CN108530792A - 一种低气味低voc聚氯乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,按重量份数计包括以下组分:聚氯乙烯树脂100份;增塑剂35份~45份;稳定剂5份~8份;润滑剂0.3份~0.8份;阻燃剂2份~4份;无机填料20份~40份;抗氧剂0.3份~1.0份。本发明的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料及其制备方法,用于汽车绝缘线束领域,通过沸石粉及锐钛型纳米二氧化钛吸附材料中有气味的小分子物质,并针对现有技术改进了PVC的混炼及押出工艺,调整了投料顺序及投料时间,按此混炼工艺生产,可以降低PVC的气味等级,并且增加了特殊后处理工艺,即增加了成品混拌及热循环烘料处理,所得的产品在满足汽车线束的基本性能要求的同时降低了整车气味及VOC。
Description
技术领域
本发明涉及新材料技术领域,具体地是涉及一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
目前,国内汽车线领域大多采用PVC作为基础原料,添加增塑剂及稳定剂等其他助剂,此种汽车线材料虽然能够满足汽车线束基本性能要求,但是气味偏大且VOC指标较高。随着人们的环保意识逐渐提高,低气味及低VOC产品必将成为主流。现有技术并未能够满足汽车线束基本性能的同时满足低气味、低VOC的环保指标。
中国专利CN201510808087.X公开了低气味电线电缆护套胶料,这种材料使用复配增塑剂并使用105℃钙锌稳定剂,通过双螺杆挤出。此款材料具有耐刮磨、低气味特性。但是配方中使用非环保的重金属钡盐且VOC指标并未得到明显的改善。
中国专利CN201410116452.6公开了一种用于汽车的聚氯乙烯电缆料及其制备方法,通过普通双螺杆生产工艺基础造粒,采用特制的助剂改善材料的耐刮磨性能,但是配方中的原材料较多,存在原料的选取及一致性难以得到保证的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,按重量份数计包括以下组分:聚氯乙烯树脂100份;增塑剂35份~45份;稳定剂5份~8份;润滑剂0.3份~0.8份;阻燃剂2份~4份;无机填料20份~40份;抗氧剂0.3份~1.0份。
进一步的,所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。
进一步的,所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯或偏苯三酸三辛酯中的任意一种或两种。
进一步的,所述稳定剂为钙锌稳定剂。
进一步的,所述润滑剂为高熔点PE蜡。
进一步的,所述阻燃剂为三氧化二锑。
进一步的,所述无机填料为纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙、重质碳酸钙、沸石粉和锐钛型纳米二氧化钛形成的复合填料,纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比为8:3:1至8:5:1,沸石粉和锐钛型纳米二氧化钛的质量比为为2:1至1:1。
进一步的,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比3:1-1:1形成的复合抗氧剂。
一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按重量配比称取原料,先将所述聚氯乙烯树脂和稳定剂投入高混机中,加热并以300rpm~500rpm转速搅拌2min,然后加入2/3的所述增塑剂,以1500rpm~2500rpm转速搅拌并加热至80℃,高混机中开始产生气味的时候加入除所述阻燃剂和剩余1/3的所述增塑剂以外的原料,当料温升至100℃~110℃时加入剩余1/3的所述增塑剂,当料温升至120℃~130℃时加入所述阻燃剂,并继续加热搅拌至料温达到140℃~150℃;
2)将步骤1)混炼后得到的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为120℃~150℃,真空度为-0.08MPa~-0.1MPa,主机转速为40Hz~60Hz,喂料速度为40Hz~50Hz,成品粒子混拌15min~30min;
3)将步骤2)混拌后的粒子在70℃烘桶中热循环烘料4小时-8小时。
采用上述技术方案,本发明至少包括如下有益效果:本发明的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料及其制备方法,用于汽车绝缘线束领域,锐钛型纳米二氧化钛为疏松粉末材料,沸石粉为多孔性材料,通过沸石粉及锐钛型纳米二氧化钛吸附材料中有气味的小分子物质,锐钛型纳米二氧化钛具有良好粉分散性及耐候性,能够提高材料整体的稳定性,且在光线中紫外线的作用下能够长久杀菌;并针对现有技术改进了PVC的混炼及押出工艺,调整了投料顺序及投料时间,按此混炼工艺生产,可以降低PVC的气味等级,并且增加了特殊后处理工艺,即增加了成品混拌及热循环烘料处理,所得的产品在满足汽车线束的基本性能要求的同时降低了整车气味及VOC。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,按重量份数计包括以下组分:
