CN104558914A - 一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物 - Google Patents

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Abstract

一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，本发明属于聚氯乙烯加工技术领域。其特征在于：由下列重量份的组份制成：聚氯乙烯树脂100份，聚乙烯醇缩丁醛2~8份，增塑剂50~65份，有机锡稳定剂1~5份，辅助稳定剂1~6份，复配润滑剂1~4份，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯。本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物聚氯乙烯组合物具有与金属粘合牢固、硬度高、耐腐蚀、耐老化、使用寿命长，环保友好，不污染环境等优点；采用该组合物蘸塑成型的金属丝制成的格宾网板和网箱，可用于网箱养殖、网箱育苗、河道护岸和海岸防波护堤的用途。

Description

一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物
技术领域
一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，属于聚氯乙烯加工技术领域。
背景技术
蘸塑是将表面处理后的金属制件预热到塑料的熔融温度范围、再将金属制件蘸入树脂粉或树脂糊中，塑化冷却后制得具有塑料涂层金属制件的一种加工方法。这种以PVC为基料，配以稳定剂、增塑剂、润滑剂等形成的粉末配混物统称聚氯乙烯蘸塑组合物。格宾网（如图2所示）又称低碳钢丝双绞格网(Double-twisted wire mesh),俗称蜂巢六角网。其基材是拉伸后的热轧钢丝，经热浸镀锌防锈处理后，采用机器编织成双绞状、六边形网眼的网片，再经蘸塑聚氯乙烯（PVC）组合物后得到具有力学性能高、防腐效果好、使用寿命长的网箱或护栏网片。这种钢塑复合网材可根据用途设计网线直径、网眼大小和PVC蘸塑层的厚度，广泛应用于交通设施护栏、网箱养殖、网箱育苗、河道护岸和防波护堤等用途。在力学上，这种机制精编的双曲三捻的巢蜂式网孔受力最佳，抗拉强度≥400 MPa,使用寿命可达100年。
格宾网的外塑层为蘸塑或涂塑的PVC组合物。中国专利公开号201210231876.8公开了一种聚氯乙烯蘸塑组合物，该组合物除含有聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂、辅助稳定剂外，还复配以少量的PVC糊树脂, 糊树脂为球形粒子，粒径一般在5～20μm，它与树脂粉混合使用，可较大程度的提高组合物的密实程度，蘸塑的均匀性和流平性。中国专利公开号CN1709963A公开了一种“聚氯乙烯热浸塑配制品及生产方法和应用”，其配方原料为聚氯乙烯树脂粉、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、癸二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、阻燃剂、稳定剂、气相白炭黑等。实用新型专利授权号CN201003845Y公开了一种空调室外机安装支架，包括铁质架子和外层蘸塑聚氯乙烯防护层，但该专利未涉及PVC防护层的配方组成。中国专利公开号CN102485816A公开了“一种新型热塑性粉末涂料”，该专利配方原料公开的增塑剂为磷酸三苯酯与邻苯二甲酸双二甘醇脂肪酸酯的共混物，树脂原料为氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，该专利涉及磷酸三苯酯与邻苯二甲酸双二甘醇脂肪酸酯共混，增塑剂的作用是改善了PVC树脂的加工性能和柔韧性能。专利公开号是CN1709963A的专利仅公开了采用PVC树脂粉及其助剂组成的蘸塑组合物制备电缆塑料金属复合保护管的技术。从以上关于聚氯乙烯蘸塑组合物的公开专利分析发现，没有涉及与金属具有强粘结力的聚氯乙烯蘸塑组合物的发明报道。
