一种pvc发泡功能母粒及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种无毒、环保的pvc发泡功能母粒，以及涉及所述pvc发泡功能母粒的制备方法，属于功能母料造粒领域。
背景技术：
2.聚氯乙烯(pvc)是世界上用量最大的五大合成树脂之一，pvc材料具有强度高、价格低廉、耐化学腐蚀性好、电绝缘性好和难以燃烧等特点，广泛用于制鞋业、工程建筑、食品包装以及电气领域。
3.在pvc发泡制品的制备过程中需要添加一定的发泡剂，目前所添加的发泡剂主要为有机化学发泡剂，如偶氮二甲酰胺。专利cn103304919b采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂制作pvc发泡鞋底材料，但是偶氮二甲酰胺分解温度较高，并且属于放热型发泡剂，在分解过程中不断放热，使得温度迅速提高，分解的温程较短，导致偶氮二甲酰胺的分解具有突发性，气孔结构不规整。
4.pvc制品的成型温度在170℃以上，而当温度达到130℃左右时pvc便开始分解，所以pvc加工过程中必须添加热稳定剂，目前国内pvc大规模生产中使用的稳定剂为铅盐稳定剂，增塑剂为邻苯二甲酸类，铅为有毒重金属，邻苯二甲酸类为致癌物，随着一系列环保法规和标准的推出，无毒环保问题的解决尤为重要。专利cn104262860b中稳定剂采用的为有机锡，有机锡价格昂贵不适合用于生产，并且锡为有毒金属。专利cn110128761a中采用了硬脂酸钙锌作为热稳定剂，但是硬脂酸钙锌热稳定剂具有长期稳定性不良的缺陷。专利cn103289243b、cn103589089b等采用了dop为增塑剂，dop为致癌物，易迁移至制品表面，危害人类健康。
技术实现要素：
5.因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种pvc发泡功能母粒。与目前的发泡功能母粒相比，本发明的pvc发泡功能母粒具有无毒环保、发泡效果好等特点。本发明pvc发泡功能母粒的发泡制品气泡分布规整，能有效的降低pvc发泡制品的密度、收缩率。
6.为了达到以上目的，本发明提出的无毒环保pvc发泡功能母粒包括pvc树脂、发泡剂、发泡助剂、稳定剂和增塑剂。
7.优选地，所述pvc树脂为sg-5、sg-7中的一种或两种；
8.所述发泡剂为热膨胀微球与偶氮化合物、亚硝基化合物、黄酰肼类化合物中的一种或多种的复配物，其中热膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂。所述的壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体由丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、和丙烯酸类单体中的至少一种物质形成；
9.所述发泡助剂为zb530、k400、zno、pe蜡、石蜡中的一种或多种；
10.所述稳定剂为锌皂稳定剂、钙皂稳定剂或钙锌复合稳定剂与辅助稳定剂的复配
物；
11.所述辅助稳定剂为水滑石、环氧大豆油、亚磷酸酯、环氧亚麻子油、环氧硬脂酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯中的一种或多种；
12.所述增塑剂为柠檬酸三乙酯(tec)、柠檬酸三丁酯(tbc)、乙酰柠檬酸酯三丁酯(atbc)、丁酰柠檬酸三正己酯(bthc)、环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(dinch)中的一种或多种。
13.优选地，pvc树脂为sg-7，发泡剂为热膨胀微球与偶氮化合物的复配物，发泡助剂为zb530，稳定剂为钙锌复合稳定剂与辅助稳定剂的复配物，增塑剂为柠檬酸三丁酯(tbc)、环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(dinch)中的一种。
14.优选地，无毒环保pvc发泡功能母粒包括以下重量份数的组分：pvc树脂100份，发泡剂1-4份，发泡助剂1.5-2.2份，稳定剂2-2.6份，增塑剂85-95份。
