CN112341734A - 透明制品用环保含氮有机锌pvc热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于PVC热稳定剂技术领域，具体涉及一种透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂及其制备方法。由以下重量份数的原料组成：含氮有机锌25‑35份；透明水滑石15‑25份；辅助热稳定剂5‑10份；润滑剂10‑15份；螯合剂5‑10份；抗氧剂1‑2份；增塑剂5‑10份。本发明以含氮有机锌为主要稳定组分，其余添加螯合剂、润滑剂、抗氧剂、辅助热稳定剂、增塑剂，其具有优良的稳定效应与协同效应。在使用时具备优良的协同效应及润滑效应，可提高PVC制品的热稳定性时间，防止析出、喷霜现象，提高后期耐候性，降低生产成本。

Description

透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明属于PVC热稳定剂技术领域，具体涉及一种透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种最常用的塑料之一，其优点在于强度高、绝缘性好价格低于PP、PE。其最大的缺点是在加工温度条件或长期受热下，易发生分解，解决办法是在PVC加工过程中加入热稳定剂，组织或延缓该过程。另外，聚氯乙烯受热或受紫外线辐射时，也会引起聚合物降解及脱HCl。稳定剂是一种化学助剂,特能抑制PVC在加工成型和使用过程中由于热、光作用而引起的降解和变色。
PVC制品根据透明度可分为不透明、半透明、透明制品三种。PVC透明制品不仅具有透明度高的优点，而且其制品软硬度可根据增塑剂添加量的多少随意调节，因而制品功能多样化，可适应多个领域的性能需求，例如：包装袋、管材、片材、薄膜等。特别是在今年疫情的影响下，透明PVC制品在护目镜领域得到广泛应用。PVC透明制品的发展，带动透明PVC热稳定剂的发展。透明PVC制品要求稳定剂不仅具有优异的热稳定性能，抑制PVC分子链的降解，以及降解带来的变色问题。而且要求热稳定剂与PVC相容性较优，折光率接近，赋予PVC良好的透明性能。
传统PVC透明制品用钙锌稳定剂主要以硬脂酸锌为提高初期稳定性的一种原料，但是硬脂酸锌却存在加工后期促进PVC分解，由于在加工过程中,硬脂酸锌与PVC中不稳定Cl结合，形成氯化锌，其会加速降解PVC，并且其促进PVC降解速度要远远高于PVC释放的HCl促进降解的速度，所以必须添加辅助稳定组分或螯合剂去结合氯化锌，但是正常辅助稳定剂、螯合剂市场价格较高，这样会大大提高钙锌稳定剂的成本价格，平衡价格和性能是一个矛盾,成为此项目的研究重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂及其制备方法，通过添加含氮有机锌替代硬脂酸锌提高初期稳定性能，使制得的PVC热稳定剂具备优良的协同效应及润滑效应，可提高PVC制品的热稳定性时间，防止析出、喷霜现象，提高后期耐候性，降低生产成本。
所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，由以下重量份数的原料组成：
Figure BDA0002807957860000021
其中：
优选地，辅助热稳定剂为二苯甲酰甲烷(DBM)。
优选地，润滑剂为润滑剂AC-6A。
优选地，螯合剂为粉体亚磷酸酯。
优选地，增塑剂为环氧大豆油。
本发明所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂的制备方法，将含氮有机锌、透明水滑石、辅助热稳定剂、润滑剂、螯合剂和抗氧剂混合后，再升温至85-95℃加入增塑剂，然后继续升温至105-115℃，搅拌均匀后，经造粒机造粒即得。
本发明以含氮有机锌为主要稳定组分，其余添加螯合剂、润滑剂、抗氧剂、辅助热稳定剂、增塑剂，其具有优良的稳定效应与协同效应。在使用时具备优良的协同效应及润滑效应，可提高PVC制品的热稳定性时间，防止析出、喷霜现象，提高后期耐候性，降低生产成本。
本发明应用了含氮有机锌原料，此材料具有良好的初期稳定效果，可以提高PVC制品的初期稳定性能，同时兼具优良的透明度、初期白度，适用于PVC透明制品。它的主要稳定机理在于：
1、氨基可以吸收PVC降解释放的HCL，提高长期热稳定性。
2、由于氨基与锌配位键结合，活性锌离子可替代PVC链中的不稳定氯原子，保持初期白度。同时锌离子可以替代PVC链中的不稳定氯原子，提高热稳定性性能。
3、分子结构中氨基络合ZnCL2并抑制锌烧。
同时在此类产品中，用螯合剂、辅助热稳定剂解决PVC加工中期稳定阶段，用抗氧剂改善后期耐候性，从而设计出性价比高、透明度高产品。
