CN106751214A - 一种环保的pvc树脂组合物及制造方法 - Google Patents

一种环保的pvc树脂组合物及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种环保的PVC树脂组合物，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，热稳定剂2～7份，润滑剂0.3～0.8份，填充剂25～30份，抗紫外线剂1～1.5份，抗氧剂0.6～1.1份，抗冲改性剂18～23份，环保增塑剂21～26份。本发明还公开了该PVC树脂组合物的制造方法。本发明所提供的PVC树脂组合物采用了环保增塑剂，环保性较好，且对人体友好。

Description

一种环保的PVC树脂组合物及制造方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种环保的PVC树脂组合物及制造方法。
背景技术
PVC是国内经营加工最多的塑料品种，加工PVC时使用的各种助剂中，增塑剂用量最大，所以它的比重远高于其它助剂。PVC是一种强极性聚合物,分子间有很大的作用力,需加热到一定的温度方能显示塑性，它对热敏感，当加热到130～140℃时就开始发生严重的分解，变成棕色或黑色，由于分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。增塑剂的作用就在于削弱PVC分子间的作用力，从而降低软化温度，减小溶体的粘度，增加其流动性，从而改善PVC的加工性能和制品的柔韧性。目前，国内用量最大的增塑剂为邻苯二甲酸类增塑剂，不过这种增塑剂存在潜在的致癌危险，且不易降解，对环境存在威胁。
公开号为CN103897298B、公开日为2016.07.13、申请人为安徽冠泓塑业有限公司的中国专利文件公开了“耐腐蚀、耐磨及抗老化改性PVC塑料组合物”，涉及塑料技术领域，由以下重量百分比的组分组成：聚氯乙烯树脂90-110g，邻苯二甲酸二辛酯25-30g，邻苯二甲酸二丁酯20-25g，硬脂酸钡0.5-2g，石蜡.1-0.5g，硬脂酸镉0.5-1g，受阻胺光稳定剂0.1-0.5g，ATO纳米粉体65-80g，改性剂8-10g，复合分散改性剂8-10g。该专利能够让PVC聚氯乙烯具有耐腐蚀、耐磨、能承受较高压力、不易形成死折并耐一定负压等优异性能，不过其使用的增塑剂也属于邻苯二甲酸类增塑剂，所以该PVC塑料组合物依然存在不够环保、对人体不够友好的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环保的PVC树脂组合物，其采用了环保增塑剂，环保性较好，且对人体友好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种环保的PVC树脂组合物，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，热稳定剂2～7份，润滑剂0.3～0.8份，填充剂25～30份，抗紫外线剂1～1.5份，抗氧剂0.6～1.1份，抗冲改性剂18～23份，环保增塑剂21～26份；所述环保增塑剂由以下步骤制造而成：
1)将田鳖浸泡于水中，加热至45℃后保温1小时，取出后放入烘箱中75℃下干燥至恒重，粉碎后过50目筛得到田鳖粉，以1:11的料液比将田鳖粉、石油醚加入烧瓶中，45℃、超声功率300W条件下提取35分钟得到提取液，将提取液过滤后旋蒸，置于烘箱中室温干燥3小时得到田鳖基油脂；
2)以1:0.02:0.8的质量比将田鳖基油脂、氢氧化钠、乙醇加入烧瓶中，加热至75℃后搅拌反应6小时，静置1小时后分层，回收下层乙醇后收集上层，调节ph值为4后水性至中性，减压蒸馏后得到田鳖基脂肪酸乙酯；
3)将田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂加入烧瓶中，搅拌均匀后加热至55℃，将双氧水滴加入烧瓶中，滴毕后加热至70℃反应3小时，将得到的产物过滤后回收磷钨酸季铵盐催化剂，滤液静置分层后弃去水层，将油层90℃下减压蒸馏后得到环保增塑剂，其中，田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂、双氧水的重量比为50:10：1:30。
优选地，本发明所述热稳定剂为蓖麻油酸锌。
优选地，本发明所述润滑剂为芥酸酰胺。
优选地，本发明所述填充剂为蒙脱石。
优选地，本发明所述抗紫外线剂为UV-9。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
优选地，本发明所述抗冲改性剂为CPE。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述防蚁的聚氯乙烯电缆料的制造方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
按照重量份称取原料，将PVC树脂加入高混机中，1200rpm转速下搅拌至温度为75℃时加入环保增塑剂，继续搅拌5分钟后加入其它原料，继续搅拌至温度为110℃时调节转速为800rpm，搅拌至温度为125℃时停止搅拌，转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到PVC树脂组合物。