为了提高PVC组合物蘸塑层与钢丝的粘结性能，蘸塑前通常要对钢丝进行除油、除锈等表面处理，使蘸塑的PVC层与钢丝牢固粘结，否则，经过长期使用过程周围环境的热胀冷缩，聚氯乙烯组合物层容易与金属表面脱离。另外，伴随着PVC组合物中增塑剂长期的挥发减少，PVC层因失去弹性和延展性也会变硬、变脆。在外部应力的作用下从钢丝上脱落，从而失去对金属丝的保护作用，格宾网的使用寿命会迅速终止。为了解决这一问题，通常对钢丝进行喷涂底漆处理，增加钢丝与PVC层的粘结性能。但喷涂的底漆中都含有低分子的溶剂，这些低分子有机溶剂都是醚类、苯类物质，挥发造成对操作员工身体损害和对周围环境的污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，该聚氯乙烯组合物具有与金属粘合牢固、硬度高、耐腐蚀、耐老化、使用寿命长，环保友好，不污染环境等优点；采用该组合物蘸塑成型的格宾网板和网箱可用于网箱养殖、网箱育苗、河道护岸和海岸防波护堤的用途。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于，由下列重量份的组份制成：聚氯乙烯树脂（PVC）100份，聚乙烯醇缩丁醛2~8份，增塑剂50~65份，有机锡稳定剂1~5份，辅助稳定剂1~6份，复配润滑剂1~4份，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
优选的，一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：由下列重量份的组份制成：聚氯乙烯树脂100份，聚乙烯醇缩丁醛4~6份，增塑剂55~60份，有机锡稳定剂2~3份，辅助稳定剂3~4份，复配润滑剂1.5~2.5份，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
所述的聚氯乙烯树脂为悬浮法制得，聚合度为400~800。
所述的聚乙烯醇缩丁醛的数均分子量在15000~25000之间。
所述的有机锡稳定剂为二月桂酸二辛基锡，辅助稳定剂为环氧大豆油。
所述的复配润滑剂为硬脂酸0.1~0.5份与单硬脂酸甘油酯1~3份的复配物。
所述的复配润滑剂为聚乙烯蜡0.1~0.5份与单硬脂酸甘油酯1~3份的复配物。
本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物的制备方法，其特征在于，采用以下方法制得：将聚氯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、有机锡稳定剂、辅助稳定剂和复配润滑剂按重量比例投入高速混合机混合搅拌，时间控制在10~20分钟，温度达到110~120℃，物料不发黏后，放入低速冷却搅拌机中边搅拌边冷却；冷却到10~40℃时，放出物料，再经过60目滤网过筛后制成。
本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物说明如下。
本发明所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物是由悬浮法聚氯乙烯树脂和聚乙烯醇缩丁醛为主要原料，配以少量稳定剂、辅助稳定剂、增塑剂、润滑剂，经过热混合搅拌、冷却、再经50目滤网过筛后制成，呈松散均匀的粉末状态。该组合物经蘸塑或涂塑于格宾网金属丝外层，具有防水、防腐蚀、防酸碱，还具有装饰美观的作用。
悬浮法制得的聚氯乙烯树脂的粒子颗粒较大，粒径一般在80~180μm。粒子具有皮膜结构，内包有次级粒子和初级粒子，在热混合搅拌过程中，增塑剂得以快速吸收，稳定剂和润滑剂被分散在聚氯乙烯组合物中。但会有少量聚氯乙烯颗粒发生粘连结块，经50目滤网过筛后，可尽量提高颗粒组合物的均匀程度，从而提高蘸塑格宾网制件的均匀性和流平性。
聚乙烯醇缩丁醛为白色粉末状，其数均分子量在15000~25000之间，优选数均分子量为18000~20000之间。聚乙烯醇缩丁醛数均分子量太小，其分子间作用力相对聚氯乙烯的分子间作用力较小，与聚氯乙烯的相容性变差，不利于在聚氯乙烯中的熔融分散。聚乙烯醇缩丁醛数均分子量太大，导致聚乙烯醇缩丁醛熔融粘度较大，不利于蘸塑成型的快速流平。用量为3~5份，用量太少，组合物与金属粘结效果较弱，用量太大时，由于聚乙烯醇缩丁醛本身的流动性较低，也影响PVC蘸塑配混料的流动性，导致蘸塑外观效果不佳，表面光泽度下降。
