一种PVC亲水功能助剂的制备方法与流程

一种pvc亲水功能助剂的制备方法
技术领域
1.一种pvc亲水功能助剂的制备方法，属于pvc亲水功能助剂技术领域。


背景技术：

2.防雾技术一种重要方法就是改变材料表面的性能，改变基材表面的化学成分或微观结构，使材料的表面高度疏水化，材料表面与水的接触角趋向于180
°
，使形成的水珠滚落；或者使材料表面高度亲水化，材料表面与水的接触角趋向于0
°
，使水蒸气在基材表面不易凝结成水珠而形成透明的水膜。
3.pvc材料表面亲水化处理在工农业生产和日常生活中有广泛的作用，如可用于电镀、印刷、防雾等技术。塑料表面亲水处理就是改善表面的浸润状态，一般通过表面接触角来衡量材料表面的浸润性能，当液体与固体材料表面发生接触时，在三个张力（液体的表面张力、固体的表面张力、固-液的界面张力）的共同作用下，液体处于平衡状态，三相交接处液体表面张力和固-液界面张力之间的夹角θ为液体在固体表面的接触角，接触角越小亲水性越好。pvc材料表面的水接触角为80
°
左右，可通过表面处理，使其进一步亲水化，达到防雾的效果。塑料表面亲水化处理方法有表面刻蚀、打磨粗化、等离子体处理、臭氧清洗、表面涂覆、光催化性能物质、化学接枝改性等等。每种方法各有优劣，应用领域也受到限制，部分方法可用于透明制品领域，有的生产工艺简单，原料廉价，但不耐刮擦，使用寿命短，有的需要真空环境和高成本的基础设施。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种的能够同时有效提高pvc树脂亲水性、稳定性、力学性能的pvc亲水功能助剂的制备方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种pvc亲水功能助剂的制备方法，其特征在于：甘油加热至120~150℃加入聚乙烯醇，搅拌均匀至完全溶解加入氧化锌与催化剂，在200~250℃反应1.5~5h，加水、过滤、水洗、乙醇洗涤、干燥得pvc亲水功能助剂，一般情况下会粉碎以便于使用；其中，甘油、聚乙烯醇、氧化锌与催化剂的重量比为：1：0.83~0.2：0.125~0.25：0.01~0.025。
6.利用氧化锌与甘油反应生成甘油锌，而过量的氧化锌与聚乙烯醇能够形成络合物；甘油锌能够提高pvc助剂的热稳定性，有助于防止助剂从pvc中析出，而氧化锌与聚乙烯醇形成的络合物具有多元醇的亲水性，降低了pvc材料的表面与水的接触角，又具备氧化锌的光催化性，在受紫外光或可见光照射后，具备更强的亲水性能；同时还辅助甘油锌提高pvc树脂的热稳定性。
7.优选的，所述的氧化锌含量≥99.7%，盐酸不溶物≤0.05%。减少最终所得助剂中的杂质含量，避免pvc中出现杂质析出，提高pvc组合物的稳定性。
8.优选的，所述的氧化锌平均粒径30~50nm。氧化锌粒径越小则反应速度越快，能够
有效提高反应效率。
9.优选的，所述的氧化锌与甘油重量比为1：6~1：5。所述的比例过量的氧化锌最适于与聚乙烯醇形成络合物，并且形成的络合物含量与甘油锌的含量最适于相辅相成，提高pvc树脂热稳定性与亲水性，过多则易导致pvc助剂析出，过少则可能络合物含量不足，不能起到良好的辅助甘油锌作用。
10.优选的，所述的催化剂为草酸铵、苯甲酸钠、草酸钠、水杨酸钠、碳酸钠中的一种或多种任意比例混合物。
11.优选的催化剂易于分离，催化效果更好。
12.优选的，所述的聚乙烯醇分子量为12~15万。
13.优选的，所述的聚乙烯醇醇解度为75~85%。
14.优选的分子量与醇解度能使聚乙烯醇与甘油、氧化锌具备更好的溶解性与相容性。
15.优选的，所述的聚乙烯醇与甘油重量比为1：10~1：6。
