CN107236207A - 一种pvc薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC薄膜，包括按照重量份计的以下组分：PVC树脂100份；增塑剂30‑60份；稳定剂2‑3份；润滑剂2‑5份；其中，增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯。该PVC薄膜塑化程度好，产品不会产生气泡、白点等现象，色泽均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能佳，远远大于标准值；同时，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体造成威胁，也不会对环境造成破坏。本发明还公开了一种PVC薄膜的制备方法，过程简单，操作安全，可控易把握，成本低。

Description

一种PVC薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料膜，尤其涉及一种PVC薄膜及其制备方法。
背景技术
Polyvinylchlorid(PVC)，主要成份为聚氯乙烯，为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜。随着时代的发展，PVC也正以其良好的性能、简单的工艺以及其他诸多优点渐渐赢得了人们的欢心，已被越来越多的人接受和认可。如今，PVC已经被广泛应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大(60％)，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。在欧美国家，PVC是建筑行业的宠儿，PVC在人们的日常生活中随处可见。PVC 不但可以表现自然界的颜色，还可以表现人们幻想中的颜色。在德国，40％的家具都是用PVC来作表面材料的，使得办公桌、书架、沙发、厨柜等穿上美丽的外衣，色泽自然华丽，图案美丽丰富。
但是，现有的PVC膜存在以下缺陷：
(1)产品质量不均匀，容易出现气泡、白点等现象，色泽不够均匀；
(2)拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能较差，使用寿命短；
(3)使用带有一定的毒性的增塑剂，对生产者和使用者的身体健康造成一定的威胁。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种PVC薄膜，塑化程度好，产品不会产生气泡、白点等现象，色泽均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能佳，远远大于标准值；同时，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体造成威胁，也不会对环境造成破坏。
本发明的目的之二在于提供一种PVC薄膜的制备方法，过程简单，操作安全，可控易把握，成本低。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种PVC薄膜，包括按照重量份计的以下组分：PVC树脂100份；增塑剂 30-60份；稳定剂2-3份；润滑剂2-5份；其中，所述增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯。
进一步地，所述二乙酰环氧植物油酸甘油酯为二乙酰环氧大豆油酸甘油酯、二乙酰环氧米糠油酸甘油酯、二乙酰环氧亚麻油酸甘油酯、二乙酰环氧菜籽油酸甘油酯、二乙酰环氧棕榈油酸甘油酯、二乙酰环氧蓖麻油酸甘油酯和二乙酰环氧葵花籽油酸甘油酯中的一种或任意组合。
进一步地，所述稳定剂为钙锌稳定剂。
进一步地，还包括：颜料0.2-1份。
进一步地，还包括：防霉剂0.5-2份。
进一步地，包括按照重量份计的以下组分：PVC树脂100份；增塑剂40-50 份；稳定剂2-3份；润滑剂3-4份；颜料0.5-0.8份；防霉剂0.5-1份；其中，所述增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯；所述稳定剂为钙锌稳定剂。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种PVC薄膜的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：分别称取配方量的PVC树脂、增塑剂、稳定剂和润滑剂，混合，搅拌均匀，得到第一混合料；
冷却步骤：将所述混合料在搅拌条件下进行冷却，得到第二混合料；
密炼步骤：将所述第二混合料排入密炼机内，加压密炼，得到第一胶体料；