15.优选地，发泡剂为热膨胀微球与偶氮化合物的复配物，所述偶氮化合物为ac发泡剂，重量份数为：pvc树脂100份，发泡剂1-4份(其中热膨胀微球0.8-1份，ac发泡剂0.2-3份)，发泡助剂1.5-2.2份，稳定剂2-2.6份，增塑剂85-95份。
16.本发明无毒环保pvc发泡功能母粒的具体制备方法包括以下步骤：
17.第一步：将pvc树脂与增塑剂按照上述重量份加入密炼机混合，加温至70-80℃，搅拌10-15min；
18.第二步：将混合好的pvc树脂与增塑剂从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再加入上述重量份的稳定剂至双螺杆挤出机，在侧喂料口加入上述重量份的发泡剂、发泡助剂，双螺杆挤出机的挤出温度为100-110℃，转速为50-150r/min；
19.第三步：双螺杆挤出机挤出物料经过风冷热切切粒机得到高温pvc发泡功能母粒；
20.第四步：切粒机得到的高温pvc发泡功能母粒经过风冷装置冷却至40-50℃，制备得到pvc发泡功能母粒。
21.本发明采用无毒环保的钙锌复合稳定剂作为pvc发泡制品如pvc发泡鞋材的稳定剂，并复配了水滑石、环氧大豆油、亚磷酸酯等其中的一种或者多种作为复合稳定剂，以及采用环保无毒的dinch、柠檬酸酯中的一种或多种作为增塑剂。
22.为了pvc发泡制品生产厂家更加方便快捷的使用热膨胀微球，简化生产流程、改善发泡剂在pvc树脂中的分散性、提高发泡效果、提高pvc发泡制品的性能，本发明制备了专用于pvc发泡制品的pvc发泡功能母粒，并且无毒环保。
23.相比于现有技术，本发明的pvc发泡功能母粒及其制备方法具有以下出人预料的有益效果：
24.(1)热膨胀微球作为物理发泡剂，复配ac发泡剂，得到的制品发泡均匀、稳定，弥补了ac发泡的突发性和不可控性。
25.(2)本发明制品无毒环保pvc发泡功能母粒，在用于生产pvc发泡制品时，直接添加pvc原料即可，无需再添加发泡剂、增塑剂、稳定剂等其他原料，大大简化了吹塑拖鞋的生产流程。
26.(3)选用钙锌复合稳定剂为主稳定剂，不含重金属、无毒环保；并且选用了水滑石、环氧大豆油、亚磷酸酯中的一种或多种作为辅助稳定剂，增强对pvc树脂的稳定作用；选用柠檬酸酯类为增塑剂，无毒环保。
27.(4)先用密炼机混合加热pvc树脂和增塑剂，双螺杆挤出机有两个喂料口，pvc树脂与增塑剂的混合物和稳定剂从主喂料口加入，发泡剂和发泡助剂从侧喂料口加入，避免了热膨胀微球长时间处于加热的状态而导致母粒中的热膨胀微球已经发泡，从而影响产品发泡性能。
28.(5)热膨胀微球作为pvc发泡材料的发泡剂，则避免了偶氮二甲酰胺分解的气体迅速释放出来，从而使气泡的结构更加均匀规整，并且热膨胀微球发泡剂和pvc材料相容性好，可以降低pvc鞋材的密度和收缩率、提高其隔热性。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
30.以下实施例中的热膨胀微球均采用西能化工科技(上海)有限公司生产的热膨胀微球。
31.实施例1
32.无毒环保pvc发泡功能母粒，包括以下质量份数的组分：按重量份数计，sg-7pvc树脂100份，发泡剂复配物：热膨胀微球0.8份、ac发泡剂1.2份，zb530发泡助剂2份，稳定剂复配物：钙锌复合稳定剂1.8份、水滑石0.6份，增塑剂柠檬酸三丁酯(tbc)80份。
33.无毒环保pvc发泡功能母粒的制备方法包括如下步骤：
34.第一步：将sg-7pvc树脂与增塑剂柠檬酸三丁酯(tbc)按照上述重量份加入密炼机混合，加温至70-80℃，搅拌10-15min；
35.第二步：将混合好的sg-7pvc树脂与增塑剂柠檬酸三丁酯(tbc)的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再加入上述重量份的钙锌复合稳定剂、水滑石至双螺杆挤出机，在侧喂料口加入上述重量份的热膨胀微球和ac发泡剂、zb530发泡助剂，双螺杆挤出机的挤出温度为100-110℃，转速为50-150r/min；