优选地，挤出造粒时的温度为110～150℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
田鳖，又名田付(负)蝽，是一类水生昆虫，其体内富含油脂，本发明将其用热水浸泡后去除了杂质，然后以石油醚为提取溶剂通过超声波法将田鳖体内的油脂有效提取出来得到含有大量不饱和脂肪酸的田鳖基油脂，再将田鳖基油脂与乙醇和氢氧化钠进行酯交换反应制得田鳖基脂肪酸乙酯，然后将田鳖基脂肪酸乙酯与双氧水在磷钨酸季铵盐催化剂的催化作用下通过环氧化反应制得了环保增塑剂，该环保增塑剂能取代现有的邻苯二甲酸酯类增塑剂，在起到相似的增塑作用的同时没有毒性，由其增塑的PVC组合物对人体友好，而且该环保增塑剂以动物油酯为基础原料，能完全降解，使得由其增塑的PVC组合物也具备了很好的降解性以及环保性；此外，本发明采用的环保增塑剂的原料来源于田鳖，成本低廉，因此本发明具有很好的经济价值，可大规模推广。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌3份，芥酸酰胺0.7份，蒙脱石30份，UV-9 1份，抗氧剂DNP 0.8份，CPE 21份，环保增塑剂22份。
其制造方法为：
1)将田鳖浸泡于水中，加热至45℃后保温1小时，取出后放入烘箱中75℃下干燥至恒重，粉碎后过50目筛得到田鳖粉，以1:11的料液比将田鳖粉、石油醚加入烧瓶中，45℃、超声功率300W条件下提取35分钟得到提取液，将提取液过滤后旋蒸，置于烘箱中室温干燥3小时得到田鳖基油脂；
2)以1:0.02:0.8的质量比将田鳖基油脂、氢氧化钠、乙醇加入烧瓶中，加热至75℃后搅拌反应6小时，静置1小时后分层，回收下层乙醇后收集上层，调节ph值为4后水性至中性，减压蒸馏后得到田鳖基脂肪酸乙酯；
3)将田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂加入烧瓶中，搅拌均匀后加热至55℃，将双氧水滴加入烧瓶中，滴毕后加热至70℃反应3小时，将得到的产物过滤后回收磷钨酸季铵盐催化剂，滤液静置分层后弃去水层，将油层90℃下减压蒸馏后得到环保增塑剂，其中，田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂、双氧水的重量比为50:10：1:30；
4)按照重量份称取原料，将PVC树脂加入高混机中，1200rpm转速下搅拌至温度为75℃时加入环保增塑剂，继续搅拌5分钟后加入其它原料，继续搅拌至温度为110℃时调节转速为800rpm，搅拌至温度为125℃时停止搅拌，转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到PVC树脂组合物，挤出造粒时的温度为110～150℃。实施例2
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌5份，芥酸酰胺0.5份，蒙脱石28份，UV-9 1.2份，抗氧剂DNP 0.6份，CPE 23份，环保增塑剂24份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例3
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌7份，芥酸酰胺0.3份，蒙脱石26份，UV-9 1.4份，抗氧剂DNP 1份，CPE 19份，环保增塑剂26份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例4
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌2份，芥酸酰胺0.8份，蒙脱石29份，UV-9 1.1份，抗氧剂DNP 0.9份，CPE 20份，环保增塑剂25份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例5
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌4份，芥酸酰胺0.6份，蒙脱石27份，UV-9 1.3份，抗氧剂DNP 1.1份，CPE 18份，环保增塑剂23份。
其制造方法与实施例1一样。
实施例6
防蚁的聚氯乙烯电缆料，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，蓖麻油酸锌6份，芥酸酰胺0.4份，蒙脱石25份，UV-9 1.5份，抗氧剂DNP 0.7份，CPE 22份，环保增塑剂21份。
其制造方法与实施例1一样。
分别从断裂伸长率、毒性、环保性能三个方面对实施例1-6以及对比例进行测试，对比例为公开号为CN103897298B的中国专利文件，断裂伸长率越大表明增塑剂对PVC组合物的增塑效率越好；毒性测试方面是将各待测物溶于生理盐水，加热后将浸出液用于小鼠异常毒性试验；环保性方面采用土埋法测定各待测物土埋1个月后的失重率，失重率越大表明环保性越好，结果见下表：
上表显示出：实施例1-6的断裂伸长率与对比例差异不大，表明本发明采用的增塑剂的增塑效率较好，小鼠毒性反应方面实施例1-6均无毒性，而对比例有毒性，失重率方面实施例1-6均明显大于对比例，表明本发明的环保性较好。

