CN111117132A - 一种高耐油性pvc软塑料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐油性pvc软塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐油性PVC软塑料及其制备方法。由以下原料按照重量分数组成：PVC 100～110份，增塑剂60～70份，复合稳定剂3～5份，硬脂酸钡2～3份，石蜡0.2～0.3份，填料40～45份，抗氧剂0.15～0.2份，丙烯酸十八烷基酯10～12份，丙烯酸羟丙酯3～8份，引发剂0.7～1份，催化剂0.3～0.5份。本发明PVC软塑料，显著增强材料的耐油性能，有效提高PVC软塑料的物理机械性能，在加工过程和应用过程中，避免了制品中的增塑剂、润滑剂等加工助剂易被浸出或易迁移到制品表面造成的影响。

Description

一种高耐油性PVC软塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，涉及聚乙烯材料领域，具体为一种高耐油性PVC软塑料及其制备方法。
背景技术
PVC(聚氯乙烯)是具有较好综合性能的通用型塑料，价格低廉，被广泛应用于各个领域，一般通过添加增塑剂、稳定剂、填料、润滑剂、着色剂等各种助剂加工制得软质PVC塑料制品。PVC材料具有良好的耐化学品、耐油性、电气绝缘性、电气性能、尺寸稳定性、阻燃成本低等特点，但热稳定性、抗冲击性等不足。耐油性是塑料制品的一项重要指标，评价塑料抵抗油类引起溶解，溶胀，开裂，变形或物理性能降低的能力。通常由于PVC制品在加工成型中所添加的增塑剂、润滑剂等助剂多为小分子化合物，在加工过程和应用过程中，制品中的增塑剂、润滑剂等加工助剂与油类物质相容性不好，易被浸出或易迁移到制品表面造成一定影响，导致PVC制品变硬，变形，最终影响PVC制品的其他性能。目前，通常用物理共混方法添加丁腈橡胶或添加高分子聚酯增塑剂的方法来提高PVC软塑料的耐油性能，但是效果不理想，且存在局限性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高耐油性PVC软塑料及其制备方法。本发明用化学改性的方法，在PVC挤出加工过程中，在PVC分子链上引入一种丙烯酸长链烷基酯单体和具有协同效应的羟基单体，接枝后的PVC软塑料，不仅显著的增强了材料的耐油性能，而且还能有效地提高PVC软塑料的物理机械性能，在加工过程和应用过程中，避免了制品中的增塑剂、润滑剂等加工助剂易被浸出或易迁移到制品表面造成的影响。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种高耐油性PVC软塑料，按照以下重量分数组成：
Figure BDA0002352223560000011
Figure BDA0002352223560000021
优选上述高耐油性PVC软塑料，按照以下重量分数组成：
Figure BDA0002352223560000022
优选上述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
优选上述复合稳定剂为钙锌复合稳定剂。
优选上述填料为碳酸钙。
优选上述抗氧剂为抗氧剂1010。
优选上述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
优选上述催化剂为N,N-二异丙基乙醇胺。
上述高耐油性PVC软塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)PVC混合料的制备：按配方比例，依次将PVC、复合稳定剂、硬脂酸钡、石蜡和抗氧剂加入高速混合机中，搅拌后升温至85-95℃，再依次加入增塑剂和填料，搅拌，得到PVC混合料，出料备用；此步骤搅拌后升温的温度为85-95℃，不仅保证增塑剂更好被PVC吸收，有利于进一步搅拌均匀，而且避免了温度过高引起的增塑剂易结团。
(2)混合物的制备：按配方比例，将丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸羟丙酯、引发剂与催化剂混合成混合液；
(3)进料：将上述PVC混合料以70-80kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机的第一进料口；将上述步骤(2)得到的混合液在1.5-1.8MPa的压力下，以11-12kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机的第二进料口；
所述的第一进料口和第二进料口之间的距离以及第二进料口和挤出机末端的距离之比为20：28；
(4)挤出：在双螺杆挤出机上挤出高耐油性PVC软塑料。
物料在挤出机平均停留时间为1.8-2.3min；PVC分子链接枝反应随之发生，温度逐渐从第一区段的110℃逐渐升温到第八区段的170℃，挤出机末段温度逐步降至120℃；
所述的双螺杆挤出机的运行速率为110-120r/min。
所述的方法中，双螺杆挤出机在挤出过程中，各区段的温度设置如下表：
