专利名称：Pvc产品制造方法
技术领域：
本发明涉及化工技术领域，特别涉及ー种聚氯こ烯(简称PVC)产品制造方法。
背景技术：
聚氯こ烯(PVC)是ー种通用塑料，是由氯こ烯单体经自由基引发聚合而成的，PVC成品往往存在一定的结构缺陷，例如部分链段偏离理想结构，形成烯丙基氯及叔氯结构，致使PVC塑料的分子结构对热极不稳定，即使在空气中，100°C时就开始有轻微的降解，1500C时会因发生严重的降解而使其性能发生变化，放出氯化氢(HCl)气体。如果不抑制HCl的产生，HCl会对剩余PVC的分解产生自催化作用，使其进ー步快速，直至PVC的大分子被裂解成各种小分子为止。而PVC的成型温度需要高于160°C，因此，对PVC树脂来说，不管是硬质制品还是软质制品，纯的PVC塑料实际无法成型加工，实用价值不大。
为减弱PVC热降解脱除HCl的反应，现有做法是在PVC成型过程中加入热稳定剂，通过以下原理提高PVC热稳定性I、取代PVC分子中的烯丙基氯原子或叔氯原子，消除引发PVC热降解的不稳定结构因素。2、中和吸收PVC因热降解而释放的HC1，消除或抑制其对PVC热降解的自动催化作用。3、与PVC因热降解而生成的共轭多烯序列加成，阻断其进ー步增长并缩短共轭多烯链段，减轻其着色性。4、捕获自由基、分解氢过氧化物，抑制自动氧化降解。在实际稳定效果上，热稳定剂若具有功能I和3，则可抑制PVC配料初期着色；若兼具功能广4，则不但能抑制PVC配料的初期着色，还能使这种稳定作用得到延续。除此之夕卜，还要求热稳定剂不影响PVC的加工性能。目前添加热稳定剂已经成为改善PVC塑料加エ性能和扩展其应用领域的必须手段。实际使用的热稳定剂都是基于协同作用原理设计的复合体系。其品种包括五大类铅盐类热稳定剂该类热稳定剂开发最早。尽管铅有毒，制品不透明等，但由于其热稳定性能优良，目前在热稳定剂中仍占有很大的份额。单组份铅盐主要有ニ碱式硫酸铅，ニ碱式马来酸铅，ニ碱式亚磷酸铅，ニ碱式硬脂酸铅，ニ碱式邻苯ニ甲酸铅等。复合铅盐类主要是以铅盐为主，辅以硬脂酸盐。铅盐类热稳定性好，电绝缘性好，初期着色性好，但有毒，易生成粉尘，不耐硫化物污染，无润滑性，不可用干与食品接触的各种软硬制品。有机锡和有机锑类热稳定剂该类热稳定剂具有良好的热稳定性和耐候性，是目前应用最广、效果最好的热稳定剂之一。美国有机锡类热稳定剂的消耗量占总量的30%以上，日本和西欧也分别达到了 26%和18%，而中国仅占8%左右。主要限制因素在于合成难度大，成本高，无毒品种少。金属皂类复合热稳定剂包括钙锌型、钡镉型等。形态有固体的、液体的、糊状的。该类热稳定剂是全球大多数软质PVC产品选用的主导热稳定剂。其主要是通过与增效剂的复配以达到较好的热稳定效果。另外，金属皂具有较好的润滑作用，选用后可以减少润滑剂的用量。此外还有辅助热稳定剂和稀土类热稳定剂。尽管PVC热稳定剂种类繁多，但目前我国真正大規模使用的、性价比较高的还是铅盐和金属皂类复合热稳定剂两类。在使用方法上，往往是将一定比例的热稳定剂和PVC粒料在高速分散机中于一定温度下，如115 120°c，机械混匀，降温出料后进行PVC的后续加工。然而，由于铅盐及金属皂类热稳定剂与PVC的分子结构存在明显的差异，热稳定剂是强极性分子，PVC分子相对极性小很多，两者通过简单的机械搅拌后，即便是在PVC成型温度，如160°c下，两者也难以达到理想的分子级的混合，从机理上会导致热稳定剂的作用难以完全发挥。エ业上为了达到较好的热稳定效果，热稳定剂的加入量一般都比较大。·加入大量的热稳定剂一方面会导致PVC产品的成本增加；另一方面，对于铅盐及有机锡等有一定毒性的热稳定剂，则会增加PVC产品的毒性。
发明内容
本发明提供了ー种PVC产品制造方法，使PVC产品在达到相同热稳定时间的情况下，减少热稳定剂的加入量。为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的ー种聚氯こ烯PVC产品制造方法，其特征在于，该方法包括在需要添加到PVC粒料中的热稳定剂中加入桥联剂； 所述桥联剂为，分子结构中含有亲水和亲油基团的物质。优选地，所述在需要添加到PVC粒料的热稳定剂中加入桥联剂，包括将所述热稳定剂与所述桥联剂混合；令所述热稳定剂与桥联剂的混合物在4(T60°C下反应2(T60分钟；将所述混合物的反应产物降温到40°C以下后加入到PVC粒料中。