CN112759860B - 一种低气味硬质pvc材料及其制备方法 - Google Patents

一种低气味硬质pvc材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬质PVC材料，所述材料包括如下按重量份计算的组分：PVC树脂80～100份；热稳定剂2～10份；光扩散剂2～10份；润滑剂1～6份；加工助剂0‑20份；所述光扩散剂为笼型聚倍半硅氧烷结构的有机硅微粉。所述硬质PVC材料的雾度小于等于10％，气味等级小于等于3.5，能够应用于对透明度和气味有较高要求的领域。

Description

一种低气味硬质PVC材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性塑料技术领域，更具体地，涉及一种低气味硬质PVC材料及其制备方法。
背景技术
硬质PVC材料具有难燃自熄性、耐化学腐蚀性、韧性强等优点，长期应用于汽车制造、家用电器、建材卫浴等领域，同时较为低廉的价格也可以替代一部分通用塑料。但是如果要应用在对透明度有较高要求的领域，则不能直接使用，一般地，要提高透明度、降低雾度需要加入光扩散剂等物质，另外随着各行业对材料环保要求的不断提高，硬质PVC材料较大的气味问题影响了产品的推广和应用。
硬质PVC材料配方成分复杂，稳定剂、润滑剂、加工助剂、增韧剂等原材料都是气味的来源，尤其是硫醇类甲基锡稳定剂的气味非常刺鼻难闻，现有技术一般通过添加除味剂、高温烘烤等手段对硬质PVC材料进行气味改善，或者替换硫醇类甲基锡稳定剂，但是这只会少许降低气味等级，而且硬质PVC的耐热性能也会下降。
目前针对硬质PVC并没有同时解决透明度和气味等级问题的方法，对于气味问题，中国专利(CN110885518A)公开了一种硬质低气味PVC膜及其制备方法，主要采用了马来酸类有机锡热稳定剂替代硫醇类甲基锡稳定剂，但是这种方法只能减少一部分气味来源，且材料的综合性能下降，如果要应用于对透明度有较高要求的领域也较为困难。
发明内容
本发明为克服上述PVC材料雾度高、气味高的缺陷，提供一种低气味硬质PVC材料。
本发明的另一目的在于提供所述低气味硬质PVC材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述低气味硬质PVC的制品。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种低气味硬质PVC材料，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002861892570000021
所述光扩散剂为笼型聚倍半硅氧烷结构的有机硅微粉。
光扩散剂主要用来提高复合材料的光学性能，发明人在体系中添加笼型聚倍半硅氧烷结构的有机硅微粉用来降低硬质PVC材料的雾度，使得能够应用于对光学性能有要求的领域，但是发明人意外发现，有机硅微粉的作用不仅只是改善了雾度，而且还能够大幅度降低硬质PVC材料的气味，其气味等级低于目前在PVC材料中添加除味剂后得到的材料气味，这可能是因为含有笼型结构的有机硅微粉具有超大的中空结构，能够大量吸附PVC材料的气味分子。
所述PVC树脂选自聚合度大于等于700的PVC树脂。
优选地，所述有机硅微粉的平均粒径在1～5μm之间。
优选地，所述有机硅微粉的平均粒径在1～3μm之间。当所述有机硅微粉的平均粒径在1～3μm时材料的雾度更低、除味效果更佳。
优选地，所述热稳定剂为钡锌稳定剂和硫醇甲基锡稳定剂的混合物。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸和石蜡中的一种或多种。
优选地，所述加工助剂为增韧剂、抗氧剂中的一种或两种。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或芳香胺类抗氧剂中的至少一种。
优选地，所述增韧剂为MBS树脂—甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的接技共聚物。
本发明提供所述低气味硬质PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.按比例称取PVC树脂、热稳定剂、润滑剂和加工助剂混合均匀；接着称取光扩散剂加入后搅拌获得混合料；
S2.将步骤S1中获得的混合料挤出、造粒，烘干即得所述低气味硬质PVC材料。
一种低气味硬质PVC制品，含有所述低气味硬质PVC材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种低气味硬质PVC材料，通过在材料中加入光扩散剂有机硅微粉，不仅能改善PVC材料的雾度，而且还能除去PVC材料中的气味，所述硬质PVC材料的雾度小于等于10％，气味等级小于等于3.5，能够应用于对透明度和气味等级有较高要求的领域。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
PVC树脂A：聚合度700购自天津大沽化工有限公司，牌号为PVC DG-700；
PVC树脂B：聚合度1000购自东曹化工有限公司，牌号为PVC TG-1000；
PVC树脂C：聚合度1300购自天津乐金渤海化学有限公司，牌号为PVC TL-1300；
PVC树脂D：聚合度400购自云南博郡化工有限公司，牌号为PVC B-45；
PVC树脂E：聚合度1800购自台塑化工有限公司，牌号为PVC S-80；
热稳定剂：钡锌稳定剂与硫醇甲基锡稳定剂的质量比为2：1，
所述钡锌稳定剂购自艾迪科精细化工有限公司，牌号为AC-255E，
所述硫醇甲基锡稳定剂购自皮姆斯化学有限公司，型号为TM-504ER；
光扩散剂A1：笼型聚倍半硅氧烷的有机硅微粉平均粒径1μm购自长兴化学工业股份有限公司，牌号为ETERPEARL DF1010；
