本发明涉及塑料加工助剂技术领域，具体涉及一种pvc加工用高品质改性改质剂及其制备工艺。
背景技术
聚氯乙烯(pvc)可分为硬质和软质两大类，pvc的含氯量高达56.8％，其氧指数(oi)为45-49％，所以不需要加入阻燃剂进行阻燃。但软pvc中加有大量的增塑剂，其氯含量可降至约36％，氧指数最低可降到22％左右，所以必须对其进行阻燃。由于pvc的生烟量大，所以不论是硬质还是软质pvc，如果要阻燃的话，都必须加入抑烟剂。可用于软质pvc阻燃的阻燃剂包括三氧化二锑(sb2o3)、氢氧化铝、硼酸锌、磷酸酯、氯化石蜡、红磷等，抑烟剂则包括钼化物(三氧化钼和钼酸铵)、(羟基)锡酸锌、ongardii、铁化合物及低价过渡金属化合物等。其中最有效的阻燃剂是三氧化二锑，在燃烧时，sb2o3与pvc中的氯反应，生成挥发性的氯化锑类物质，在燃烧中可作为自由基捕捉剂，这种作用往往抑制或熄灭了激烈的燃烧，但也会增加烟的生成。但是目前锑矿的开采却受到国家的限制，sb2o3的价格日趋升高，为了降低产品成本，迫切需要开发可以替代sb2o3的新型高效环保阻燃剂。
有人利用硼酸锌部分替代三氧化二锑，取得到较好的阻燃消烟效果。石西昌、lattimer，r.p.、涂洪斌、林安良等人发现，无机物中过渡金属氧化物和其它一些金属氧化物如氧化锌、氧化铜、氧化亚铜、氧化铁、五氧化二钒、二氧化钛、氧化钴、氧化钼、二氧化锰等都对pvc具有阻燃和消烟作用，主要作用表现为使pvc降解时较早脱离hcl，从而与过渡金属元素反应生成较强的路易斯酸，催化pvc的交联成碳，减少可燃性气体和芳香族产物的挥发，降低可燃性达到阻燃消烟的目的。
氢氧化镁阻燃剂具有无毒性，低腐蚀性的性能，因而得到广泛应用。氢氧化镁阻燃剂是依靠受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用的，因此具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染等优点。但是氢氧化镁阻燃剂的极性很强,表面带有正电荷，具有亲水性，且易团聚，与高分子材料的相容性差,和pvc掺混加工时加工难度大,使得pvc材料的拉伸强度、伸长率、撕裂强度等指标降低很多，影响了pvc材料的物理机械性能。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种pvc加工用高品质改性改质剂及其制备工艺，通过特制的多组分复配以及工艺步骤、参数的改进，原料间反应活性强，结构稳定度高，具有优异的阻燃性、稳定性和力学性能，高效环保，用于pvc加工生产，产品分散性、阻燃性、耐候性、强韧性等均具有显著的提升，综合质量显著提高。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1-2，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的3-7％。
优选的，组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石10-20份、硅藻土负载杂多酸5-13份、复合表面活性剂0.5-1.8份、硼酸镁晶须0.5-2.5份。
优选的，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.2-0.4。
优选的，复合表面活性剂包括质量比0-1：1-3：1-3：1-5的羟基烷基酚聚氧乙烯醚、2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
优选的，b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺10-20份、酚醛树脂10-25份、醋酸丙酸纤维素4-7份。
优选的，添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：0.8-1。
优选的，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
优选的，pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下：
1)组分a的制备：按重量比称取原料，将水镁石置于球磨机中球磨处理2-5h，取出后洗净干燥得粉料，并将粉料与硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂共混，加入2-4倍总体积的水，60-90℃、800-1000rpm高速搅拌10-15min，随后50-60℃、200-300rpm低速搅拌1-3h，过滤，冷冻干燥，破碎研磨即得组分a，组分a粒径大小为10-100μm；
2)组分b的制备：按重量比称取原料，将聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素共混，加热至熔融，低速搅拌20-60min，冷却后破碎得粒料，备用；将酚醛树脂、粒料送入开炼机中105-120℃炼制5-15min，得组分b；
3)将组分a、组分b、添加剂c置于捏合机中捏合反应15-30min，取出后冷冻干燥，破碎即得改性改质剂。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过特制的多组分复配以及工艺步骤、参数的改进，原料间反应活性强，结构稳定度高，具有优异的阻燃性、稳定性和力学性能，高效环保，用于pvc加工生产，产品分散性、阻燃性、耐候性、强韧性等均具有显著的提升，综合质量显著提高。
组分a中以水镁石为主要阻燃物质，掺杂嵌合硅藻土负载杂多酸，在复合表面活性剂的协助下，反应活性强，层间结构稳固度高，反应过程中生成的氢氧化镁分散性强，组分a综合阻燃性强，结构稳定，活性高，另外，添加有硼酸镁晶须，一方面有利于组分b树脂基间的改性接枝联合，尺寸稳定性好，轻质高强，功能提升性好，另一方面具有优异的阻燃效果，与水镁石配合作用，组分间相容分散性好，明显加快反应插层效率；组分b为复合树脂基，一方面与组分a共混时提供交联联结基体，另一方面具有优异的力学性能、相容性和耐候性，与组分a、添加剂c共混，包覆环绕，有效提高了改质剂的流动性，在保证足够阻燃性、力学性能的基础上，具有良好的抗紫外效果、耐溶剂、耐污等性能，综合质量稳定性更强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的3％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石10份、硅藻土负载杂多酸12份、复合表面活性剂0.5份、硼酸镁晶须2份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.3；复合表面活性剂包括质量比1：2：5的2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺15份、酚醛树脂20份、醋酸丙酸纤维素6份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：0.8。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下：