16.优选的比例最适于甘油与氧化锌、氧化锌与聚乙烯醇的反应生成合适的相互配合的量的甘油锌与氧化锌-聚乙烯醇络合物。
17.优选的，所述的pvc亲水功能助剂中包括以下成分：多元醇、氧化锌络合物、甘油锌。上述成分是本发明pvc亲水功能助剂中的主要有效成分，相辅相成协同增效，并且能够通过上述的制备方法直接获得各成分比例相协调的助剂。
18.优选的，所述的氧化锌络合物由氧化锌与聚乙烯醇形成。
19.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：助剂的制备方法简单，一步获得了氧化锌络合物、多元醇与甘油锌组合物以合适量共存的pvc亲水功能助剂；利用了甘油锌的热稳定作用，同时利用了过量氧化锌与聚乙烯醇形成的络合物，能够提供亲水性、光催化性，而且氧化锌-聚乙烯醇络合物还能够辅助甘油锌提高pvc树脂的热稳定性，实现一种助剂提供多种功能性作用，可用于农用膜、包装膜、可视观察窗、卫浴镜、护目镜等领域。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明做进一步说明，实施例3是本发明的最佳实施例。
21.以下所用氧化锌购买自山东瑞祺化工有限公司，纯度≥99.7%，盐酸不溶物≤0.05%，平均粒径30~50nm。
22.聚乙烯醇购买自可乐丽的pva80，醇解度78%，分子量12万。
23.实施例1~7与对比例1~3一种pvc亲水功能助剂的制备方法，甘油加热至120~150℃，分多次加入聚乙烯醇，聚乙烯醇分多批加入有利于聚乙烯醇充分溶解于甘油，搅拌均匀加入氧化锌与催化剂，在200~250℃反应1.5~5h，加水、过滤、水洗、乙醇洗涤、干燥得pvc亲水功能助剂。
24.其中各实施例与对比例所用原料比例与反应条件见下表1，其中一级反应温度为甘油与聚乙烯醇的搅拌温度，二级反应温度为加入氧化锌与催化剂后的反应温度。
25.表1 反应参数
。
26.性能测试采用上述实施例与对比例所得亲水功能助剂制备pvc板材。
27.原料采用pvc s-1000树脂100g、热稳定剂tm-1811.5g、复合润滑剂1.2g、抗冲剂km-355p 6g，亲水功能助剂6g、抗氧剂dltdp0.3g、填充剂碳酸钙10g。将上述组份按照配方称量，放入高速混合机，混合升温至100~120℃，待各助剂完全吸收，均匀混合10~20分钟后，放入低速混合机中冷却至40~50℃。
28.通过热压机，压制成厚度为4mm的200mm
×
200mm的片材，片材表面的水接触角按照gb/t 30693-2014中的方法测试，冲击强度按照gb/t 1043-2008；动态稳定时间，测试条件180℃，60r/min；片材白度按照gb/t 15595-2008，检测结果见表2。
29.表2 性能测试结果。
30.根据表2可以看出，本技术所得助剂制备的pvc板材大幅降低了表面与水的接触角，提高了配混料的动态热稳定时间，同时还使抗冲剂性能获得了显著增强，其中，在优选范围内的助剂原料配比获得性能最好。
31.聚乙烯醇、氧化锌、甘油用量之间存在明显的配合关系，单纯提高或降低其中某一成分用量均不能增强助剂对板材亲水性能，尤其参考实施例3与实施例6可以看出，单纯的同时提高其中某两种成分的用量，如果不能有效与第三种成分配合，均不能形成最佳的多元醇、氧化锌络合物、甘油锌组合物的配合关系，能够证明助剂的三种有效成分之间存在一种平衡的协同增效效应。
32.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所
作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。