CN107955293B - 一种pvc基组合物、pvc手套及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PVC基组合物、PVC手套及其制备方法。本发明提供的PVC基组合物包括PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂；所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油；所述降粘剂为2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯。本发明以特定的配方制备PVC手套，相比于现有常规PVC手套，能够大大减少VOC排放，降低大气污染，较为安全环保，对人体无害，同时还能够保证相当的力学性能。本发明提供的制备方法简单易行，条件温和、易于操作，环境友好，便于规模化生产且符合环保绿色发展理念。

Description

一种PVC基组合物、PVC手套及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种PVC基组合物、PVC手套及其制备方法。

背景技术

PVC防护手套是家务劳作、电子、化工、水产业、玻璃、食品、医院、科研等行业十分常用的防护用品，包括一次性手套、家用手套等类型。传统 PVC防护手套通常包含DINP/DOP增塑剂，2013年12月13日，美国加州环境健康危害评估办公室(OEHHA)将邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)列入到了加州65提案《1986饮用水安全与毒性物质强制执行法》的致癌物质清单，此清单于2013年12月20日生效，根据加州65的相关要求，所有在加州销售含DINP的产品都需要有警告标志，不少产品面临着退出市场。

为解决以上问题，目前，PVC手套行业广泛使用DOTP(对苯二甲酸二辛酯)增塑剂代替原先的DINP/DOP增塑剂，该增塑剂为对苯增塑剂，其生殖毒性小于邻苯增塑剂DINP和DOP。然而，DOTP仍具有较大毒性，随时面临被禁用的风险。另外，目前的PVC手套在加工过程中组分挥发量大，VOC排放严重，造成环境排放污染，违背了绿色可持续发展理念。

虽然环保形势日益严峻，但是PVC手套的变革却十分困难，主要是由于 PVC手套配方中的组分如增塑剂、溶剂或稀释剂等的改变严重制约着PVC手套的性能，采用危害性小的助剂往往使PVC手套的基本物理力学性能显著下降，难以保证其使用性，其对配方乃至工艺的要求都十分严格，故其配方开发是一个长期复杂的过程，没有长时间的人力物力投入和充分验证，难以形成成熟配方，因此，上述排放性严重的PVC手套目前还一直沿用，而如何在降低环境危害、提高环保性的基础上同时保证其力学性能成为业内亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种PVC基组合物、PVC手套及其制备方法。本发明提供的PVC基组合物能够大大减少PVC手套的VOC排放、安全环保，同时还能够保证PVC手套的力学性能。

本发明提供了一种PVC基组合物，包括：PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂；

所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油；

所述降粘剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯。

本发明提供的PVC基组合物采用乙酰柠檬酸三丁酯(即ATBC)和环氧大豆油作为增塑剂，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯(即TXIB)作为降粘剂，与PVC糊树脂和稳定剂协同作用，相比于现有常规PVC手套，能够大大减少 VOC排放，降低大气污染，较为安全环保，对人体无害，同时还能够保证相当的力学性能。

本发明中，所述增塑剂的质量优选为PVC糊树脂的65％～85％，更优选为 70％～85％。在所述用量范围内能够有效减少PVC手套加工过程中的VOC排放，并维持良好的力学性能，若低于65％或高于85％均难以维持排放性与力学性能的平衡。其中，在优选范围70％～85％下能够更好的减少排放并保证力学性能。

本发明中，所述增塑剂中，乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的质量比优选为(50～70)∶(5～20)。本发明对所述增塑剂组分的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述降粘剂的质量优选为PVC糊树脂的10％～40％，更优选为 25％～40％。本发明中，所述降粘剂为增塑降粘剂，与增塑剂协同作用改善PVC 组合物性能，同时作为稀释剂或溶剂，融合PVC组合物各组分，相比于现有脂肪烃类溶剂如D70，能够大大减少VOC排放，更能促进上述各组分融合和相互作用，改善PVC手套的排放性并保证力学性能。本发明对所述降粘剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述稳定剂优选为钙锌稳定剂。所述钙锌稳定剂的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的种类即可，优选包括SBA-203CZ-G钙锌稳定剂、LCX-40P钙锌稳定剂和CZ-F990钙锌稳定剂中的一种或几种。本发明对所述稳定剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述稳定剂的质量优选为PVC糊树脂的0.8％～1.8％。