优选地，所述热稳定剂与桥联剂的混合物反应温度为45°C，反应时间为40分钟。优选地，所述热稳定剂为金属皂类或铅盐类热稳定剂。优选地，所述桥联剂包括十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基酚聚氧こ烯醚、烷基聚氧こ烯醚、ニこ醇酰胺硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、亚甲基双荼磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钠、烷基聚醚、脂肪醇聚氧こ烯醚中的任意ー种或多种。优选地，所述桥联剂的加入量为热稳定剂重量的29T5%。优选地，所述桥联剂的加入量为热稳定剂重量的3%。优选地，将所述热稳定剂与所述桥联剂混合的过程中，进ー步将所述热稳定剂与所述桥联剂搅拌均匀。由上述技术方案可见，本发明的这种PVC产品制造方法，通过桥联剂在PVC分子与热稳定剂分子间形成架桥效应，促使两者充分混合，达到充分发挥热稳定剂作用效果、減少热稳定剂用量的目的。本发明在同等热稳定剂加入量的情况下，能够增加PVC产品的热稳定时间，而在同等热稳定时间的情况下，热稳定剂的加入量能够相应減少，从而減少PVC产品的制造成本以及降低PVC产品毒性，有利于PVC产品制造者和使用者的身体健康，也更加环保。
图I为本发明实施例一的PVC产品制造方法流程图。图2为本发明实施例ニ的PVC产品制造方法流程图。图3为按照现有PVC产品制造方法得到的PVC管材的脱HCl曲线图。图4为本发明实施例的PVC产品制造方法得到的PVC管材的脱HCl曲线图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下參照附图并举实施例，对本发明进一歩详细说明。本发明的PVC产品制造方法是针对热稳定剂与PVC分子结构差异而致的两者不易充分混匀的问题，采取加入一定量第三组分，即桥联剂的方法，在PVC分子与热稳定剂分子间形成架桥效应，促使两者充分混合，达到充分发挥热稳定剂作用的效果，使PVC产品达到相同热稳定时间的情况下，减少热稳定剂用量，或者在相同热稳定剂剂加入量的情况下，提高PVC产品的热稳定时间。其中，所述桥联剂为分子结构中含有亲水和亲油基团的物质，例如十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基酚聚氧こ烯醚、烷基聚氧こ烯醚(俗称平平加O)、ニこ醇酰胺硬脂酸甘油単酷、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、亚甲基双荼磺酸钠(俗称扩散剂NNO或分散剂NN0)、亚甲基双甲基萘磺酸钠(俗称扩散剂MF或分散剂MF)、烷基聚醚(PO-EO共聚物)、脂肪醇聚氧こ烯醚中的任意ー种或多种；优选为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基酚聚氧こ烯醚这5种。本发明的PVC产品制造方法，针对金属皂类或铅盐类热稳定剂这种分子结构和PVC分子结构差异较大的热稳定剂,提高热稳定时间的效果更加明显。实施例一、如图I所示，在需要添加到PVC粒料中的热稳定剂中加入桥联剂的步骤包括步骤101，将热稳定剂与桥联剂混合；其中热稳定剂和桥联剂具体使用哪ー种，可以根据实际需要确定。步骤102，令热稳定剂与桥联剂的混合物在4(T60°C下反应20 60分钟；在4(T60°C下反应20 60分钟使得热稳定剂与桥联剂的分子充分结合。步骤103，将混合物的反应产物降温到40°C以下后加入到PVC粒料中。将热稳定剂与桥联剂混合物的反应产物降温到40°C以下，按照现有方式加入到PVC粒料中。之后，即可进行PVC产品的成型等エ序得到最终产品。实施例ニ、
如图2所示，在需要添加到PVC粒料中的热稳定剂中加入桥联剂的步骤包括步骤201，将铅盐类或金属皂类热稳定剂与桥联剂混合并搅拌均匀；通过搅拌，可以让热稳定剂与桥联剂混合的更加充分，其中桥联剂可以使用十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基酚聚氧こ烯醚这5种中的任意ー种。其中，桥联剂的加入量可以为热稳定剂重量的29^5%，优选为3%。步骤202，令热稳定剂与桥联剂的混合物在45°C下反应40分钟。步骤203，将混合物的反应产物降温至40°C以下后加入到PVC粒料中。实施例三、