聚氯乙烯树脂100份;
增塑剂邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯35份;
钙锌稳定剂5份;
润滑剂高熔点PE蜡0.5份;
阻燃剂三氧化二锑2份;
无机填料20份;
抗氧剂0.3份。
其中,聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。
无机填料包括碳酸钙19份,沸石粉0.5份,锐钛型纳米二氧化钛0.5份;其中碳酸钙为纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙、重质碳酸钙按质量比8:3:1形成的复合碳酸钙。
抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)按质量比3:1形成的复合抗氧剂。
一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按重量配比称取原料,先将聚氯乙烯树脂和稳定剂投入高混机中,加热并以300rpm转速搅拌2min,然后加入2/3的增塑剂,以1500rpm转速搅拌并加热至80℃,高混机中开始产生气味的时候加入除阻燃剂和剩余1/3的增塑剂以外的原料,当料温升至110℃时加入剩余1/3的增塑剂,当料温升至125℃时加入阻燃剂,并继续加热搅拌至料温达到140℃;
2)将步骤1)混炼后得到的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为120℃,真空度为-0.08MPa,主机转速为40Hz,喂料速度为40Hz,成品粒子混拌15min;
3)将步骤2)混拌后的粒子在70℃烘桶中热循环烘料4小时。
实施例2
本实施例的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,按重量份数计包括以下组分:
聚氯乙烯树脂100份;
增塑剂偏苯三酸三辛酯45份;
钙锌稳定剂8份;
润滑剂高熔点PE蜡0.8份;
阻燃剂三氧化二锑4份;
无机填料40份;
抗氧剂1.0份。
其中,聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。
无机填料包括碳酸钙30份,沸石粉5份,锐钛型纳米二氧化钛5份;其中碳酸钙为纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙、重质碳酸钙按质量比8:4:1形成的复合碳酸钙。
抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)按质量比2:1形成的复合抗氧剂。
一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按重量配比称取原料,先将聚氯乙烯树脂和稳定剂投入高混机中,加热并以500rpm转速搅拌2min,然后加入2/3的增塑剂,以2500rpm转速搅拌并加热至80℃,高混机中开始产生气味的时候加入除阻燃剂和剩余1/3的增塑剂以外的原料,当料温升至105℃时加入剩余1/3的增塑剂,当料温升至130℃时加入阻燃剂,并继续加热搅拌至料温达到150℃;
2)将步骤1)混炼后得到的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为150℃,真空度为-0.1MPa,主机转速为60Hz,喂料速度为50Hz,成品粒子混拌25min;
3)将步骤2)混拌后的粒子在70℃烘桶中热循环烘料8小时。
实施例3
本实施例的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,按重量份数计包括以下组分:
聚氯乙烯树脂100份;
增塑剂邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)32份和增塑剂偏苯三酸三辛酯(TOTM)10份;
钙锌稳定剂6份;
润滑剂高熔点PE蜡0.3份;
阻燃剂三氧化二锑3.5份;
无机填料35份;
抗氧剂0.8份。
其中,聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。
无机填料包括碳酸钙32份,沸石粉2.0份,锐钛型纳米二氧化钛1.0份;其中碳酸钙为纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙、重质碳酸钙按质量比8:5:1形成的复合碳酸钙。
抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)按质量比1:1形成的复合抗氧剂。
一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按重量配比称取原料,先将聚氯乙烯树脂和稳定剂投入高混机中,加热并以380rpm转速搅拌2min,然后加入2/3的增塑剂,以1900rpm转速搅拌并加热至80℃,高混机中开始产生气味的时候加入除阻燃剂和剩余1/3的增塑剂以外的原料,当料温升至100℃时加入剩余1/3的增塑剂,当料温升至120℃时加入阻燃剂,并继续加热搅拌至料温达到145℃;