1)组分a的制备：按重量比称取原料，将水镁石置于球磨机中球磨处理2-5h，取出后洗净干燥得粉料，并将粉料与硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂共混，加入2-4倍总体积的水，60-90℃、800-1000rpm高速搅拌10-15min，随后50-60℃、200-300rpm低速搅拌1-3h，过滤，冷冻干燥，破碎研磨即得组分a，组分a粒径大小为10-100μm；
2)组分b的制备：按重量比称取原料，将聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素共混，加热至熔融，低速搅拌20-60min，冷却后破碎得粒料，备用；将酚醛树脂、粒料送入开炼机中105-120℃炼制5-15min，得组分b；
3)将组分a、组分b、添加剂c置于捏合机中捏合反应15-30min，取出后冷冻干燥，破碎即得改性改质剂。
实施例2：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1.5，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的7％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石15份、硅藻土负载杂多10份、复合表面活性剂1.2份、硼酸镁晶须0.5份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.4；复合表面活性剂包括质量比1：1.5：1：1的羟基烷基酚聚氧乙烯醚、2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺20份、酚醛树脂15份、醋酸丙酸纤维素5份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：1。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下同实施例1。
实施例3：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1.2，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的6％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石15份、硅藻土负载杂多酸5份、复合表面活性剂1.5份、硼酸镁晶须2.5份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.25；复合表面活性剂包括质量比0.5：2：1.5：3的羟基烷基酚聚氧乙烯醚、2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺15份、酚醛树脂20份、醋酸丙酸纤维素4份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：0.8。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下同实施例1。
实施例4：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1.5，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的5％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石20份、硅藻土负载杂多酸13份、复合表面活性剂1.8份、硼酸镁晶须2份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.2；复合表面活性剂包括质量比0.5：3：3：4的羟基烷基酚聚氧乙烯醚、2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺10份、酚醛树脂25份、醋酸丙酸纤维素7份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：1。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下同实施例1。
实施例5：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：2，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的6％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石15份、硅藻土负载杂多酸8份、复合表面活性剂1份、硼酸镁晶须1.5份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.3；复合表面活性剂包括质量比1：2.5：2：4的羟基烷基酚聚氧乙烯醚、2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺15份、酚醛树脂10份、醋酸丙酸纤维素6份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：1。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下同实施例1。
实施例6：
一种pvc加工用高品质改性改质剂，包括组分a、组分b、添加剂c，所述组分a包括以下原料组成：水镁石、硅藻土负载杂多酸、复合表面活性剂；所述组分b包括以下原料组成：聚酰亚胺、热塑性酚醛树脂、醋酸丙酸纤维素；所述添加剂c包括分散剂、润滑剂；所述组分a、组分b的质量比为1：1，添加剂c质量为组分a、组分b总质量的6％。
组分a中还包括硼酸镁晶须，组分a中各原料重量份数如下：水镁石15份、硅藻土负载杂多酸10份、复合表面活性剂1.2份、硼酸镁晶须2份。其中，硅藻土负载杂多酸中杂多酸选用含钨、钒keggin型杂多酸，其中钨、钒摩尔质量比为1：0.4；复合表面活性剂包括质量比2：1：4的2-羟基-丙基甲基丙烯酸酯、2-羟基-乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基-丁基甲基丙烯酸酯组合物。
组分b中各原料重量份数如下：聚酰亚胺15份、酚醛树脂10份、醋酸丙酸纤维素6份。
添加剂c中分散剂、润滑剂质量比为1：0.8。其中，分散剂采用三聚磷酸钠、钙粉、陶瓷微粉的组合物；所述润滑剂采用聚乙烯蜡、氨端聚二甲基硅氧烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
pvc加工用高品质改性改质剂，制备工艺如下同实施例1。
将本发明实施例制得的改质剂用于pvc生产，添加量为pvc原料量的4％(添加量可根据需要在一定范围内变化，4-6wt％)，生产的pvc产品性能测试数据如下：
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。