CN106751917A - Pvc木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,包括以下组分:钙盐主稳定剂、锌盐主稳定剂、纳米二氧化硅、润滑剂、β‑环糊精改性聚吡咙、抗氧剂以及紫外线吸收剂。本发明的钙锌复合稳定剂具有优异的耐候性,不易变色,既可以提高PVC木塑材料的寿命,又可以大大提高其机械强度,还具有很好的环保性,综合性能突出。
Description
技术领域
本发明属于化学稳定剂技术领域,更具体地,本发明涉及一种PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂及其制备方法。
背景技术
将聚氯乙烯(PVC)、稳定剂、加工改性剂、填料以及发泡剂等合理混配,能够生产出各种不同用途的PVC木塑材料。其中,稳定剂的性能好坏对PVC木塑材料的性能影响很大。目前,PVC木塑材料行业中,一般使用无毒钙锌复合稳定剂,其是世界公认的无毒、环保型热稳定剂,且具有价格低廉、润滑性良好等优点。
但是,目前市场上用的钙锌复合稳定剂,一方面,耐候性不好,容易变色;另一方面,添加含量较高时会显著降低PVC木塑材料的强度。因此,有必要开发一种既具有良好耐热性和耐候性,又不会降低PVC木塑材料的强度的环保型钙锌复合稳定剂。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的一个方面提供一种PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,按重量份计,包括以下组分:
30重量份的钙盐主稳定剂、10~30重量份的锌盐主稳定剂、5~10重量份的纳米二氧化硅、5~10重量份的润滑剂、5~10重量份的β-环糊精改性聚吡咙、1~5重量份的抗氧剂以及1~5重量份的紫外线吸收剂。
在一种实施方式中,所述钙盐主稳定剂选自硬脂酸钙、棕榈酸钙、油酸钙、月桂酸钙、十五碳脂肪酸钙、苯甲酸钙以及十二烷基苯磺酸钙中的至少一种。
在一种实施方式中,所述锌盐主稳定剂为选自硬脂酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、月桂酸锌、十七碳脂肪酸锌、十五碳脂肪酸锌、苯甲酸锌以及十二烷基苯磺酸锌中的至少一种。
在一种实施方式中,所述润滑剂选自硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、液体白腊、固体白腊、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂肪酸以及季戊四醇中的至少一种。
在一种实施方式中,所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.5~0.98摩尔的二酐和适量间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的四胺,在室温下搅拌30min后,加热至75~85℃,反应3.5~4.5h,再在175~185℃下,反应3.5~4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干22~24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
在一种实施方式中,所述二酐选自均苯四甲酸酐、3,4,9,10-苝四羧酸酐、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐以及1,4,5,8-萘四甲酸二酐中的任意一种或多种;
所述四胺选自3,3’-二氨基联苯胺、3,3’,4,4’-四氨基二苯醚、3,3’,4,4’-四氨基二苯砜、3,3’,4,4’-四氨基二苯甲酮、l,2,4,5-四氨基苯以及1,2,5,6-四氨基萘中的任意一种或多种。
在一种实施方式中,所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的至少一种。
在一种实施方式中,所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P以及紫外线吸收剂UV-320中的至少一种。
在一种实施方式中,所述的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,按重量份计,还包括0.1~1重量份的4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸。
在一种实施方式中,所述的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,按重量份计,还包括1~5重量份的氨基封端聚醚胺;
所述氨基封端聚醚胺的制备方法为:
在1000mL干燥的三颈瓶中,依次加入95克的环氧树脂E51、0.26mol的苄胺和700克二甲基亚砜,通氮气保护并磁力搅拌;室温搅拌1h后,升温95℃反应6h,反应结束后,降至室温,并迅速倒入2000mL去离子水中,得到大量固体沉淀;用去离子水反复洗涤该产物后,抽滤并收集聚合物,于真空烘箱中,50℃干燥24小时,得到氨基封端聚醚胺。
本发明的另一方面提供PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂的制备方法,包括:
将所述的配方组分加入高速搅拌机中,在50-80℃条件下搅拌1min-10min,搅拌速率为为1000-1500r/min,冷却后得到。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、聚吡咙具有优异的耐候性,耐老化能力和刚性,通过β-环糊精改性既可以大大提高其与PVC体系的相容性,又可以形成互穿网络结构,大大提高体系的强度,从而提供了本发明的有益技术效果。
2、少量4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸的加入可进一步提高体系的刚性,并同时与聚吡咙环发生离子交联,提高体系的交联密度,进一步提高强度,从而提供了本发明的有益技术效果。
3、氨基封端聚醚胺的加入可进一步提高体系的交联密度,进一步提高强度,从而提供了本发明的有益技术效果。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
原料:
所有四胺、二酐均购自CTI,SigmaAldrich,AlfaAesar或SCRC,并且直接使用,无需进一步纯化。纳米二氧化硅为赢创德固赛A200。聚乙烯蜡为霍尼韦尔的A-C810A。MS树脂(端硅烷基聚醚预聚体)为新加坡电气化学的TX-100S。其他原料均购自阿拉丁试剂有限公司。
实施例1
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例2
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的1,4,5,8-萘四甲酸二酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例3
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例4
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例5
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例6
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的均苯四甲酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例7
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’,4,4’-四氨基二苯醚,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例8
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’,4,4’-四氨基二苯砜,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例9
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、3重量份的紫外线吸收剂UV-327以及0.5重量份的4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例10