一次开炼步骤：将所述第一胶体料投入开炼机内，进行第一次滚压塑化，得到第二胶体料；
二次开炼步骤：将所述第二胶体料再次投入开炼机内，进行第二次辊压塑化，得到第三胶体料；
过滤步骤：将所述第三胶体料投入过滤机内，过滤，得到熔融料；
成型步骤：将所述熔融料投入压延机内，滚压成型，经冷却、裁边、收卷后，得到最终的PVC薄膜。
进一步地，在所述混料步骤中，还包括称取颜料0.2-1份和防霉剂0.5-2份，将称取好的PVC树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料和防霉剂一起投入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为680-710r/min，搅拌时间为200-220s，温度为 130-140℃。
进一步地，在所述混料步骤中，所述搅拌机从上往下依次设置有三层桨叶，采用三层桨叶同时进行搅拌。
进一步地，在所述冷却步骤中，控制搅拌速度为330-360r/min，搅拌时间为 30-40s，控制温度在100℃以下。
进一步地，在所述密炼步骤中，所述密炼机设有两个辊轮，利用辊轮间的剪切力对所述第二混合料进行加工，滚压时间为180-190s，电机电流为220A。
进一步地，在所述一次开炼步骤中，控制辊筒温度为175-180℃，辊筒线速度为35-42m/min。
进一步地，在所述二次开炼步骤中，控制辊筒温度为170-175℃，辊筒线速度为32-38m/min。
进一步地，在所述过滤步骤中，过滤网的目数为120-180目。
进一步地，所述密炼步骤中，将所述第二混合料排入密炼机中后，再将在所述成型步骤中获得的回收边料加入，然后加压密炼；其中，所述回收边料的重量为所述第二混合料重量的10-15％。
进一步地，还包括筛选步骤，将PVC树脂放入筛分机中进行筛分，去除杂质后送至储罐；且操作过程中不使用棉纱手套；同时，需要对筛网进行定期清理。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明所提供的PVC薄膜，采用二乙酰环氧植物油酸甘油酯为塑化剂，二乙酰环氧植物油酸甘油酯稳定性和流动性均较优，与PVC树脂的相容性好，无毒无害；所获得的产品塑化程度好，产品不会产生气泡、白点等现象，色泽均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能佳，远远大于标准值；同时，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体造成威胁，也不会对环境造成破坏；；此外，二乙酰环氧植物油酸甘油酯的分子量大，不易挥发，环保适用，长期稳定性好；
2、本发明所提供的PVC薄膜的制备方法，过程简单，操作安全，可控易把握，成本低。依次经过混料、冷却、密炼、第一次开炼、第二此开炼、过滤和成型步骤，能够避免塑化不足的缺陷，保证产品的塑化程度，从而使得获得的产品均有优异的性能。
附图说明
图1为本发明实施例1-5的PVC片材在浸提72h后的紫外光谱图；
图2为本发明实施例1-5的PVC片材在浸提168h后的紫外光谱图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种PVC薄膜，包括按照重量份计的以下组分：PVC树脂100份；增塑剂 30-60份；稳定剂2-3份；润滑剂2-5份；其中，增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯。
其中，PVC树脂，物理外观为白色粉末，无毒、无臭。也就是说，本申请中的PVC树脂除特别限定为均为粉末状。
此外，二乙酰环氧植物油酸甘油酯为申请号为CN201110176425.4的专利文件所公开的塑化剂，其公开了一种二乙酰环氧植物油酸甘油酯及其合成方法。该二乙酰环氧植物油酸甘油酯比环氧大豆油稳定性好，流动性好，分子量低，与塑料PVC的相溶性好，是一种新型的性质优良的无毒塑料增塑剂。
作为进一步的实施方式，二乙酰环氧植物油酸甘油酯为二乙酰环氧大豆油酸甘油酯、二乙酰环氧米糠油酸甘油酯、二乙酰环氧亚麻油酸甘油酯、二乙酰环氧菜籽油酸甘油酯、二乙酰环氧棕榈油酸甘油酯、二乙酰环氧蓖麻油酸甘油酯和二乙酰环氧葵花籽油酸甘油酯中的一种或任意组合。
作为进一步的实施方式，稳定剂为钙锌稳定剂。钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分复合而成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。实践证明，在PVC树脂制品中，钙锌稳定剂的加工性能好，热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂。与PVC树脂加工过程中，钙锌稳定剂有很好的分散性、相容性、加工流动性的特点，制品表面光洁度优。同时，钙锌稳定剂热稳定性优良，初期色相小，无析出现象；不含重金属及其他有毒成分，无硫化现象；具有优良的电绝缘性，无杂质，具有高效耐候性；适用范围广，实用性强，用量少，具有多功能性；在白色制品中，白度较其同类产品更佳。
