CN104194210B - 一种pvc复合改性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PVC复合改性剂及其制备方法，所述复合改性剂包括己二酸二异壬酯、邻苯二甲酸二（2‑乙基）己酯、偏苯三酸三（2‑乙基）己酯、抗氧剂、成核剂。制备方法包括以下步骤：首先将成核剂、邻苯二甲酸二（2‑乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2‑乙基）己酯（TOTM）在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌30‑60分钟；然后在继续搅拌上述粉末物料的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1‑2小时，搅拌均匀后即得。本发明克服了现有技术中由于PVC聚合物的塑性降低，影响PVC制品质量的问题，本发明较大程度上提高了PVC的分子链分散聚合状态，最终使得聚合物的塑性增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种PVC复合改性剂及其制备方法，具体涉及一种使得PVC分子链迅速延伸的复合改性剂及其制备方法，属于PVC加工领域。
背景技术
PVC具有高强度、耐腐蚀、难燃烧、价格低廉等优点，广泛应用于建材、化工、包装、电气等行业。但由于其结构的特殊性，在PVC制品的生产中，往往受温度、速度和螺杆剪切的影响，使得PVC的分子链达不到最佳分散聚合状态，进而降低了聚合物分子链的移动性，增加了分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性降低，影响了PVC制品的质量。
申请号为200710015969.6的发明专利，针对PVC加工性能差，塑化温度与分解温度很接近，必须加入各种加工助剂以改善其加工性能的问题公开了一种耐候性、抗冲性、经济性优良的PVC助剂，具体公开了由丙烯酸丁酯、氯化聚乙烯、丙烯酸辛酯在表面活性剂和氮气保护下，有引发剂引发乳液聚合反应而成的核层，以及由甲基丙烯酸甲酯在核层上继续进行乳液聚合接枝反应的壳层而形成的核壳结构共聚物，该发明在具有优良的抗冲击性能和耐候性能的同时，兼备粉体流动性，其抗冲击性能更是高于业界广泛应用的MBS和丙烯酸酯类抗冲改性剂。然而对PVC聚合物分子链的移动性影响不大。
发明内容
本发明提供了一种PVC复合改性剂，较大程度上提高了PVC的分子链分散聚合状态，进而提高了聚合物分子链的移动性，降低了分子链的结晶度，从增加了聚合物的塑性。
本发明的技术方案如下：
一种PVC复合改性剂，包括己二酸二异壬酯、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2-乙基）己酯（TOTM）、抗氧剂、成核剂；
本发明是由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯5-15份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯3-7份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯5-10份、抗氧剂0.1-0.5份、成核剂0.5-1.5份。
进一步的，所述复合改性剂，由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯8-13份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯4.5-6份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯6-8份、抗氧剂0.2-0.4份、成核剂0.7-1.2份。
更进一步的，所述复合改性剂，由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯10份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯5份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯6.5份、抗氧剂0.3份、成核剂0.9份。
在上述复合改性剂中，所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸脂类的混合物，其中受阻酚类与亚磷酸酯类的重量比为3:1。优选的，所述受阻酚类为抗氧剂BHT，所述亚磷酸脂类选自Irgafos 168。
在上述复合改性剂中，所述成核剂选自有机蒙脱土（org-MMT）、成核剂4030。
邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯：又称邻苯二甲酸二辛酯、酞酸二辛酯，为邻苯二甲酸与3-甲基庚醇生成的酯类化合物，它是最重要的邻苯二甲酸酯，物理特性良好，成本低廉，也是使用最广和产量最大的塑化剂。由邻苯二甲酸酐与3-甲基庚醇，在高温与催化剂条件下，经酯化反应制得。
偏苯三酸三（2-乙基）己酯：一种性能十分优良的塑料助剂，它不仅有耐温、耐热老化、电性能好、挥发性小等特性，而且还具有产品体积电阻率高的特点。
抗氧剂：因为氧能加剧PVC的热,光降解历程,高温下增塑剂的氧化也很快。氧化后的增塑剂会石相容性下降，“挥发度”增大。所有这些破坏作用,使PVC制品性能迅速下降,并会有气味产生。PVC在氧化过程中一旦生成了双键,其后的氧化过程就和其他不饱和聚合物一样了。为了防止和缓解PVC在加工和使用过程中老化,提高PVC制品的应用质量,在某些配方中应加入一定量的抗氧剂。抗氧剂可延缓或抑制PVC的氧化降解，增强PVC的稳定性，改善制品的色泽及耐侯性，延长制品的寿命。
受阻酚类：其结构中含有OH官能团，比较容易给出氢原子，即通过质子给予作用，从而破坏自由基自动氧化链反应。
亚磷酸脂类：具有突出的耐热性和耐变色性，它与酚类抗氧剂并用能够产生较佳的协同作用，它作为辅助抗氧剂（能够除去易产生自由基的物质的抗氧剂称为辅助抗氧剂，又称为预防型抗氧剂）。主抗氧剂的加入在抑制氧化降解的同时也会氢过氧化物。这些氢过氧化物不稳定，在光和热的作用产生新的自由基，再度引起自由基链式反应。所以在高分子材料中除了需要加入主抗氧剂外，还需配合使用辅助抗氧剂。