区段 1区 2区 3区 4区 5区 6区
温度℃ 110～120 120～130 130～140 140～150 150～160 160～170
区段 7区 8区 9区 10区 11区 12区
温度℃ 160～170 160～170 140～150 130～140 120～130 120～125
其中，双螺杆挤出机为长径比为48：1的双螺杆挤出机，挤出机上有12个区段，有2个进料口，第一进料口位于挤出机第一个区段处，第二进料口位于挤出机第五个区段处。
本发明的有益效果：本发明用化学改性的方法，在PVC挤出加工过程中，在PVC分子链上引入一种丙烯酸长链烷基酯单体：丙烯酸十八烷基酯和具有协同效应的羟基单体：丙烯酸羟丙酯(HPA)；在引发剂和催化剂的作用下，在PVC分子链上发生接枝反应，接枝后的所制得的PVC软塑料经流变仪测试分析发现：PVC接枝后，分子链互相缠绕明显增强，使得增塑剂等小分子助剂不易从分子间迁移出来，有效的改善了小分子助剂易被浸出或易迁移到制品表面对PVC制品性能造成的影响；而且接枝的丙烯酸长链烷基酯单体丙烯酸十八烷基酯对PVC起明显内增塑效果。因此，接枝后的PVC软塑料，不仅大大增强了耐油性能，而且还能有效地提高PVC软塑料的物理机械性能。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行进一步解释说明。
其中，N,N-二异丙基乙醇胺购自成都化夏化学试剂有限公司；丙烯酸十八烷基酯购自浙江康德新材料有限公司；丙烯酸羟丙酯购自湖北远成塞创科技有限公司孝南分公司；DCP购自合肥安邦化工有限公司；其它原材料均为普通市售所得。
实施例1
高耐油性PVC软塑料及其制备方法，由以下原料按照重量分数组成：
Figure BDA0002352223560000041
所述的高耐油性PVC软塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)PVC混合料的制备：按配方比例，依次将PVC、钙锌复合稳定剂、硬脂酸钡、石蜡和抗氧剂1010加入高速混合机中，搅拌2分钟后升温至95℃，再加入DOP，搅拌约6分钟，加入碳酸钙，搅拌3分钟后得到PVC混合料，出料备用；
(2)混合物的制备：按配方比例，将丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸羟丙酯、DCP与N,N-二异丙基乙醇胺混合成混合液；
(3)进料：将上述PVC混合料以75kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机上第一个区段处的第一进料口；将上述(2)中的混合液在1.5MPa的压力下，以11.3kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机上第五个区段处的第二进料口；
物料在挤出机平均停留时间为1.8min；PVC分子链接枝反应随之发生，温度逐渐从第一区段的110℃逐渐升温到第八区段的170℃，挤出机末段温度逐步降至120℃；
第一进料口和第二进料口之间的距离以及第二进料口和挤出机末端的距离之比为20：28；
(4)挤出：在双螺杆挤出机上挤出高耐油性PVC软塑料。
所述的双螺杆挤出机的运行速率为110r/min。
双螺杆挤出机在挤出过程中，各区段的温度设置如表1所示：
表1
区段 1区 2区 3区 4区 5区 6区
温度℃ 110～120 120～130 130～140 140～150 150～160 160～170
区段 7区 8区 9区 10区 11区 12区
温度℃ 160～170 160～170 140～150 130～140 120～130 120～125
其中，双螺杆挤出机为长径比为48：1的双螺杆挤出机，挤出机上有12个区段，有2个进料口，第一进料口位于挤出机第一个区段处，第二进料口位于挤出机第五个区段处。
实施例2
高耐油性PVC软塑料及其制备方法，由以下原料按照重量分数组成：
Figure BDA0002352223560000051
上述高耐油性PVC软塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)PVC混合料的制备：按配方比例，依次将PVC、钙锌复合稳定剂、硬脂酸钡、石蜡和抗氧剂1010加入高速混合机中，搅拌3分钟后升温至85℃，再加入DOP，搅拌约6分钟，加入碳酸钙，搅拌3分钟后得到PVC混合料，出料备用；
(2)混合物的制备：按配方比例，将丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸羟丙酯、DCP与N,N-二异丙基乙醇胺混合成混合液；
(3)进料：将上述PVC混合料以75kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机上第一个区段处的第一进料口；将上述(2)中的混合液在1.8MPa的压力下，以11.3kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机上第五个区段处的第二进料口；
