一种pvc管材用热塑剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了一种PVC管材用热塑剂及其制备方法。所述的热塑剂包含如下重量百分比的原料：氧化铝 10%~17%；润滑剂2%~6%；氧化钙 1%~3%；氧化镧 1%~3%；硬脂酸 70%~76%；抗氧剂 1~3%；改性剂 1%~3%。所述的热塑剂能够克服传统含铅热稳定剂加润滑剂的复配体系，达到安全无毒，无需复配体系，产品质量更容易保证，产生过程更简单，用量更少成本更低。
【专利说明】
[0001] 一种PVG管材用热塑剂及其制备方法
技术领域
[0002] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PVC管材用热塑剂及其制备方法。
【背景技术】
[0003] 聚氯乙烯(PVC)由于价格低廉、阻燃、耐化学腐蚀及绝缘性好，得到了广泛的应用。 但由于PVC分子链上存在不稳定结构，在加工过程中易发生分解，进而影响制品的外观和透 明性，因此在PVC加工过程中必须采用热稳定剂。虽然铅盐热稳定剂稳定效果好、价格低廉， 大量应用于早期PVC管材中。但传统的铅盐热稳定剂毒性、抗污性不理想。随着健康和环保 意识的增强，人们日益要求PVC管材少铅无铅化，因此少铅无铅PVC管材是大势所趋，开发无 毒、环保、多功能和性价比高的热稳定剂成为当今研究的一个热点。
[0004] 但是就PVC而言，润滑剂和增塑剂可视为同一类物质，所不同的是润滑剂极性较 低、碳链较长，因而与增塑剂相比，润滑剂和PVC相容性显著降低。正由于润滑剂与PVC相容 性低，且又有一定的相容性，所以只有少量的润滑剂分子能链像增塑剂一样穿人聚合物的 分子链之间，削弱分子间链相互引力，而使聚合物在变形时分子链相互之间更容易滑动和 旋转，同时又不至于过分降低聚合物的玻璃化温度。润滑剂能降低加工时的料温，所以对热 稳定性可以产生良好的作用。但润滑体系与热稳定剂体系不合适时，螺杆塑化段温度会居 高不下，出现糊料的现象；或者出现过早塑化，能耗增加；或者制品变脆，二次加工性能下 降，总之都会导致产品质量无法保证。所以开发热塑剂，避免同时使用润滑剂和热稳定剂带 来的弊端，是非常必要的。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术中存在的上述不足，提供一种 PVC管材用热塑剂。
[0006] 本发明所要解决的上述技术问题通过以下技术方案予以实现： 一种PVC管材用热塑剂，包含如下原料:氧化铝、润滑剂、氧化钙、氧化镧、硬脂酸、抗氧 剂、改性剂。
[0007] 优选地，所述的热塑剂，还包含催化剂。
[0008] 优选地，所述的热塑剂，包含如下重量百分比的原料:氧化铝10%~17%;润滑剂2%~ 6%;氧化钙1%~3%;氧化镧1%~3%;硬脂酸70%~76%;抗氧剂1~3%;改性剂1%~3%。
[0009] 优选地，所述的热塑剂，还包含如下重量百分比的原料:催化剂0.05%~2%。
[0010] 优选地，所述的催化剂为H2O2。
[0011]优选地，所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为1:1~3。
[0012] 优选地，所述石蜡和PE蜡的质量比为1:1.5。
[0013]上述热塑剂的制备方法，包含如下步骤： si.制备硬脂酸钙和硬脂酸镧，并将硬脂酸钙和硬脂酸镧混合； S2.加入润滑剂、抗氧剂以及改性剂，混合均匀，即得所述的热塑剂。
[0014] 优选地，步骤S1中所述的硬脂酸钙的制备方法为:将硬脂酸加热至140_150°C，加 入氧化钙，添加催化剂，反应0.8~1.5h，冷却即得所述的硬脂酸钙。
[0015] 优选地，步骤S1中所述的硬脂酸镧的制备方法为:将硬脂酸加热至140_150°C，加 入氧化镧，添加催化剂和氧化铝，反应0.8~1.5h，冷却即得所述的硬脂酸镧。
[0016] 优选地，硬脂酸钙和硬脂酸镧的重量比为1~3:1~3。
[0017] 优选地，硬脂酸钙和硬脂酸镧的重量比为1:1。
[0018] 有益效果： (1)本发明所述的热塑剂能够克服传统含铅热稳定剂加润滑剂的复配体系，达到安全 无毒，无需复配体系，产品质量更容易保证，产生过程更简单，用量更少成本更低。
[0019] (2)本发明所述的热塑剂是一种新型的四合一高复合助剂，主要用于PVC管材，它 相比与之前的PVC生产配方其主要优点如下： a. 相比之前的配方既简化了计量次数和减少了计量差错的概率及由此带来的损失，减 轻了工人的劳动强度，有利于生产、质量的管理； b. 用量少，稳定效果好，内外润滑平衡，在生产过程中可得到充分混合，大幅度改善了 与树脂混合分散的均匀性，更优越了产品的塑化效果； c. 热塑剂起到润滑剂和热稳定剂的作用。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限 定。
[0022] 实施例1 原料配方:氧化铝17%;润滑剂4%;氧化钙2.5%;氧化镧2%;硬脂酸70.4%;抗氧剂 2%;改性剂2%;催化剂0.1%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为 1:1.5〇