光扩散剂A2：笼型聚倍半硅氧烷的有机硅微粉平均粒径2μm购自广州市广璘化工科技有限公司，牌号为GL-60；
光扩散剂A3：笼型聚倍半硅氧烷的有机硅微粉平均粒径3μm购自长兴化学工业股份有限公司，牌号为ETERPEARL DF30B5；
光扩散剂A4：笼型聚倍半硅氧烷的有机硅微粉平均粒径5μm购自爱克工业株式会社，牌号为GSM-0553S；
光扩散剂B：脂肪族酯类，购自广州市源雅化工有限公司，牌号为YY-502，二氧化硅：市售；
润滑剂：硬脂酸钙，购自百利合化工(中山)有限公司，牌号为Calcium Stearate(BS-3818)；
加工助剂：增韧剂，购自电气化学工业株式会社，牌号为MBS TH-21。
下面实施例和对比例均通过以下方法制备硬质PVC材料，按照表1～3的重量比称取各组分；具体步骤如下：
S1.按比例称取PVC树脂、热稳定剂、润滑剂和加工助剂在高混机中，加热至100～105℃并进行混合；接着称取光扩散剂加入后搅拌获得混合料，高速混合至温度为110～120℃；
S2.将步骤S1中获得的混合料在锥形螺杆挤出机中挤出、造粒，烘干即得所述低气味硬质PVC材料。
实施例1～7
表1实施例1～7的配方(份)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
PVC树脂B 80 90 100 90 90 90 90
热稳定剂 5 5 5 5 5 5 5
光扩散剂A1 6 6 6 2 5 8 10
润滑剂 2 2 2 2 2 2 2
加工助剂 2 2 2 2 2 2 2
实施例8～15
表2实施例8～15的配方(份)
Figure BDA0002861892570000041
Figure BDA0002861892570000051
对比例1～5
表3对比例1～5的配方(份)
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
PVC树脂B 90 90 90 90 90
热稳定剂 5 5 5 5 5
光扩散剂A1 — — — 1 30
光扩散剂B 6 — — — —
二氧化硅 — 6 — — —
润滑剂 2 2 2 2 2
加工助剂 2 2 2 2 2
将上述实施例1～15和对比例1～5制备得到的硬质PVC材料，进行以下性能测试，测试所参照标准和方法如下：
气味性能测试方法：采用PV 3900气味测试标准，指定LEIFHEIT公司的EINKOCISPAβ容器作为标准容器，取20±0.1g粒料于容器中，在80±2℃烘箱中烘烤2h±10min后取出，冷却至60±5℃时测试气味，测试人员不得少于3人。
气味等级标准：PV 3900共有6个等级，1级代表无气味，2级代表有明显气味，3级代表非常明显气味，但不令人反感，4级代表可以忍受的气味，5级代表非常令人讨厌的气味，6级代表无法忍受的气味。为区分材料气味等级的差异，级数间可以0.1级为区分度。
现行业多以气味等级小于等于3.5级作为低气味标准。
雾度测试：测试仪器为上海申光仪器仪表公司生产的WGT-S，根据标准测试GB2410-80。
表4实施例和对比例的数据
Figure BDA0002861892570000052
Figure BDA0002861892570000061
从实施例1～3看，PVC树脂粉对材料的透光率和气味影响较小，
从实施例2和4～7看，光扩散剂含量增加，材料的气味等级变低，雾度变小，
从实施例2和8～10看，光扩散剂的平均粒径增大，雾度和气味等级都得到改善，当光扩散剂的平均粒径在1～3μm的时候效果更优。
从实施例2和11～14看，PVC树脂的聚合度低于700时，材料的气味等级会增大，从对比例1～3看，不加入光扩散剂，或加入其他种类的光扩散剂都不能得到低气味的硬质PVC材料；加入常规的二氧化硅，也不能实现上述低气味的效果。
从对比例4和5看，光扩散剂的含量过低或过高，也无法同时满足材料气味和雾度的要求。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低气味硬质PVC材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
PVC树脂 80~100份；
热稳定剂 2~10份；
光扩散剂 2~10份；
润滑剂 1~6份；
加工助剂 0-20份；
所述光扩散剂为笼型聚倍半硅氧烷结构的有机硅微粉；
所述有机硅微粉的平均粒径在1~3 μm之间；
所述热稳定剂为钡锌稳定剂和硫醇甲基锡稳定剂的混合物；
所述PVC树脂为聚合度大于等于700的PVC树脂。
2.根据权利要求1所述低气味硬质PVC材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸和石蜡中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述低气味硬质PVC材料，其特征在于，所述加工助剂为增韧剂、抗氧剂中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述低气味硬质PVC材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或芳香胺类抗氧剂中的至少一种。
5.根据权利要求3所述低气味硬质PVC材料，其特征在于，所述增韧剂为MBS树脂、EXA型增韧剂中的至少一种。
6.根据权利要求1~5任一项所述低气味硬质PVC材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 按比例称取PVC树脂、热稳定剂、润滑剂和加工助剂混合均匀；称取光扩散剂加入后搅拌获得混合料；
S2. 将步骤S1中获得的混合料挤出、造粒，烘干即得所述低气味硬质PVC材料。
7.一种低气味硬质PVC制品，其特征在于，含有权利要求1~5任一项所述低气味硬质PVC材料。
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