作为进一步的实施方式，还包括：颜料0.2-1份。通过不同颜色颜料的加入，可以改变产品的颜色，以获取色彩丰富的产品。
作为进一步的实施方式，还包括：防霉剂0.5-2份。加入防霉剂，避免产品长霉，进一步延长产品的使用寿命。
本发明所提供的PVC薄膜，采用二乙酰环氧植物油酸甘油酯为塑化剂，二乙酰环氧植物油酸甘油酯稳定性和流动性均较优，与PVC树脂的相容性好，无毒无害；所获得的产品塑化程度好，产品不会产生气泡、白点等现象，色泽均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能佳，远远大于标准值；同时，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体造成威胁，也不会对环境造成破坏；此外，二乙酰环氧植物油酸甘油酯的分子量大，不易挥发，环保适用，长期稳定性好。
一种PVC薄膜的制备方法，包括以下步骤：
混料步骤：分别称取配方量的PVC树脂、增塑剂、稳定剂和润滑剂，混合，搅拌均匀，得到第一混合料；
冷却步骤：将混合料在搅拌条件下进行冷却，得到第二混合料；
密炼步骤：将第二混合料排入密炼机内，加压密炼，得到第一胶体料；
一次开炼步骤：将第一胶体料投入开炼机内，进行第一次滚压塑化，得到第二胶体料；
二次开炼步骤：将第二胶体料再次投入开炼机内，进行第二次辊压塑化，得到第三胶体料；
过滤步骤：将第三胶体料投入过滤机内，过滤，得到熔融料；
成型步骤：将熔融料投入压延机内，滚压成型，经冷却、裁边、收卷后，得到最终的PVC薄膜。
作为进一步的实施方式，在混料步骤中，还包括称取颜料0.2-1份和防霉剂 0.5-2份，将称取好的PVC树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料和防霉剂一起投入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为680-710r/min，搅拌时间为200-220s，温度为130-140℃；在冷却步骤中，控制搅拌速度为330-360r/min，搅拌时间为30-40s，控制温度在100℃以下；在密炼步骤中，密炼机设有两个辊轮，利用辊轮间的剪切力对第二混合料进行加工，滚压时间为180-190s，电机电流为220A；在一次开炼步骤中，控制辊筒温度为175-180℃，辊筒线速度为35-42m/min；在二次开炼步骤中，控制辊筒温度为170-175℃，辊筒线速度为32-38m/min；在过滤步骤中，过滤网的目数为120-180目。
也就是说，在制备过程中，严格控制参数，包括速度、时间、温度等，特别要严格把控温度参数；同时在密炼步骤中，控制电流为220A，(用检测装置测量电流度)，产品的塑化程度较好，且控制滚压时间为180-190s，有效避免产品出现冷疤和气泡的问题，有利于提高产品的透明度。并且，采用密炼进行密炼，可以更加简单的处理生产过程中产生的边角料及回收料，提高经济效益。
此外，在一次开炼步骤和二次开炼步骤中，操作过程中没有时间限制，生产正常时，产速越快，物料的停留时间越短。若物料在此工序中停留时间过长，则会出现分解、烧料现象。
作为进一步的实施方式，在混料步骤中，搅拌机从上往下依次设置有三层桨叶，采用三层桨叶同时进行搅拌。在搅拌过程中，桨叶与粉体摩擦会产生热量，而搅拌过程要求升温平稳，使用三层桨叶能够保证摩擦面积，达到升温平稳的效果，从而使得搅拌更加均匀。
作为进一步的实施方式，密炼步骤中，将第二混合料排入密炼机中后，再将在成型步骤中获得的回收边料加入，然后加压密炼；其中，回收边料的重量为第二混合料重量的10-15％。回收边料的加入量过多，会影响到产品的塑化程度，10-15％的用量即能保证塑化程度，提高塑化效率，也能够节省材料，降低成本。
作为进一步的实施方式，还包括筛选步骤，将PVC树脂放入筛分机中进行筛分，去除杂质后送至储罐；且操作过程中不使用棉纱手套；同时，需要对筛网进行定期清理。不能使用棉纱手套，因为一旦有棉纱落入原料中，很难在以后的步骤中去除，导致在产品上残留，成为次品。通过筛选步骤，初步去除杂质。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-5
一种PVC薄膜，具体的组分及用量(重量份)见下表1。
表1实施例1-5的PVC薄膜的配方表
