一种pvc搪塑工艺用环保高效液态复合热稳定剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于热稳定剂制备领域，具体涉及一种PVC搪塑工艺用环保高效液态复合 热稳定剂及制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，汽车工业的迅猛发展带动了汽车内饰材料及其制造业的发展。汽车仪表 板表皮是汽车内饰的重要组成部分，其成型工艺类型主要有：PVC/ABS真空吸塑成型、粉末 PVC搪塑成型、TPU搪塑/PU喷涂、真皮成型等。其中PVC/ABS真空吸塑成型虽成本低，但手 感和抗老化性差，现多局限于低等档次的轿车上使用；环保的TPU搪塑/PU喷涂和真皮成型 具有优异的制品性能，但成本过高，限制了其进一步的扩大应用；粉末PVC搪塑成型属无应 力加工工艺，装饰面纹理清晰。与真空吸塑表皮相比，搪塑表皮无残余应力，不易开裂，尺寸 稳定，厚度均匀，手感好，更接近天然皮革。因此，目前中高档次的轿车多采用PVC粉料搪塑 工艺成型的仪表板表皮，例如速腾轿车和宝来轿车。
[0003] PVC粉料搪塑工艺是以PVC搪塑粉为原料，经过热搪塑模具上的蘸料、高温塑化、 冷却凝胶化、脱模等步骤而得到软质表皮的过程。作为一种无应力加工工艺，PVC不经受重 力和表面张力之外的力作用，其蘸料仅仅依靠 PVC粉料与热模具之间的导热和粉料局部熔 融所致粘结作用，其塑化则主要依靠 PVC与热空气之间的传热和材料全部熔融所致粘结以 及致密化作用，因此搪塑加工温度远比挤出、注塑和吹塑等传统的塑料压力加工温度高，甚 至高达230°C。因此，搪塑工艺对PVC的热稳定性能提出了超乎常规的严苛要求。
[0004] 此外，在长期使用过程中，汽车仪表板软质表皮中的有机易挥发组分如果不断地 向周围环境迀移，则严重影响仪表板表皮的硬度和玻璃化转变温度等关键使用性能，降低 使用寿命。另外，汽车舱是一个相对封闭的小空间，仪表板表皮中的有机组分的挥发将对驾 乘人员的身体健康带来不良影响。尤其在夏季高温的时候，有机组分在白天因高温而从仪 表板表皮中挥发出来，而后在晚上凝结在冷却的玻璃内表面上，导致挡风玻璃雾化，严重影 响可见度，对驾驶安全造成隐患。因此PVC搪塑表皮的热挥发损失性必须得到严格的控制。
[0005] 针对以上问题，常见的解决方案是采用高效的热稳定剂。目前，应用于PVC的热稳 定剂种类繁多，但大多数高效PVC热稳定剂都不同程度地含有重金属盐，对驾乘人员身体 健康和环境保护均带来不利影响。随着相关环境法规的出台和强制推行以及人们健康安 全意识的逐渐增强，无镉、无铅、无锡化已成为PVC热稳定剂的发展主流，不断涌现出许多 新型的热稳定剂，其中钙锌复合热稳定剂以无毒环保、价格低廉、润滑性良好等优点成为人 们关注的重点。然而由于我国的环保热稳定剂行业起步较晚，工艺技术与国外还有一定的 差距，钙锌复合热稳定剂正处于发展初期，能够满足PVC搪塑工艺需求的热稳定剂很少，此 外，能够同时兼顾高效热稳定性和耐热挥发损失性两大性能的环保热稳定剂则更少。因此， 顺应无毒、环保、高效热稳定剂的发展潮流，研制一种热稳定性好、特别适合高温条件下搪 塑成型且同时能显著提高搪塑制品耐挥发损失性的高效液态复合热稳定剂是一个创新之 举，应用于汽车生产将显著提高PVC搪塑仪表板表皮的质量。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的不足，发明了一种用于汽车仪表板的PVC软质表皮搪 塑成型且能够兼顾热稳定性和耐挥发损失性两大性能的环保液态钙锌复合热稳定剂。