偏苯三酸三辛酯作为增塑剂，具有闪点高，不易挥发，增塑效果稳定持久，并确保PVC蘸塑配方具有合适的流动性。偏苯三酸三辛酯增塑剂用量为50~65份，优选55~60份。使聚氯乙烯蘸塑组合物既能达到较高的耐海水抽出性能，又满足蘸塑成型的快速流平性能。
有机锡稳定剂为二月桂酸二辛基锡，二月桂酸二辛基锡无毒低气味，便于金属蘸塑后应用于水下，如海水养殖用金属格网。
与现有技术相比，本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物所具有的有益效果是：
1、本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物聚氯乙烯粉末的蘸塑成型被广泛应用金属丝质的格栅、护栏、网架等制件的防锈蚀处理。目前聚氯乙烯涂塑或蘸塑的格宾网材料，由于PVC蘸塑层中含有DOP的小分子增塑剂，增塑剂的存在降低了PVC分子间的作用力，也降低了PVC与金属丝间的粘结力。受环境、温度等影响，材料经受热涨、冷缩和外力的作用很容易使PVC蘸塑层剥离，极易从金属丝上分离脱落，影响防腐层的寿命。本发明在PVC蘸塑配方中添加了一种与聚氯乙烯相容性良好，又是粉末状的聚乙烯缩丁醛，由于两种粉末的粒径大小接近，不影响蘸塑成型效果。聚乙烯缩丁醛与金属具有很强的粘结力，与PVC共混后，通过蘸塑成型均匀涂覆在金属钢丝表面上，大大增加聚氯乙烯涂层与钢丝表面的粘接作用，从而延长格宾网的使用寿命。同时，蘸塑工艺中省去了对钢丝表面的喷涂底漆等处理步骤，缩短了蘸塑成型的工艺流程，杜绝了喷漆过程对操作工身体的损害和对周围环境的污染，能够从根本上延长格宾网的长期使用寿命，具有很好的应用价值和市场前景。
2、采用本发明专利所述的金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物蘸塑成型的格宾网板和网箱可用于网箱养殖、网箱育苗、河道护岸和海岸防波护堤等用途，具有与金属粘合牢固、硬度高、耐腐蚀、耐老化、使用寿命长，环保友好，不污染环境等优点。
3、本发明的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物的制备方法是由悬浮法聚氯乙烯树脂和聚乙烯醇缩丁醛为主要原料，配以少量稳定剂、辅助稳定剂、增塑剂、润滑剂，经过热混合搅拌、冷却、再经50目滤网过筛后制成，呈松散均匀的粉末状态。该组合物经蘸塑或涂塑于格宾网金属丝外层，具有防水、防腐蚀、防酸碱，还具有装饰美观的作用。
具体实施方式
实施例1~14为本发明一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物具体实施方式。其中实施例9为最佳实施方式。
表1实施例1~7的组份配比
 
表2实施例8~14的组份配比
实施例1~14的制备方法为：按表1~2的重量份称量聚氯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、有机锡稳定剂、辅助稳定剂和复配润滑剂，投入高速混合机混合搅拌，时间20分钟，温度达到115℃，物料不发黏后，放入低速冷却搅拌机中边搅拌，边冷却；冷却到20℃时，放出物料，再经过60目滤网过筛后制成。
表3对比例1~7的组份配比
性能测试
实施例1~14和对比例1~7的PVC粉末涂料的制备方法：将PVC粉末涂料配方各组份加入高速混合机中（转速2400r/min）高速混合温度到80℃，然后切换至低速混合（转速1200r/min），当物料温度达到110-120℃时放出物料，在低速冷却混合机中（转速60r/min）冷却至40℃出料。总混料时间控制在15~18min。
剥离力检测样品的制备及检测方法：将实施例1~14和对比例1~7每一配方的PVC粉末涂料在高速混合机中混合均匀后，在160℃双辊开片机上塑化后，开出0.5mm的片材。把0.5mm的片材夹在两片0.4mm的镀锌铁板之间，于180℃下压制成中间含塑料夹层的复合金属片，检测两镀锌片之间的粘合剥离力，检测试样宽度20mm，剥离夹具拉伸速度为50mm/分钟。