本发明还提供了一种PVC手套，由上述技术方案所述的PVC基组合物制得。

本发明还提供了一种PVC手套的制备方法，包括以下步骤：

a)将PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂混合，得到浆料；

b)将所述浆料脱泡处理，得到脱泡浆料；

c)将手模浸渍所述脱泡浆料后，进行烘烤、脱模，得到PVC手套。

其中，PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂的种类、用量及来源等均与上述技术方案中所述一致，在此不再一一赘述。

本发明首先将PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂混合，得到浆料。

在一个实施例中，先将增塑剂与降粘剂混合，低速搅拌过程中加入PVC 糊树脂，之后开启快速搅拌，搅拌4～5小时后，加入稳定剂继续搅拌0.5～1小时，得到浆料。在一个实施例中，所述低速搅拌的转速为100～300rpm；所述快速搅拌的转速为400～500rpm。在一个实施例中，所述搅拌过程中的搅拌温度不高于55℃。

搅拌后，优选对浆料进行静置。所述静置的时间优选为24～36h。

静置后，本发明将所述浆料脱泡处理。在一个实施例中，所述脱泡处理的条件为：在-0.09MPa～-0.1MPa下真空脱泡处理0.5～2h。在所述脱泡处理后，得到脱泡浆料。

得到脱泡浆料后，本发明将脱泡浆料投入PVC手套生产线进行生产，得到PVC手套。

所述生产具体包括：将手模浸渍所述脱泡浆料后，进行烘烤、脱模。

在一个实施例中，手模浸渍脱泡浆料前，手模线上温度为65～80℃。

将手模浸渍浆料后，浆料附着于手模上，之后进行烘烤，在一个实施例中，所述烘烤的温度为170～210℃，烘烤的时间为5.5～7min。在一个实施例中，所述烘烤为在热油管式封闭烤箱内进行链式循环烘烤，按照配方在170～210℃内调整烤箱各点的油路温度，总体烘烤时间为5.5～7min。

烘烤后进行脱模，所述脱模处理中，优选先进行爽滑剂浸渍处理。在一个实施例中，浸渍爽滑剂前的线上温度为110～130℃；爽滑剂槽的温度为 50～60℃。在一个实施例中，所述爽滑剂为水性聚氨酯的稀释液。在一个实施例中，所述水性聚氨酯的稀释液中，水性聚氨酯的含量为2wt％。

在进行爽滑剂浸渍处理后，进行卷边脱模处理。在一个实施例中，卷边脱模前的线上温度为75～90℃。在一个实施例中，用橡胶辊在120℃下进行摩擦卷边处理，以便脱模和穿戴使用。

本发明以特定的配方制备PVC手套，相比于现有常规PVC手套，能够大大减少VOC排放，降低大气污染，较为安全环保，对人体无害，同时还能够保证相当的力学性能。本发明提供的制备方法简单易行，条件温和、易于操作，环境友好，便于规模化生产且符合环保绿色发展理念。

实验结果表明：本发明提供的PVC基组合物配方的糊料收率在91％以上，比现有常规PVC手套高出10％以上，有效减少了VOC排放，同时还保证了与现有PVC手套相当的拉伸性能。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例中，所用原料组分均匀市售商品，其中，PVC糊树脂粉由台湾台塑集团提供，牌号为PR-G；D70由金陵石化提供；降粘剂TXIB由伊士曼化工提供；CaZn 稳定剂 由常熟市法爱红化工提供，牌号为SBA-203CZ-G。

实施例1～4、比较例1～3

1.1按照表1所示的配方制备PVC手套：

表1 本发明实施例及比较例PVC手套产品的配方

注：表1中“/”代表无此组分；“初始粘度”指实施例1～4中未引入降粘剂TXIB、比较例1～3中未引入溶剂D70时的粘度。

制备方法如下：

在装有混合搅拌和冷却系统的配料釜中加入增塑剂和降粘剂(或溶剂)，低速搅拌过程中加入PVC糊树脂粉，投料结束后开启快速搅拌，搅拌4小时后，加入稳定剂，继续搅拌1小时，搅拌过程中温度不高于55℃，得到浆料；

搅拌结束后，将浆料输送至静置罐静置24小时；之后，在 -0.09MPa～-0.1MPa下真空脱泡2h，得到脱泡浆料；

将所得脱泡浆料放入生产线进行生产，具体为：

将手模浸渍于所得脱泡浆料中，浆料附着在手模上；将浸渍有浆料的手模放入热油管式封闭烤箱内进行链式循环烘烤，调整烤箱各点的油路温度在 170～210℃，总体烘烤时间为5.5～7min；烘烤完毕后，对烘烤手套浸渍爽滑剂，爽滑剂为水性聚氨酯的稀释液，其中，水性聚氨酯含量为2wt％，浸渍完毕后，用橡胶辊在120℃下摩擦卷边，之后可进行脱模和包装。