2)将步骤1)混炼后得到的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为140℃,真空度为-0.09MPa,主机转速为45Hz,喂料速度为45Hz,成品粒子混拌30min;
3)将步骤2)混拌后的粒子在70℃烘桶中热循环烘料6小时。
对比例
一种聚氯乙烯复合材料,按质量份数计包括以下组分:
聚氯乙烯树脂100份;
增塑剂DPHP 45份;
钙锌稳定剂7份;
润滑剂高熔点PE蜡0.3份;
阻燃剂三氧化二锑3份;
重质碳酸钙40份;
硬脂酸钙0.2份;
抗氧剂1010 0.5份。
上述聚氯乙烯树脂粉聚合度为1300。
本对比例的一种聚氯乙烯复合材料的制备方法,包括以下步骤:按重量配比称取原料,将除三氧化二锑以外的粉体原料投入高混机中加热并以400rpm转速搅拌2min后加入2/3的液体增塑剂,以2300rpm转速搅拌并加热至料温到105℃,此时加入剩余1/3的液体增塑剂,当料温达到120℃时加入Sb2O3,并继续加热搅拌至料温达到150℃。混炼后的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为140℃,真空度为-0.09MPa,主机转速为45Hz,喂料速度为45Hz,成品粒子混拌30min。将混拌后的粒子在70℃烘桶中烘料4小时。
实验例
将实施例1-3和对比例分别进行性能测试,性能测试均按照ISO6722标准测试,气味及VOC采用长安企标测试。测试结果如下:
综上所述,本发明的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料及其制备方法,用于汽车绝缘线束领域,锐钛型纳米二氧化钛为疏松粉末材料,沸石粉为多孔性材料,通过沸石粉及锐钛型纳米二氧化钛吸附材料中有气味的小分子物质,锐钛型纳米二氧化钛具有良好粉分散性及耐候性,能够提高材料整体的稳定性,且在光线中紫外线的作用下能够长久杀菌;并针对现有技术改进了PVC的混炼及押出工艺,调整了投料顺序及投料时间,按此混炼工艺生产,可以降低PVC的气味等级,并且增加了特殊后处理工艺,即增加了成品混拌及热循环烘料处理,所得的产品在满足汽车线束的基本性能要求的同时降低了整车气味及VOC。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:按重量份数计包括以下组分:聚氯乙烯树脂100份;增塑剂35份~45份;稳定剂5份~8份;润滑剂0.3份~0.8份;阻燃剂2份~4份;无机填料20份~40份;抗氧剂0.3份~1.0份。
2.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。
3.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯或偏苯三酸三辛酯中的任意一种或两种。
4.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述稳定剂为钙锌稳定剂。
5.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述润滑剂为高熔点PE蜡。
6.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述阻燃剂为三氧化二锑。
7.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述无机填料为纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙、重质碳酸钙、沸石粉和锐钛型纳米二氧化钛形成的复合填料,纳米碳酸钙、活性轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比为8:3:1至8:5:1,沸石粉和锐钛型纳米二氧化钛的质量比为为2:1至1:1。
8.如权利要求1所述的一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料,其特征在于:所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比3:1-1:1形成的复合抗氧剂。
9.如权利要求1-8中任意一种低气味低VOC聚氯乙烯复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)按重量配比称取原料,先将所述聚氯乙烯树脂和稳定剂投入高混机中,加热并以300rpm~500rpm转速搅拌2min,然后加入2/3的所述增塑剂,以1500rpm~2500rpm转速搅拌并加热至80℃,高混机中开始产生气味的时候加入除所述阻燃剂和剩余1/3的所述增塑剂以外的原料,当料温升至100℃~110℃时加入剩余1/3的所述增塑剂,当料温升至120℃~130℃时加入所述阻燃剂,并继续加热搅拌至料温达到140℃~150℃;
2)将步骤1)混炼后得到的粉料经冷拌缸进入具有抽真空功能的双螺杆挤出机,挤出机押出温度为120℃~150℃,真空度为-0.08MPa~-0.1MPa,主机转速为40Hz~60Hz,喂料速度为40Hz~50Hz,成品粒子混拌15min~30min;
3)将步骤2)混拌后的粒子在70℃烘桶中热循环烘料4小时-8小时。
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