本发明的试验对照主要从初期白度、透明度、长期热稳定性三个方向进行试验说明。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
按国标GB2113-82“塑料白度实验方法”本发明制备的含氮有机锌PVC热稳定剂与传统透明制品用钙锌稳定剂相比，具有较出色的初期白度，具有较好的热稳定性能。通过透明度试验发现，使用含氮有机锌PVC热稳定剂生产片材具有更高的透光度。由动态稳定性能对比试验，也可发现，使用本发明制备的含氮有机锌PVC热稳定剂可以使PVC塑料的塑化能力增强，动态热稳定时间明显延长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例中用到的所有原料若无特殊说明，均为市购。
实施例1
所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，由以下重量份数的原料组成：
Figure BDA0002807957860000031
制备方法如下：
常温下，在高速混合机中加入含氮有机锌、透明水滑石、DBM、润滑剂AC-6A、粉体亚磷酸酯和抗氧剂，保温持续搅拌，在90℃加入环氧大豆油，充分搅拌升温至110℃，物料搅拌均匀后，把物料放出，通过造粒机造粒得到产品。
将实施例1制备的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂与传统的透明制品用钙锌稳定剂，在相同条件下制备PVC透明片材，配方组分见表1。
表1配方组分(以重量份数计)
原材料 对比例1 实施例1
PVC(齐鲁S-1000) 55 55
增塑剂DOP 24.75 24.75
MD91011 0.54 0.54
传统透明制品用钙锌稳定剂 5 /
添加本发明含氮有机锌热稳定剂 / 5
制备：按上述表1中的配方将对比例1、实施例1分别用小型高混机配好均匀，再将混合料在开炼机上170℃塑炼5min。制成1mm的试片备用。分别标记对比例1和实施例1。
透光率及雾度检测
将对比例1和实施例1试样剪成4×4cm大小，放入透光率及雾度检测模具中，再放入透光率/雾度检测仪中检测，记录数据，每个样品测定6次，取六组数据平均值。检测结果见表2。
表2透光率及雾度检测结果
类别 对比例1 实施例1
透光度t 86.55 89.8
雾度h 5.8％ 3.5％
由表2可以看出，使用本发明含氮有机锌PVC热稳定剂做出的透明片材具有更好的透光度以及更低的雾度。
初期白度检测
把按照表1配方组分制备的对比例1和实施例1做出的片材进行耐热白度实验，表3是将试片混合料在开炼机上170放在用白度为85％的标准白度板检验过的白度仪中测试的相对白度值。从表3中可发现，添加透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂的钙锌稳定剂与等价传统钙锌稳定剂相比，具有较出色的热稳定性。
表3
代号 对比例1 实施例1
L 91.60 95.40
a -0.61 -0.53
b 6.58 6.1
c 6.61 6.50
H 95.30 96.28
由动态热稳定性能对比实验也可以发现，使用透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂可使PVC塑料的动态热稳定性时间明显增长，实验结果见表4。
表4
Figure BDA0002807957860000041
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：
Figure FDA0002807957850000011
2.根据权利要求1所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，其特征在于：辅助热稳定剂为二苯甲酰甲烷。
3.根据权利要求1所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，其特征在于：润滑剂为润滑剂AC-6A。
4.根据权利要求1所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，其特征在于：螯合剂为粉体亚磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂，其特征在于：增塑剂为环氧大豆油。
6.一种权利要求1-5任一所述的透明制品用环保含氮有机锌PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于：将含氮有机锌、透明水滑石、辅助热稳定剂、润滑剂、螯合剂和抗氧剂混合后，再升温至85-95℃加入增塑剂，然后继续升温至105-115℃，搅拌均匀后，经造粒机造粒即得。
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