PVC粉末涂料流平时间测试方法: 将Ф8mm的铁丝进行除锈处理，放在温度为320℃~340℃的马弗炉中预热1.0min后，立即在PVC粉末涂料中蘸塑1.0~1.5s，然后迅速放置在220 ℃的烘箱中进行流平试验。使用秒表计时，用肉眼观察PVC粉末涂料在试样表面达到平整、光滑所需的最短时间。
表4实施例1~7的性能检测结果
表5实施例8~14的性能检测结果
表6对比例1~7的性能检测结果
实施例配方1~14的对比结果看出：1）随着聚乙烯醇缩丁醛用量从1份到6份的不断提高，PVC粉末涂料与金属的剥离力逐渐增加，但粉末涂料的蘸塑流平时间确是逐渐延长；聚乙烯醇缩丁醛在PVC粉末涂料的用量以3~5份两者性能平衡最佳。2)相同的聚乙烯醇缩丁醛用量下，随着聚乙烯醇缩丁醛分子量增加，PVC粉末涂料与金属的剥离力增加，而流平时间延长；聚乙烯醇缩丁醛的分子量在15000~25000范围内时，均可取得较好的蘸塑流平时间平衡值，聚乙烯醇缩丁醛的分子量在18000~20000范围内时，PVC粉末涂料的金属剥离力和蘸塑流平时间处于最佳平衡值。
实施例配方1~14和对比例1~7的金属的剥离力对比看出，DOP、癸二酸二辛脂、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸双二甘醇酯这些增塑剂的PVC蘸塑配方中由于没有添加聚乙烯醇缩丁醛化合物，PVC粉末涂料蘸塑后与金属的剥离力较实施例配方1-14明显偏低。说明聚乙烯醇缩丁醛化合物改善PVC粉末涂料与金属的粘结力发挥了显著的作用。进一步说明本发明具有创新性和实用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于，由下列重量份的组份制成：聚氯乙烯树脂100份，聚乙烯醇缩丁醛2~8份，增塑剂50~65份，有机锡稳定剂1~5份，辅助稳定剂1~6份，复配润滑剂1~4份，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
2.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：由下列重量份的组份制成：聚氯乙烯树脂100份，聚乙烯醇缩丁醛4~6份，增塑剂55~60份，有机锡稳定剂2~3份，辅助稳定剂3~4份，复配润滑剂1.5~2.5份，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
3.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：所述的聚氯乙烯树脂为悬浮法制得，聚合度为400~800。
4.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：所述的聚乙烯醇缩丁醛的数均分子量在15000~25000之间。
5.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：所述的有机锡稳定剂为二月桂酸二辛基锡，辅助稳定剂为环氧大豆油。
6.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：所述的复配润滑剂为硬脂酸0.1~0.5份与单硬脂酸甘油酯1~3份的复配物。
7.根据权利要求1所述的一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物，其特征在于：所述的复配润滑剂为聚乙烯蜡0.1~0.5份与单硬脂酸甘油酯1~3份的复配物。
8.一种金属粘结力强的聚氯乙烯蘸塑组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚氯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、有机锡稳定剂、辅助稳定剂和复配润滑剂按重量比例投入高速混合机混合搅拌，时间控制在10~20分钟，温度达到110~120℃，物料不发黏后，放入低速冷却搅拌机中边搅拌边冷却；冷却到10~40℃时，放出物料，再经过60目滤网过筛后制成。
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