作为 热稳定剂复配的重要原料之一，多元醇类化合物不仅可以吸收PVC热解过程中产生的氯化 氢，还可与ZnCl 2络合，从而钝化Zn 2+离子对PVC热降解的催化加速作用，阻止Zn 2+离子和 PVC的多烯结构配合的有色配位体的形成，改善长期热稳定效果，抑制或推迟"锌烧"现象的 发生，从而抑制PVC的降解，故该热稳定剂具有高效的热稳定性尤其是中后期的热稳定性。 同时本发明的热稳定剂能显著降低搪塑制品的热挥发损失。最后优化确定一套生产方法以 达到规模生产的要求。本发明涉及的液态钙锌复合热稳定剂，以目前一般工业用液态钙锌 复合热稳定剂作为原料之一，对其进一步复配加工。该工艺流程简单易行、生产成本低、原 料来源广，具有很好的产业化价值。
[0007] 本发明的目的之一在于提供一种PVC搪塑工艺用环保液态复合热稳定剂，具有优 异的热稳定效果。目的之二是用较高分子量的极性酯类增塑剂取代传统的液态钙锌复合热 稳定剂中的有机小分子溶剂，使PVC搪塑表皮的热挥发损失性得到严格的控制。
[0008] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009] 一种PVC搪塑工艺用环保高效液态复合热稳定剂，包括下列组分：工业用液态钙 锌复合热稳定剂40~60质量份、酯类增塑剂20~35质量份、多元醇类辅助热稳定剂5~ 25质量份。
[0010] 优选的是，工业用液态钙锌复合热稳定剂、酯类增塑剂、多元醇类辅助热稳定剂三 种原料的质量比为6:3:1。
[0011] 所述工业用液态钙锌复合热稳定剂中的钙盐和锌盐的质量比为4:1~1:2。当二 者质量比取上限4:1时，两者协同效果不佳，对PVC分子中烯丙基氯原子的酯化能力较差； 当取下限1:2时，会产生严重的"锌烧"现象。优选的钙盐和锌盐的质量比为3:1。
[0012] 所述酯类增塑剂为偏苯三甲酸三辛酯（TOTM)或对苯二甲酸二辛酯（DOTP);增塑 剂的分子量越高、极性越强、分子结构越复杂，则增塑剂在搪塑表皮中的耐热挥发损失性越 高。优选的是TOTM。
[0013] 所述的多元醇类辅助热稳定剂为季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇、甘露醇等含三个 以上羟基的多元醇。优选的是二季戊四醇。
[0014] 本发明还提供了一种PVC搪塑工艺用环保高效液态复合热稳定剂的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤：
[0015] 1)按质量比为40~60:20~35:5~25依次称取工业用液态钙锌复合热稳定剂、 酯类增塑剂、多元醇类辅助热稳定剂；
[0016] 2)将步骤1)称取的工业用液态钙锌复合热稳定剂和酯类增塑剂加入反应器，边 搅拌边升温，最高温度控制在l〇〇°C -120°c，得混合液；
[0017] 3)将步骤2)得到的混合液进行精馏提纯，脱除小分子量有机溶剂，收集精馏塔底 馏出液；
[0018] 4)向精馏塔底馏出液中加入步骤1)称取的多元醇类辅助热稳定剂，利用精馏塔 底馏出液的高温辅以快速搅拌使之完全溶解、冷却至室温，即得。
[0019] 优选的是，所述精馏操作的条件为：精馏温度为180-200°c，精馏时间为 10_20min D
[0020] 优选的是，所述工业用液态钙锌复合热稳定剂中的钙盐和锌盐的质量比为3:1。
[0021] 优选的是，所述酯类增塑剂为偏苯三甲酸三辛酯（TOTM)。
[0022] 优选的是，所述的多元醇类辅助热稳定剂为二季戊四醇。
[0023] 本发明有益的效果是：
[0024] 本发明的液态钙锌复合热稳定剂不仅有效地提高了 PVC搪塑加