Claims (9)

1.一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于，其是由以下重量份的原料制造而成的：PVC树脂100份，热稳定剂2～7份，润滑剂0.3～0.8份，填充剂25～30份，抗紫外线剂1～1.5份，抗氧剂0.6～1.1份，抗冲改性剂18～23份，环保增塑剂21～26份；所述环保增塑剂由以下步骤制造而成：
1)将田鳖浸泡于水中，加热至45℃后保温1小时，取出后放入烘箱中75℃下干燥至恒重，粉碎后过50目筛得到田鳖粉，以1:11的料液比将田鳖粉、石油醚加入烧瓶中，45℃、超声功率300W条件下提取35分钟得到提取液，将提取液过滤后旋蒸，置于烘箱中室温干燥3小时得到田鳖基油脂；
2)以1:0.02:0.8的质量比将田鳖基油脂、氢氧化钠、乙醇加入烧瓶中，加热至75℃后搅拌反应6小时，静置1小时后分层，回收下层乙醇后收集上层，调节ph值为4后水性至中性，减压蒸馏后得到田鳖基脂肪酸乙酯；
3)将田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂加入烧瓶中，搅拌均匀后加热至55℃，将双氧水滴加入烧瓶中，滴毕后加热至70℃反应3小时，将得到的产物过滤后回收磷钨酸季铵盐催化剂，滤液静置分层后弃去水层，将油层90℃下减压蒸馏后得到环保增塑剂，其中，田鳖基脂肪酸乙酯、乙酸乙酯、磷钨酸季铵盐催化剂、双氧水的重量比为50:10：1:30。
2.根据权利要求1所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述热稳定剂为蓖麻油酸锌。
3.根据权利要求2所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述润滑剂为芥酸酰胺。
4.根据权利要求3所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述填充剂为蒙脱石。
5.根据权利要求4所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述抗紫外线剂为UV-9。
6.根据权利要求5所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
7.根据权利要求6所述的一种环保的PVC树脂组合物，其特征在于：所述抗冲改性剂为CPE。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种环保的PVC树脂组合物的制造方法，其特征在于：
按照重量份称取原料，将PVC树脂加入高混机中，1200rpm转速下搅拌至温度为75℃时加入环保增塑剂，继续搅拌5分钟后加入其它原料，继续搅拌至温度为110℃时调节转速为800rpm，搅拌至温度为125℃时停止搅拌，转入双螺杆挤出机中挤出造粒得到PVC树脂组合物。
9.根据权利要求8所述的一种环保的PVC树脂组合物的制造方法，其特征在于：挤出造粒时的温度为110～150℃。
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