一种用于PVC的增塑剂凝胶的制作方法

一种用于pvc的增塑剂凝胶
技术领域
[0001]
本发明涉及高分子材料制备技术以及复合材料加工工艺领域，具体涉及一种聚氨酯类有机凝胶因子及利用其形成增塑剂凝胶增强pvc力学性能。


背景技术：

[0002]
近年来，由于有机凝胶在化妆品、化学分离、药物传递，以及智能材料等方面具有重要的应用价值，从而引起了人们的关注。有机油类凝胶是利用凝胶因子将油类物质凝胶化，形成一种半固体的粘弹体。这些油凝胶主要是通过凝胶因子的分子间的氢键相互作用，π-π堆积，范德华力等在油中自组装成棒状、纤维状、片状等网络结构，将油包裹住使油分子凝胶化。本发明利用凝胶因子在增塑剂中自组装的特征使增塑剂凝胶化，并将其应用到pvc材料以期改善其性能。
[0003]
本发明要解决的问题
[0004]
传统的提高pvc性能的方法之一是将固体纳米颗粒，增塑剂作为添加剂直接加入到pvc中以达到增强的目的，但添加纳米颗粒在pvc中的分散性不好、韧性大幅降低等都未很好解决。本发明提出将凝胶因子加入到增塑剂中，使凝胶因子自组装成网络增强结构同时增塑剂凝胶化，利用自组装结构以达到增强pvc力学性能的目的，同时不会大幅降低韧性。


技术实现要素：

[0005]
鉴于上述的问题，本发明提供了一种聚氨酯类凝胶因子及有机凝胶的简便制备方法。
[0006]
本发明的技术方案如下：
[0007]
1.氨酯类有机凝胶因子，其结构式为：
[0008][0009]
其中，x为：
[0010][0011]
y为：
[0012]
cnh2n+1-其中n为4-18。聚氨酯类凝胶因子的合成使用原料分别为含有异氰酸酯
基团的化合物和脂肪烷基一元醇；其中，含有异氰酸根基团的化合物包括：二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)，脂肪烷基一元醇原料包括：c
n
h
2n+1-oh，其中c的个数为4到18任意数值。将脂肪烷基一元醇、含有异氰酸根基团的化合物、乙酸乙酯以一定比例混合。其质量分数分别为脂肪烷基醇10％～70％、含有异氰酸根基团的化合物10％～55％、乙酸乙酯10％～25％，在温度为90～110℃和氮气保护条件下反应4～5小时。将反应所得产物利用旋转蒸发仪减压除掉乙酸乙酯，放于真空干燥箱中干燥，得到聚氨酯类的凝胶因子。
[0013]
2.有聚氨酯类凝胶因子的邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶。将邻苯二甲酸酯类油增塑剂和聚氨酯类凝胶因子以一定比例混合。其质量分数分别为邻苯二甲酸酯类油增塑剂80～98％，聚氨酯类凝胶因子1％～5％混合；加热到120～240℃，其目的确保聚氨酯类凝胶因子融化完全，然后冷却到室温得到邻苯二甲酸酯类油增塑剂凝胶。
[0014]
3.邻苯二甲酸酯是一类塑料增塑剂。指的是邻苯二甲酸与4～15个碳的醇形成的酯。还包括所用有机溶剂为邻苯二甲酸二异辛酯(dop)、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二正己酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二苯甲酯。
[0015]
4.邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶制备软质pvc的配方。将邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶、pvc树脂sg-5型脂、ca-zn复合稳定剂以一定比例混合。其质量分数分别为邻苯二甲酸酯类油增塑剂30～60％、pvc树脂sg-5型40-60％、ca-zn复合稳定剂1-10％。利用高速混料机预热混合，由锥形同向双螺杆挤出机挤出。
[0016]
本发明的有益效果是：
[0017]
本发明创新性在于利用聚氨酯凝胶因子在增塑剂中自组装成棒状、纤维状或片状网络结构，同时利用凝胶在pvc中可以增强pvc的模量、强度，不大幅度降低韧性。
具体实施方式
[0018]
实施例1：
[0019]
称取质量为27g的十二烷基醇与乙酸乙酯12g加入到三口烧瓶中，加热搅拌溶解。称取质量为12.5g的mdi与乙酸乙酯20g加入到烧杯中使mdi溶解，然后将溶解mdi溶液通过分液漏斗加入三口烧瓶中。在温度为70℃保持反应5个小时。将反应所得产物利用旋转蒸发仪减压蒸去剩余乙酸乙酯，将所得产物放于真空干燥箱中干燥，得到聚氨酯凝胶因子。
[0020]
利用上述聚氨酯类凝胶因子制备增塑剂凝胶的步骤如下：将邻苯二甲酸二异辛酯(dop)增塑剂和聚氨酯类凝胶因子混合。持续加热(温度最高不超过180℃)直到聚氨酯类凝胶因子融化完全后保温三分钟左右，然后冷却到室温得到dop增塑剂凝胶。
[0021]
利用上述dop增塑剂凝胶制备pvc。称取pvc100份、dop增塑剂凝胶50份、ca-zn复合稳定剂5份，高速混合后由锥形同向双螺杆挤出机挤出。利用压片机在170℃哑铃型的模具中制备pvc/dop增塑剂凝胶样条。利用未加入聚氨酯类凝胶因子的dop进行对照实验如下：称取pvc100份、dop增塑剂凝胶50份、ca-zn复合稳定剂5份，进行相同实验工艺。制备pvc/
dop样条。
[0022]
性能测试结果
[0023]
在cmt4503型微机控制电子万能试验机上进行拉伸，拉伸速度为10mm/min。pvc/dop增塑剂凝胶样条的拉伸模量为10.6mpa，断裂伸长率为440.4％。pvc/dop/凝胶样条的拉伸模量为17.4mpa，断裂伸长率为431.7％。加入dop凝胶的pvc制品的拉伸模量提高了64.1％，而且拉伸强度提高了19.8％。