一种PVC薄膜的制备方法，包括以下步骤：
筛选步骤：将PVC树脂放入筛分机中进行筛分，去除杂质后送至储罐；且操作过程中不使用棉纱手套；同时，需要对筛网进行定期清理，得到除杂的PVC 树脂；
混料步骤：分别称取配方量的PVC树脂(除杂后的)、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料和防霉剂，并将上述物料一起投入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为700r/min，搅拌时间为210s，温度为135℃，得到第一混合料；并且，搅拌机从上往下依次设置有三层桨叶，采用三层桨叶同时进行搅拌；
冷却步骤：将混合料在搅拌条件下进行冷却，控制搅拌速度为355r/min，搅拌时间为35s，控制温度在100℃以下；得到第二混合料；
密炼步骤：将第二混合料排入密炼机内，并且，将在成型步骤中获得的回收边料加入，回收边料的重量为第二混合料重量的10-15％；加压密炼，密炼机设有两个辊轮，利用辊轮间的剪切力对第二混合料进行加工，滚压时间为185s，电机电流为220A，得到第一胶体料；
一次开炼步骤：将第一胶体料投入开炼机内，进行第一次滚压塑化，控制辊筒温度为178℃，辊筒线速度为38m/min，得到第二胶体料；
二次开炼步骤：将第二胶体料再次投入开炼机内，进行第二次辊压塑化，控制辊筒温度为172℃，辊筒线速度为35m/min，得到第三胶体料；
过滤步骤：将第三胶体料投入过滤机内，过滤杂质，过滤网的目数为120-180 目，得到熔融料；
成型步骤：将熔融料投入压延机内，滚压成型，经冷却、裁边、收卷后，得到最终的PVC薄膜。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于：增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
其它与实施例1相同。
对比例2
对比例1与实施例1的不同之处在于：增塑剂为偏苯三甲酸三异辛酯。
其它与实施例1相同。
对比例3
对比例1与实施例1的不同之处在于：增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。
其它与实施例1相同。
对比例4
对比例1与实施例1的不同之处在于：增塑剂为环氧大豆油。
其它与实施例1相同。
对比例5
对比例1与实施例1的不同之处在于：稳定剂为钡镉锌稳定剂。
其它与实施例1相同。
效果评价及性能检测
1、基本性能检测
取实施例1-5和对比例1-5的PVC薄膜，送至质量计量监督检测中心进行相关指标的检测，各项指标的测试方法均为常规测试方法。测试结果详见表2。
表2实施例1-5和对比例1-5的PVC薄膜相关指标结果记录表
从上表2可得，实施例1-5的PVC薄膜，采用二乙酰环氧植物油酸甘油酯为塑化剂，采用钙锌稳定剂，产品的各项指标均符合标准，甚至远超标准值，特别是实施例1，为最佳实施例。实施例1-5的PVC薄膜，采用二乙酰环氧植物油酸甘油酯，其稳定性和流动性均较优，与PVC树脂的相容性好，无毒无害；所获得的产品塑化程度好，产品不会产生气泡、白点等现象，色泽均匀，拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能佳；同时，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体造成威胁，也不会对环境造成破坏。而对比例1-5的PVC薄膜，检测指标中均没有完全达标，多数指标都低于标准值，仅有少数几个指标达到标准。上述结果说明了，实施例1-5的PVC薄片，配方中的PVC树脂、二乙酰环氧植物油酸甘油酯、采用钙锌稳定剂等各成分相互协同，对产品性能起到增效作用。
2、浸提试验
为了探讨实施例1-5的PVC薄片在生理盐水中的溶解性能。分别取实施例 1-5的PVC薄片6cm2，然后分别置于1ml生理盐水中进行浸提试验，浸提温度为37℃，时间72h和168h，分别测试其紫外光谱，结果见图1(72h)和图2(168h) 所示。其中，图1和图2中的A、B、C、D和E光谱，分别代表实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5。从图1和图2可知，实施例1-5的PVC 片材在浸提72h后，所得浸提液的紫外光谱没有出现对应的吸收峰；即使浸提 168h，也检测不到增塑剂的吸收峰。试验结果说明了，实施例1-5的增塑剂在生理盐水中进行浸提不容易析出，使用安全性高。
3、溶血试验
按照GB/T 14233.3-2005医用输液、输血、注射器具检验方法第2部分：生物学试验方法进行。
1)样品制备
分别取实施例1-5的PVC薄片，切成0.5*2cm的条状，重量要求15g。