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、3重量份的紫外线吸收剂UV-327以及5重量份的4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
实施例11
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的β-环糊精改性聚吡咙、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、3重量份的紫外线吸收剂UV-327、0.5重量份的4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸以及3重量份的氨基封端聚醚胺加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
所述氨基封端聚醚胺的制备方法为:
在1000mL干燥的三颈瓶中,依次加入95克的环氧树脂E51、0.26mol的苄胺和700克二甲基亚砜,通氮气保护并磁力搅拌;室温搅拌1h后,升温95℃反应6h,反应结束后,降至室温,并迅速倒入2000mL去离子水中,得到大量固体沉淀;用去离子水反复洗涤该产物后,抽滤并收集聚合物,于真空烘箱中,50℃干燥24小时,得到氨基封端聚醚胺。
对比例1
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、7重量份的氨基封端的聚吡咙预聚物、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂;
所述氨基封端的聚吡咙预聚物由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.96摩尔的3,4,9,10-苝四羧酸酐以及1000mL的间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的3,3’-二氨基联苯胺,在室温下搅拌30min后,加热至75℃,反应3.5h,再在185℃下,反应4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物。
对比例2
依次将30重量份的硬脂酸钙、28重量份的十二烷基苯磺酸锌、8重量份的纳米二氧化硅、6重量份的聚乙烯蜡、3重量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及3重量份的紫外线吸收剂UV-327加入高速搅拌机中,在60℃条件下搅拌10min,搅拌速率为为1250r/min,冷却后得到钙锌复合稳定剂。
测试条件
1、耐候性测试:将实施例1-11及对比例1-2的钙锌复合稳定剂在紫外光下照射50h,紫外光灯的型号为UVA-340型,紫外光灯管数为2,每个紫外光灯管为40w,测试上述钙锌复合稳定剂的色差。
2、使用实施例1-11及对比例1-2的钙锌复合稳定剂制备PVC木塑发泡板并测试所述板材的强度,具体方法为:
A、按重量份计,将SG-7型PVC树脂100份、MS树脂8份、280目且颗粒长径比≥5的硅灰石纤维12份、1000目的重质碳酸钙20份、100目的木粉18份、实施例1-11及对比例1-2中任意一种钙锌复合稳定剂10份以及PVC加工助剂(ACR401)4份放入高速混合机中混合至物料温度达到100℃时,加入AC发泡剂2份;继续混合至物料温度达到120℃时,将物料排入低速混合机中,继续混合至物料温度达到60℃时排料备用;
B、将步骤A所得的物料投入高温锥形双螺杆挤出机中,挤压加工成板状熔融物料;
C、将步骤B得到的熔融物料,经定型模冷却定型成板材;
D、将步骤C得到的板材,经双向切割锯切割成1×2m2的板材;从而,获得PVC木塑发泡板。
测试结果见表1。
以上数据可以看出,与不使用β-环糊精改性改性聚吡咙、4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸以及氨基封端聚醚胺的钙锌复合稳定剂相比,本发明的钙锌复合稳定剂具有明显更好的性能,因此提供了本发明的有益技术效果。
Claims (10)
1.PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,按重量份计,包括以下组分:
30重量份的钙盐主稳定剂、10~30重量份的锌盐主稳定剂、5~10重量份的纳米二氧化硅、5~10重量份的润滑剂、5~10重量份的β-环糊精改性聚吡咙、1~5重量份的抗氧剂以及1~5重量份的紫外线吸收剂。
2.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述钙盐主稳定剂选自硬脂酸钙、棕榈酸钙、油酸钙、月桂酸钙、十五碳脂肪酸钙、苯甲酸钙以及十二烷基苯磺酸钙中的至少一种。
3.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述锌盐主稳定剂为选自硬脂酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、月桂酸锌、十七碳脂肪酸锌、十五碳脂肪酸锌、苯甲酸锌以及十二烷基苯磺酸锌中的至少一种。
4.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述润滑剂选自硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、液体白腊、固体白腊、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂肪酸以及季戊四醇中的至少一种。
5.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述β-环糊精改性聚吡咙由以下方法制备而成:
在完全干燥的三口烧瓶中加入0.5~0.98摩尔的二酐和适量间甲酚,在氮气保护下搅拌,当二酐完全溶解后,加入1摩尔的四胺,在室温下搅拌30min后,加热至75~85℃,反应3.5~4.5h,再在175~185℃下,反应3.5~4.5h;反应结束后,降至室温,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中50℃下烘干22~24h,即得氨基封端的聚吡咙预聚物;
在500毫升三颈瓶中,依次加入0.3克β-环糊精、0.07克氢氧化钠、0.05克环氧氯丙烷、12克上述得到的氨基封端的聚吡咙预聚物、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亚砜,氮气保护并在80℃反应2小时后,降至室温,沉析到丙酮中,过滤并收集产物,于60℃下真空干燥20小时,得到β-环糊精改性聚吡咙。
6.权利要求5的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述二酐选自均苯四甲酸酐、3,4,9,10-苝四羧酸酐、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐以及1,4,5,8-萘四甲酸二酐中的任意一种或多种;
所述四胺选自3,3’-二氨基联苯胺、3,3’,4,4’-四氨基二苯醚、3,3’,4,4’-四氨基二苯砜、3,3’,4,4’-四氨基二苯甲酮、l,2,4,5-四氨基苯以及1,2,5,6-四氨基萘中的任意一种或多种。
7.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的至少一种。
8.权利要求1的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P以及紫外线吸收剂UV-320中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述的PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂,其特征在于,按重量份计,还包括0.1~1重量份的4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸。
10.PVC木塑材料用环保型钙锌复合稳定剂的制备方法,包括:
将权利要求1-9中任一项所述的配方组分加入高速搅拌机中,在50-80℃条件下搅拌1min-10min,搅拌速率为1000-1500r/min,冷却后得到。
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