上述生产过程中工艺参数为：浸渍浆料前手模线上温度为65～80℃；浸渍爽滑剂前手模线上温度为110～130℃，爽滑剂槽温度为50～60℃；脱模前手模线上温度为75～90℃。

1.2性能测试

(1)烤片挥发情况的考察：

选取1.1所得PVC浆料进行烘烤测试，在手模75℃，烘烤温度210℃下烘烤 5.5min，每种浆料烘烤出6只手套，对比不同浆料的糊料收率，以此测试不同浆料在加工过程中的挥发情况，测试结果参见表2：

表2 本发明实施例及比较例浆料的挥发性测试结果

由表2测试结果可知，实施例1～4的糊料收率在91％以上，相比于比较例 1～3，糊料收率提高了10％以上，由此可知，本发明提供的PVC基组合物配方在加工过程中挥发较小，有效解决了VOC排放问题。

(2)力学性能测试：

选取1.1所得PVC手套进行拉伸性能测试，测试结果参见表3：

表3 本发明实施例及比较例PVC手套产品的力学性能

	克重,g	切片厚度,mm	拉力,N	拉伸强度,MPa	伸长率,％
						实施例1	4.66	0.062	7.62	18	360
实施例2	4.48	0.060	7.44	17	360
						实施例3	4.32	0.058	7.32	17	350
实施例4	4.19	0.059	7.20	16	350
						比较例1	4.55	0.061	7.30	18	360
比较例2	4.36	0.058	7.21	17	340
						比较例3	4.15	0.056	7.11	16	340

注：每个实施例和比较例产品均取6个测试样，表3中各数据均为6个测试样的平均值。

由表3测试结果可知，本发明提供的PVC手套的力学性能能够达到与现有常规PVC手套相当的水平。

由此可知，相比于现有常规PVC手套配方，本发明提供的PVC基组合物配方，不仅能够大大减少VOC的排放，降低大气污染，较为安全环保，对人体无害，同时还能够保证相当的力学性能。

比较例4～6

比较例4：按照实施例1的制备过程制备，不同的是，将环氧大豆油替换为ATBC。

比较例5：按照实施例2的制备过程制备，不同的是，将ATBC替换为环氧大豆油。

比较例6：按照实施例3的制备过程制备，不同的是，将降粘剂TXIB替换为D70。

按照实施例1的性能测试方法对比较例4～6进行测试，结果参见表4：

表4 本发明比较例4～6的性能测试结果

注：表4中“/”代表无法检测。

由表4测试结果可知，与本发明实施例相比，比较例4,6的糊料收率大幅降低，可见，其加工过程挥发性较大，不能有效解决VOC排放问题。同时，比较例4,6的拉伸力学性能大大降低，难以达到与现有PVC手套相当的水平。而比较例5的配方不能成形、无法实现投入生产线正常生产手套。可见，本发明提供的PVC基组合物配方中，特定增塑剂与降粘剂的搭配是必不可少的。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种PVC基组合物，其特征在于，包括：PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂；

所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油；

所述降粘剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯；

所述增塑剂的质量为PVC糊树脂的65％～85％；

所述乙酰柠檬酸三丁酯与环氧大豆油的质量比为(50～70)∶(5～20)；

所述降粘剂的质量为PVC糊树脂的25％～40％。

2.根据权利要求1所述的PVC基组合物，其特征在于，所述增塑剂的质量为PVC糊树脂的70％～85％。

3.根据权利要求1所述的PVC基组合物，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂。

4.根据权利要求1或3所述的PVC基组合物，其特征在于，所述稳定剂的质量为PVC糊树脂的0.8％～1.8％。

5.一种PVC手套，其特征在于，由权利要求1～4中任一项所述的PVC基组合物制得。

6.一种权利要求5所述的PVC手套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将PVC糊树脂、增塑剂、稳定剂和降粘剂混合，得到浆料；

b)将所述浆料脱泡处理，得到脱泡浆料；

c)将手模浸渍所述脱泡浆料后，进行烘烤、脱模，得到PVC手套。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，混合的温度为55℃以下；

所述步骤b)中，脱泡处理的条件为：在-0.09MPa～-0.1MPa下真空脱泡处理0.5～2h；

所述步骤c)中，烘烤的温度为170～210℃，烘烤的时间为5.5～7min。