物料在挤出机平均停留时间为2.3min；PVC分子链接枝反应随之发生，温度逐渐从第一区段的110℃逐渐升温到第八区段的170℃，挤出机末段温度逐步降至120℃；
所述的第一进料口和第二进料口之间的距离以及第二进料口和挤出机末端的距离之比为20：28；
(4)挤出：在双螺杆挤出机上挤出高耐油性PVC软塑料。
所述的双螺杆挤出机的运行速率为110r/min。
双螺杆挤出机在挤出过程中，各区段的温度设置如表2所示：
表2
区段 1区 2区 3区 4区 5区 6区
温度℃ 110～120 120～130 130～140 140～150 150～160 160～170
区段 7区 8区 9区 10区 11区 12区
温度℃ 160～170 160～170 140～150 130～140 120～130 120～125
其中，双螺杆挤出机为长径比为48：1的双螺杆挤出机，挤出机上有12个区段，有2个进料口，第一进料口位于挤出机第一个区段处，第二进料口位于挤出机第五个区段处。
测试例1
对上述实施例1、实施例2所得到的高耐油性PVC软塑料和普通的PVC软塑料根据检测标准分别进行检测。
依据GB/T11547-2008耐油测试标准，对塑料耐液体，化学试剂性能测试。试样测试条件如下：
(1)试验测试试液：重油；
(2)试样：长×宽为60mm×60mm，厚度为1.0mm-1.1mm的立方块；
(3)浸泡：浸泡温度为70℃±2℃，浸泡时间为168小时(一周)；
(4)浸泡后立即称重。
检测结果如表3所示：
表3实施例1-2所得产品和普通的PVC软塑料性能参数
Figure BDA0002352223560000071
其中，普通的PVC软塑料为市售所得，为市面上可以随意买到的普通的PVC软塑料。
由表3说明，本发明接枝后的PVC软塑料各性能较好，且优于未接枝的PVC软塑料，说明接枝后的PVC软塑料，不仅显著的增强了材料的耐油性能，而且还能有效地提高PVC软塑料的物理机械性能。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种高耐油性PVC软塑料，其特征在于，由以下原料按照重量分数组成：
Figure FDA0002352223550000011
2.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
3.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的复合稳定剂为钙锌复合稳定剂。
4.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的填料为碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
6.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
7.根据权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料，其特征在于，所述的催化剂为N,N-二异丙基乙醇胺。
8.一种权利要求1所述的高耐油性PVC软塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)PVC混合料的制备：按配方比例，依次将PVC、复合稳定剂、硬脂酸钡、石蜡和抗氧剂加入高速混合机中，搅拌后升温至85-95℃，再依次加入增塑剂和填料，搅拌，得到PVC混合料，出料备用；
(2)混合物的制备：按配方比例，将丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸羟丙酯、引发剂与催化剂混合成混合液；
(3)进料：将上述PVC混合料以70-80kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机的第一进料口；将上述步骤(2)得到的混合液在1.5-1.8MPa的压力下，以11-12kg/h的进料速度加入双螺杆挤出机的第二进料口；
所述的第一进料口和第二进料口之间的距离以及第二进料口和挤出机末端的距离之比为20：28；
(4)挤出：在双螺杆挤出机上挤出高耐油性PVC软塑料。
9.根据权利要求8所述的高耐油性PVC软塑料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的运行速率为110-120r/min。
10.根据权利要求8所述的高耐油性PVC软塑料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机在挤出过程中，各区段的温度设置如下表：
区段 1区 2区 3区 4区 5区 6区 温度℃ 110～120 120～130 130～140 140～150 150～160 160～170 区段 7区 8区 9区 10区 11区 12区 温度℃ 160～170 160～170 140～150 130～140 120～130 120～125
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