2)新鲜稀释抗凝兔血
采血10mL，加入质量浓度为20g/L的草酸钾溶液0.5ml，制备成新鲜抗凝兔血。取8g新鲜抗凝兔血，加入质量浓度为9g/L的NaCl溶液10mL进行稀释。
3)试验方法
供试品组每管加入5g，再加入10mL量浓度为9g/L的NaCl溶液。阴性对照每管加入10mL量浓度为9g/L的NaCl溶液；阳性对照组加入蒸馏水10mL。每组平行操作3管。
试验结果如下表3所示。
表3实施例1-5和对比例1-5的PVC薄片溶血试验的结果记录表
从表3中的数据可得，实施例1-5的PVC薄片的溶血率均符合要求，无毒无害，不会对生产者和使用者的身体健康造成威胁，使用安全性高。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种PVC薄膜，其特征在于，包括按照重量份计的以下组分：
PVC树脂 100份；增塑剂 30-60份；稳定剂 2-3份；润滑剂 2-5份；
其中，所述增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯。
2.如权利要求1所述的PVC薄膜，其特征在于：所述二乙酰环氧植物油酸甘油酯为二乙酰环氧大豆油酸甘油酯、二乙酰环氧米糠油酸甘油酯、二乙酰环氧亚麻油酸甘油酯、二乙酰环氧菜籽油酸甘油酯、二乙酰环氧棕榈油酸甘油酯、二乙酰环氧蓖麻油酸甘油酯和二乙酰环氧葵花籽油酸甘油酯中的一种或任意组合。
3.如权利要求1所述的PVC薄膜，其特征在于：所述稳定剂为钙锌稳定剂。
4.如权利要求1所述的PVC薄膜，其特征在于，还包括：颜料0.2-1份。
5.如权利要求1所述的PVC薄膜，其特征在于，还包括：防霉剂0.5-2份。
6.如权利要求1所述的PVC薄膜，其特征在于，包括按照重量份计的以下组分：
PVC树脂 100份； 增塑剂 40-50份； 稳定剂 2-3份；
润滑剂 3-4份； 颜料 0.5-0.8份； 防霉剂 0.5-1份；
其中，所述增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯；
所述稳定剂为钙锌稳定剂。
7.一种如权利要求1所述的PVC薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下：
混料步骤：分别称取配方量的PVC树脂、增塑剂、稳定剂和润滑剂，混合，搅拌均匀，得到第一混合料；
冷却步骤：将所述混合料在搅拌条件下进行冷却，得到第二混合料；
密炼步骤：将所述第二混合料排入密炼机内，加压密炼，得到第一胶体料；
一次开炼步骤：将所述第一胶体料投入开炼机内，进行第一次滚压塑化，得到第二胶体料；
二次开炼步骤：将所述第二胶体料再次投入开炼机内，进行第二次辊压塑化，得到第三胶体料；
过滤步骤：将所述第三胶体料投入过滤机内，过滤，得到熔融料；
成型步骤：将所述熔融料投入压延机内，滚压成型，经冷却、裁边、收卷后，得到最终的PVC薄膜。
8.如权利要求7所述的PVC薄膜的制备方法，其特征在于，在所述混料步骤中，还包括称取颜料0.2-1份和防霉剂0.5-2份，将称取好的PVC树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料和防霉剂一起投入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为680-710r/min，搅拌时间为200-220s，温度为130-140℃；
在所述冷却步骤中，控制搅拌速度为330-360r/min，搅拌时间为30-40s，控制温度在100℃以下；
在所述密炼步骤中，所述密炼机设有两个辊轮，利用辊轮间的剪切力对所述第二混合料进行加工，滚压时间为180-190s，电机电流为220A；
在所述一次开炼步骤中，控制辊筒温度为175-180℃，辊筒线速度为35-42m/min；
在所述二次开炼步骤中，控制辊筒温度为170-175℃，辊筒线速度为32-38m/min；
在所述过滤步骤中，过滤网的目数为120-180目。
9.如权利要求8所述的PVC薄膜的制备方法，其特征在于，在所述混料步骤中，所述搅拌机从上往下依次设置有三层桨叶，采用三层桨叶同时进行搅拌；
所述密炼步骤中，将所述第二混合料排入密炼机中后，再将在所述成型步骤中获得的回收边料加入，然后加压密炼；其中，所述回收边料的重量为所述第二混合料重量的10-15％。
10.如权利要求7所述的PVC薄膜的制备方法，其特征在于，还包括筛选步骤，将PVC树脂放入筛分机中进行筛分，去除杂质后送至储罐；且操作过程中不使用棉纱手套；同时，需要对筛网进行定期清理。
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