[0023]制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到150°C时，投入氧化 钙，添加催化剂(H2〇2)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0024] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到150°C时，投入 氧化镧，添加催化剂(H2〇2)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0025] 实施例2 原料配方:氧化铝16%;润滑剂3%;氧化钙3%;氧化镧3%;硬脂酸71.95%;抗氧剂 2%;改性剂1%;催化剂0.05%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为 1:1.5〇
[0026]制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°c时，投入 氧化钙，添加催化剂(H2〇2)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0027] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140_150°C时， 投入氧化镧，添加催化剂(H2〇2)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0028] 实施例3 原料配方:氧化铝17%;润滑剂6%;氧化钙1.5%;氧化镧1%;硬脂酸70.35%;抗氧剂 1%;改性剂3%;催化剂0.15%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为 1:1.5〇
[0029] 制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°C时，投入 氧化钙，添加催化剂(H2〇2)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0030] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140-150°c时， 投入氧化镧，添加催化剂(H 2〇2)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0031] 实施例4 原料配方:氧化铝10%;润滑剂5%;氧化钙3%;氧化镧2%;硬脂酸75.9%;抗氧剂3%; 改性剂1%;催化剂0.1%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为1: 1.5〇
[0032] 制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°c时，投入 氧化钙，添加催化剂(H202)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0033] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140-150°C时， 投入氧化镧，添加催化剂(H 202)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0034] 实施例5 原料配方:氧化铝12%;润滑剂5%;氧化钙1%;氧化镧3%;硬脂酸75.95%;抗氧剂 1%;改性剂2%;催化剂0.05%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为 1:1.5〇
[0035] 制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°c时，投入 氧化钙，添加催化剂(H202)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0036] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140_150°C时， 投入氧化镧，添加催化剂(H 2〇2)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0037] 实施例6 原料配方:氧化铝15%;润滑剂2%;氧化钙1%;氧化镧3%;硬脂酸74.85%;抗氧剂 2%;改性剂2%;催化剂0.15%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为 1:1.5〇
[0038]制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°c时，投入 氧化钙，添加催化剂(H2〇2)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0039] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140_150°C时， 投入氧化镧，添加催化剂(H2〇2)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0040] 实施例7 原料配方:氧化铝13%;润滑剂2%;氧化钙2%;氧化镧3%;硬脂酸74.9%;抗氧剂2%; 改性剂2%;催化剂0.1%。所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述石蜡和PE蜡的质量比为1: 1.5〇