成核剂：成核剂是适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料，透过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。本发明中有机蒙脱土（org-MMT）会明显影响体系泡孔的形貌、尺度、发泡倍率及泡孔密度。
制备上述复合改性剂的方法，包括以下步骤：
1、将成核剂、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2-乙基）己酯（TOTM）在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌30-60分钟；
2、在继续搅拌上述粉末物料的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1-2小时，搅拌均匀后获得复合改性剂。
在上述制备复合改性剂的方法中，步骤2加入抗氧剂继续搅拌最优时间为1.5小时。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明制备的PVC复合改性剂具有耐寒、耐高温及抗氧化的作用，本发明有效的促进了分子的结晶过程和加快了结晶速度，使分子具有微晶结构，不但有利用于产品的抗冲击强度、屈服强度、而且可以改善产品的外观，缩短注射周期提高生产率，此外，本发明提高了聚合物分子链的移动性，增加了聚合物的塑性。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 一种PVC复合改性剂及其制备方法
由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯6份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯3份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯5份、受阻酚类与亚磷酸酯类（受阻酚类与亚磷酸酯类的重量比为3:1）0.1份、有机蒙脱土（org-MMT）0.5份。
制备上述改性剂的方法，包括以下步骤：
（1）将机蒙脱土（org-MMT）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2-乙基）己酯（TOTM）在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌35分钟；
2、在继续搅拌上述粉末物料的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1.5小时，搅拌均匀后获得复合改性剂。
实施例2 一种PVC复合改性剂及其制备方法
由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯14份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯6份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯9份、抗氧剂BHT和Irgafos 168（抗氧剂BHT和Irgafos 168的重量比为3:1）0.4份、成核剂4030 1.3份。
制备上述改性剂的方法，包括以下步骤：
（1）将成核剂4030、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2-乙基）己酯（TOTM）在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌40分钟；
2、在继续搅拌上述粉末物料的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1.5小时，搅拌均匀后获得复合改性剂。
实施例3 一种PVC复合改性剂及其制备方法
由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯10份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯5份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯6.5份、抗氧剂BHT和Irgafos 168（抗氧剂BHT和Irgafos 168的重量比为3:1） 0.3份、有机蒙脱土（org-MMT）0.9份。
制备上述改性剂的方法，包括以下步骤：
（1）将有机蒙脱土（org-MMT）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP）、偏苯三酸三（2-乙基）己酯（TOTM）在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌50分钟；
2、在继续搅拌上述粉末物料的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1.5小时，搅拌均匀后获得复合改性剂。
试验例1 添加本发明实施例1-4制备的PVC复合改性剂（相应为样品1、样品2和样品3）后的PVC与普通PVC（对照样品）在拉伸强度方面的比较，比较结果如表1所示：
由于本发明促进了分子的结晶过程，加快了结晶速度，使分子具有微晶结构等原因，使得本发明的断裂伸长率具有显著地提高。
Claims (1)
1.一种PVC复合改性剂，其特征在于，由以下按重量份计的组分组成：己二酸二异壬酯10份、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯5份、偏苯三酸三（2-乙基）己酯6.5份、抗氧剂BHT和Irgafos 168 0.3份、有机蒙脱土0.9份，抗氧剂BHT和Irgafos 168的重量比为3:1；
制备所述改性剂的方法，包括以下步骤：
（1）将有机蒙脱土、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯、偏苯三酸三（2-乙基）己酯在搅拌釜中搅拌均匀后，加入己二酸二异壬酯，搅拌50分钟；
（2）在继续搅拌有机蒙脱土、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯和偏苯三酸三（2-乙基）己酯的状况下，加入抗氧剂继续搅拌1.5小时，搅拌均匀后获得复合改性剂。
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