哈斯KM-355P；水滑石选用韩国世昌公司MA-20，改性剂EVA选用美国杜邦Elvaloy 741。 
实施例1： 
将上述材料按照图1配比1在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在150℃并挤出，螺杆转速为90r/min，纺丝速度为150m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例2： 
将上述材料按照图1配比2在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在190℃并挤出，螺杆转速为30r/min，纺丝速度为500m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例3： 
将上述材料按照图1配比3在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在165℃并挤出，螺杆转速为50r/min，纺丝速度为200m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例4： 
将上述材料按照图1配比4在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在175℃并挤出，螺杆转速为45r/min，纺丝速度为 400m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例5： 
上述材料按照图1配比5在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在168℃并挤出，螺杆转速为47r/min，纺丝速度为300m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例6： 
上述材料按照图1配比6在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在160℃并挤出，螺杆转速为80r/min，纺丝速度为220m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
实施例7： 
上述材料按照图1配比7在混合槽中进行混合，然后经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在180℃并挤出，螺杆转速为40r/min，纺丝速度为440m/min；挤出的熔融纺丝经过卷绕、牵伸、热处理，最后得到成品。 
本发明的优势可由述成品与图1的比较例做比较得出，其测试方法如下： 
需考查的性能及试验评价标准： 
耐热性：在180度×5分钟的条件下，用混炼机制辊薄片，然后在195度×10分钟条件下，制成厚度4mm的样片。使用长春智能仪器设备有限公司的维卡软化温度仪WKW-300测定，5KG负载下的维卡软化温度，大于85度评价为A，85～80为B，80度以下为C。 
热老化：取纤维丝，平铺于空气循环热老化箱(北京鸿达天炬试验设备有限公司制造)内，设定循环温度在10度～95度，每6小时循环一次。每6小时取样测试，记录力学性能下降30％时的时间。 
紫外光老化：取纤维丝，平铺于真空紫外老化箱(北京鸿达天炬试验设备有限公司制造)内，设定照射光波长在313nm附近。每6小时取样测试，记录力学性能下降30％时的时间。 
透明度：将混合物在180度×5min混炼，再在190度×10min下压制成1.5mm厚的薄片。在分光光度计752(上海菁华科技仪器有限公司)测试下，测试光线的透过率T％。 
10min后着色：取上述辊薄片，在190度烘箱里放到10min，取出，观察。不变黄的，评价为A，微黄的评价为B，明显变黄的评价为C。 
褐化时间：继续试验，直到样片完全褐化，记录时间。 
可纺性：连续纺丝30min，断丝数量0根为A，0～5根为B，5根以上为C。 
由实施例1、3和比较例1可知，抗氧剂和受阻胺光稳定剂的加入，虽然可以大幅地提高纤维的耐候性(热老化性能和光老化性能)，但是将导致透明性、10min着色和褐化时间都有大幅下降。加入有机锡稳定剂后，则很好地抑制了这些性能的恶化，使它们基本恢复到了不加抗氧剂和抗UV剂的水平。 
通过比较例1～3可知，CPVC的用量对制品的耐热性(维卡软化温度)有显著影响，当CPVC用量增加时，耐热性随之增加。 
由实施例2～4可以看出，当保持有机锡稳定剂的保持不变，提高钙锌稳定 剂的用量时，透明性和10min着色性都有所提高，但是作用有限，特别是从实施例5～7可以看出，当有机锡稳定剂用量大幅下降，而钙锌稳定剂大幅上升时，透明性和着色性仍然迅速劣化。由此看来，使用有机锡稳定剂比钙锌稳定剂的更好。 
同时，由实施例5～7，当有机锡稳定剂用量下降时，热老化性能和光老化性能也有较大的下降，说明有机锡稳定剂对提高样品的耐候性有一定的辅助作用。 
通过实施例和比较例，本发明使用加工助剂使可纺性、机械性能和耐候性大幅提高。 

Claims (10)

1.一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于该纤维主要包括50～100重量份的PVC，0.5～3重量份的抗UV剂，0.5～3重量份的抗氧剂，2～8重量份的有机锡复配Ca-Zn皂类热稳定剂，0.5～3重量份的加工助剂，所述的有机锡复配Ca-Zn皂类的复配重量比例为6∶1～3∶1，所述的PVC平均聚合度为1050。
2.如权利要求1所述的一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于还包括0.5～5重量份的润滑剂、2～50重量份的改性剂中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于所述的抗氧剂是酚类、芳香胺、氢过氧化物中的至少一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于所述的抗UV剂选自受组胺、羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑、羟苯基三嗪中至少一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于所述的加工助剂是偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，或甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物。
6.如权利要求2所述的一种发用聚氯乙烯纤维，其特征在于所述的改性剂选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氯乙烯的均聚物树脂、氯化聚氯乙烯树脂、氯乙烯与乙烯基酯类形成的共聚物树脂、氯乙烯与丙烯酸酯类形成的共聚物树脂、氯乙烯与烯烃类形成的共聚物树脂、氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂中至少一种或多种。
7.一种如权利要求1所述的发用聚氯乙烯纤维制造方法，包括水滑石固定0.5重量份、改性剂固定EVA0.1份，其特征在于该方法包括以下步骤：
a)将PVC、抗氧剂、抗UV剂、热稳定剂、润滑剂、改性剂、加工助剂、水滑石和改性剂EVA按照配比在混合槽中进行混合；
b)然后，将步骤a)中混合后的混合物经过螺杆挤出机进行熔融纺丝，温度控制在150～190℃并挤出，螺杆转速为30～90r/min，纺丝速度为150～500m/min；
c)挤出的熔融纺丝经过卷绕，和
d)牵伸，和
e)热处理，最后
f)成品。
8.如权利要求7所述的发用聚氯乙烯纤维制造方法，其特征在于挤出温度是165～175℃。
9.如权利要求7所述的发用聚氯乙烯纤维制造方法，其特征在于螺杆转速为45～50r/min。
10.如权利要求7所述的发用聚氯乙烯纤维制造方法，其特征在于纺丝速度为200～400m/min。
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