[0041] 制备方法： (1)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸钙:将硬脂酸加热，温度达到140-150°C时，投入 氧化钙，添加催化剂(H202)，反应lh，产物冷却切片，片材备用。
[0042] (2)在反应釜中采用熔融法制备硬脂酸镧:将硬脂酸加热，温度达到140-150°C时， 投入氧化镧，添加催化剂(H 202)和氧化铝，反应lh，得硬脂酸镧； (3)将制备得到的硬脂酸镧加入步骤1制备的等质量的硬脂酸钙片材中，再加入润滑 剂、抗氧剂、改性剂，混合均匀后，冷却，压片，包装，得到制品。
[0043] 性能测试 使用实施例W制备得到的热塑剂制备成PVC管材，然后将PVC管材进行如表1所示的各 项性能测试，测试结果表明使用实施例1~7的热塑剂制备得到的PVC管材各项性能优异，具 体见表1所示。
[0044] PVC管材的制备方法:99重量%PVC+1重量%热塑剂(实施例1~7制备得到），在170°C 下挤出成型制得壁厚4mm，外径为160mm的PVC管材，测试性能，观察外观。
[0045] 动态稳定时间的测试方法为:使用德国Rhecord 9000 HAAKE转矩流变仪;将PVC 树脂及助剂混合均勾，在转速60r/min、190 °C条件下测定。
[0046] 静态稳定时间的测试方法为:使用美国Perkin-Elmer公司TGS-2型热重分析仪;温 度区间：50~400°C，样品质量:5mg，升温速率:10°C/min，N2流速:45mL/min。
[0047]透明度、雾度的测试方法为:按ASTMD-1003标准测定雾度值，评价透明性。雾度值 小的，透明性优。
[0048]热失重率的测试方法为:使用美国TA公司SDT2960型热重分析仪;取样品5~9mg，升 温速率分别为5、10、20、30°C/min，气氛为N2，进气量:50~70ml/min，升温区间：25~600°C。 [0049] 熔点的测试方法为:使用DSC测试，样品用美国TA仪器公司生产的Q200型DSC测试 得到，从熔融曲线中读出熔点。
[0050]密度的测试方法为:称得质量，在排水法测体积，得到密度。
[0051 ]综上所述，本实施例在制备PVC管材过程中，仅需添加少量的本发明制备得到的 PVC管材用热塑剂即可，无需使用复配体系，克服了传统PVC管材制备过程需同时添加润滑 剂和热稳定剂复配体系的不足。使用本发明制备得到的PVC管材用热塑剂制备PVC管材，生 产过程简单、热塑剂用量少成本低、产品质量更容易保证。且从表1中的数据可以看出，使用 本发明所述的热塑剂制备得到的PVC管材各项性能优异。
【主权项】
1. 一种PVC管材用热塑剂，其特征在于，包含如下原料:氧化铝、润滑剂、氧化钙、氧化 镧、硬脂酸、抗氧剂、改性剂。2. 根据权利要求1所述的热塑剂，其特征在于，还包含催化剂。3. 根据权利要求1所述的热塑剂，其特征在于，包含如下重量百分比的原料：氧化铝 10%~17%;润滑剂2%~6%;氧化钙1%~3%;氧化镧1%~3%;硬脂酸70%~76%;抗氧剂1~3%;改性 剂1%~3%。4. 根据权利要求3所述的热塑剂，其特征在于，还包含如下重量百分比的原料:催化剂 0·05%~2%〇5. 根据权利要求2或4所述的热塑剂，其特征在于，所述的催化剂为H2〇2。6. 根据权利要求1或3所述的热塑剂，其特征在于，所述的润滑剂包含石蜡和PE蜡;所述 石蜡和PE蜡的质量比为1:1~3;优选地，所述石蜡和PE蜡的质量比为1:1.5。7. 权利要求1~4任一项所述的热塑剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：51. 制备硬脂酸钙和硬脂酸镧，并将硬脂酸钙和硬脂酸镧混合；52. 加入润滑剂、抗氧剂以及改性剂，混合均匀，即得所述的热塑剂。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的硬脂酸钙的制备方法 为:将硬脂酸加热至140-150°C，加入氧化钙，添加催化剂，反应0.8~1.5h，冷却即得所述的 硬脂酸钙。9. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的硬脂酸镧的制备方法 为:将硬脂酸加热至140-150°C，加入氧化镧，添加催化剂和氧化铝，反应0.8~1.5h，冷却即 得所述的硬脂酸镧。10. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，硬脂酸钙和硬脂酸镧的重量比为1~ 3:1~3;优选地，硬脂酸钙和硬脂酸镧的重量比为1:1。
【文档编号】C08L23/06GK106046599SQ201610470683
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】朱建湘, 周进
【申请人】广州湘环新材料有限公司