36.第三步：双螺杆挤出机挤出物料经过风冷热切切粒机得到无毒环保的高温pvc发泡功能母粒；
37.第四步：切粒机得到的高温pvc发泡功能母粒经过风冷装置冷却至40-50℃，制备得到无毒环保pvc发泡功能母粒。
38.实施例2
39.无毒环保pvc发泡功能母粒，包括以下质量份数的组分：按重量份数计，sg-7pvc树脂100份，发泡剂复配物：热膨胀微球0.8份、ac发泡剂1.2份，zb530发泡助剂2份，稳定剂复配物：钙锌复合稳定剂1份、环氧大豆油0.6份、亚磷酸酯0.6份，柠檬酸三丁酯(tbc)80份。
40.无毒环保pvc发泡功能母粒的制备方法包括如下步骤：
41.第一步：将sg-7pvc树脂与增塑剂柠檬酸三丁酯(tbc)按照上述重量份加入密炼机混合，加温至70-80℃，搅拌10-15min；
42.第二步：将混合好的sg-7pvc树脂与增塑剂柠檬酸三丁酯(tbc)的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再加入上述重量份的钙锌复合稳定剂、环氧大豆油、亚磷酸酯至双螺杆挤出机，在侧喂料口加入上述重量份的热膨胀微球和ac发泡剂、zb530发泡助剂，双螺
杆挤出机的挤出温度为100-110℃，转速为50-150r/min；
43.第三步：双螺杆挤出机挤出物料经过风冷热切切粒机得到无毒环保的高温pvc发泡功能母粒；
44.第四步：切粒机得到的高温pvc发泡功能母粒经过风冷装置冷却至40-50℃，制备得到无毒环保pvc发泡功能母粒。
45.实施例3
46.无毒环保pvc发泡功能母粒，包括以下质量份数的组分：按重量份数计，sg-7pvc树脂100份，发泡剂复配物：热膨胀微球0.8份、ac发泡剂1.2份，zb530发泡助剂2份，稳定剂复配物：钙锌复合稳定剂1.8份、水滑石0.6份，增塑剂环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(dinch)85份。
47.无毒环保pvc发泡功能母粒的制备方法包括如下步骤：
48.第一步：将sg-7pvc树脂与增塑剂环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(dinch)按照上述重量份加入密炼机混合，加温至70-80℃，搅拌10-15min；
49.第二步：将混合好的sg-7pvc树脂与增塑剂环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(dinch)的混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再加入上述重量份的钙锌复合稳定剂、水滑石至双螺杆挤出机，在侧喂料口加入上述重量份的热膨胀微球和ac发泡剂、zb530发泡助剂，双螺杆挤出机的挤出温度为100-110℃，转速为50-150r/min；
50.第三步：双螺杆挤出机挤出物料经过风冷热切切粒机得到无毒环保的高温pvc发泡功能母粒；
51.第四步：切粒机得到的高温pvc发泡功能母粒经过风冷装置冷却至40-50℃，制备得到无毒环保pvc发泡功能母粒。
52.为了更好的说明实施例中制备出的pvc发泡功能母粒的发泡性能和对发泡产品性能的改善，对以上三个实施例的发泡功能母粒与聚氯乙烯按照8：92的比例共混后在注塑机中制成样条并进行性能测试，测试结果示于下表1中。
53.表1
54.性能指标测试仪器实施例1实施例2实施例3密度/g
·
cm-3
电子密度仪0.80430.74660.7681拉伸强度/mpa万能试验机32.7224.5022.86断裂伸长率/％万能试验机235.47102.10137.84弯曲强度/mpa万能试验机37.2429.6527.25冲击强度/mpa万能试验机20.1323.9025.24
55.由表1的结果可知，本发明的pvc发泡功能母粒能有效的降低pvc发泡制品的密度和收缩率。
56.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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。