·
在50kg管材用铅盐类PVC热稳定剂中加入I. Ikg十二烧基苯磺酸钠(桥联剂),机械搅拌均匀；升温到45°C，控制温度范围在43 47°C之间；在该温度范围下搅拌反应40分钟；然后降温到40°C以下、出料。将上述反应产物加入到PVC粒料中，搅拌、得到PVC产品。经过本发明的方法处理以后，在同等热稳定剂加入量的情况下，PVC产品的热稳定时间可提高10 30%。而在同等热稳定时间的情况下，热稳定剂的加入量可相应减少I0% 30%。为验证本发明的效果，进行了对比试验，其中图3为使用传统热稳定剂加入方法所得PVC管材的脱HCl曲线。其热稳定剂为市售管材用铅盐类PVC热稳定剂。测试温度为1800C，以去离子水吸收产品释放的HCl气体，并以去离子水电导率(因为HCl溶于去离子水中可显著提高后者的电导率)表征其所吸收的HCl的量。从图3中可以看出，采用现有技术得到的PVC管材其热稳定时间为3. 83小吋。图4为按本发明实施例的方法所得到的PVC管材的脱HCl曲线，测试方法同上，从图4中可以看出，其热稳定时间为4. 64小时，较图3的现有技术，热稳定时间延长了 21. 1%。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.ー种聚氯こ烯PVC产品制造方法，其特征在于，该方法包括 在需要添加到PVC粒料中的热稳定剂中加入桥联剂； 所述桥联剂为，分子结构中含有亲水和亲油基团的物质。
2.如权利要求I所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述在需要添加到PVC粒料的热稳定剂中加入桥联剂，包括 将所述热稳定剂与所述桥联剂混合； 令所述热稳定剂与桥联剂的混合物在4(T60°C下反应2(T60分钟； 将所述混合物的反应产物降温到40°C以下后加入到PVC粒料中。
3.如权利要求2所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述热稳定剂与桥联剂的混合物反应温度为45 °C，反应时间为40分钟。
4.如权利要求I至3中任一项所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述热稳定剂为金属皂类或铅盐类热稳定剂。
5.如权利要求I至3中任一项所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述桥联剂包括 十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基酚聚氧こ烯醚、烷基聚氧こ烯醚、ニこ醇酰胺硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、亚甲基双荼磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钠、烷基聚醚、脂肪醇聚氧こ烯醚中的任意ー种或多种。
6.如权利要求I所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述桥联剂的加入量为热稳定剂重量的2% 5%。
7.如权利要求6所述的PVC产品制造方法，其特征在于，所述桥联剂的加入量为热稳定剂重量的3%。
8.如权利要求I所述的PVC产品制造方法，其特征在于，将所述热稳定剂与所述桥联剂混合的过程中，进ー步将所述热稳定剂与所述桥联剂搅拌均匀。
全文摘要
本发明公开了一种聚氯乙烯PVC产品制造方法，该方法包括在需要添加到PVC粒料的热稳定剂中加入桥联剂；所述桥联剂为，分子结构中含有亲水和亲油基团的物质。该方法通过桥联剂在PVC分子与热稳定剂分子间形成架桥效应，促使两者充分混合，达到充分发挥热稳定剂作用效果、减少热稳定剂用量的目的。在同等热稳定剂加入量的情况下，能够增加PVC产品的热稳定时间，而在同等热稳定时间的情况下，热稳定剂的加入量能够相应减少，从而减少PVC产品的制造成本以及降低PVC产品毒性，有利于PVC产品制造者及使用者的身体健康，更加环保。
文档编号C08K9/04GK102786753SQ20121031254
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者马素德 申请人:西华大学