PVC环保热稳定剂及制备方法和在PVC制品中的应用与流程

pvc环保热稳定剂及制备方法和在pvc制品中的应用
技术领域
1.本发明属于热稳定剂技术领域，具体涉及一种pvc环保热稳定剂及制备方法和在pvc制品中的应用。


背景技术：

2.聚氯乙烯（pvc）是一种最常用的五大通用塑料之一，其优点在于强度高，应用领域广，价格低廉，其最大的缺点是在加工温度条件受限或长期受热下，易发生分解，现有解决办法是在pvc加工过程中加入热稳定剂，延缓该降解过程，另外，pvc制品受热或受紫外线辐射时，会引起聚合物降解及脱hcl，导致其制品的品相与质量下降，稳定剂是一种化学助剂，能抑制pvc在加工成型和使用过程中由于热、光作用而引起的降解和变色。
3.pvc制品，如pvc管材、型材、板材等，所用的传统钙锌稳定剂中一般用硬质酸锌做主稳定剂，但是在加工过程中会出现严重锌烧现象，影响稳定剂的热稳定性能。
4.cn109897306a公开了一种耐热pvc水管配方，pvc水管配方pvc为80-120份，碳酸钙10-16份，硬脂酸钙15-30份，丁基羟基茴香醚20-50份，邻苯二甲酸二正锌脂20-40份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2-6份，氧化锌10-20份等其他添加剂，延长pvc水管使用寿命，提高pvc水管的耐热性能。
5.cn104448517a公开了一种太阳能电池背板用抗老化膜及其制备方法，抗老化膜的配方包括eva，pvc，抗氧剂，辅助抗氧剂，光稳定剂，磷酸三甲酚酯，氧化铝，醋酸纤维素，氧化锌，碳酸钙，羟丙基甲基纤维素，三羟甲基丙烷等其他添加剂，提供的抗老化膜机械性能、电学性能、耐老化性能好。
6.现有技术中将三羟甲基丙烷作为一种热稳定剂广泛应用于聚氨酯和聚酯泡沫塑料的生产中，也被应用于聚氯乙烯树脂的热稳定剂，采用的三羟甲基丙烷因分子结构中含有三个羟基，分子中含有的羟基可以有效抑制锌烧，延长钙锌稳定剂的热稳定时间，但是因分子量过小，熔点和沸点都较低，在pvc用钙锌稳定剂中应用受到限制。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种pvc环保热稳定剂，应用于pvc制品中，使制品初始颜色更白和长期热稳定性更显著；本发明还提供其制备方法和在pvc制品中的应用。
8.本发明所述的pvc环保热稳定剂，由以下物质按照质量份数制成：55-67份三羟甲基丙烷和33-45份氧化锌。
9.所述的pvc环保热稳定剂的制备方法：将三羟甲基丙烷加热熔至150-170℃，然后交替加入氧化锌和催化剂，加完后反应2-3h；反应完毕后经过冷辊压片、粉碎，制得pvc环保热稳定剂。
10.催化剂为过氧化氢，加入量为三羟甲基丙烷的1.4-1.6wt%。
11.所述的pvc环保热稳定剂在pvc制品中的应用：所述的pvc制品的原料按照质量份数，包括以下组分：
pvc
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60-65份pvc环保热稳定剂
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0.05-0.3份润滑剂
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0.3-0.9份涂料助剂
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0.1-0.3份。
12.优选的，所述的pvc制品的原料按照质量份数，包括以下组分：pvc
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60-65份pvc环保热稳定剂
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0.05-0.2份硬脂酸锌
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0.2-0.3份润滑剂
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0.5-0.6份涂料助剂
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0.1-0.3份。
13.优选的，所述的pvc制品的原料按照质量份数，包括以下组分：pvc
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60-65份pvc环保热稳定剂
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0.1-0.3份硬脂酸钙
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0.1-0.3份润滑剂
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0.3-0.5份涂料助剂
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0.1-0.3份。
14.优选的，所述的pvc制品的原料按照质量份数，包括以下组分：pvc
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60-64份pvc环保热稳定剂
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0.05-0.1份硬脂酸锌
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0.2-0.3份硬脂酸钙
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0.1-0.3份润滑剂
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0.5-0.7份涂料助剂
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01-0.3份水滑石
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0.1-0.3份乙酰丙酮钙
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0.03-0.05份4a分子筛
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0.05-0.2份脲嘧啶
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0.01-0.02份。
15.润滑剂为pe100蜡；涂料助剂为赛克。
16.所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数混合，加入粉碎机常温混合均匀，搅拌速度为40-50r/min。
17.本发明采用原料三羟甲基丙烷和氧化锌制备的pvc环保热稳定剂，在制备pvc制品时，能够与pvc发生反应，取代分子链中不稳定的氯原子，并吸收pvc降解释放的hcl；当单独作为pvc制品的热稳定剂时，可达到热稳定性好，初期白度合格的优势，当其与钙锌稳定剂的主稳定剂或与其它助剂配合成复合助剂时，用作提高钙锌复合稳定剂的热稳定性，延长pvc制品的热稳定性时间，当与硬脂酸锌在质量配比协同时，pvc产品的初始颜色更白和长期热稳定性更显著，获得良好的协同效应。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明中的pvc环保热稳定剂，最突出的优点是在pvc制品应用中，使初期白度高，稳定效果好，使用量少；
（2）本发明中的pvc环保热稳定剂，作为一种新型热稳定剂，在pvc制品中释放锌离子的速度慢，延迟锌烧的发生时间，延长pvc制品的寿命与老化程度；（3）本发明中的pvc环保热稳定剂，既可以单独作为热稳定剂使用，又可以与pvc制品的其他热稳定剂或者助剂复配使用，延长pvc制品的动态和静态的热稳定性时间。
附图说明
19.图1为实施例1制备的pvc环保热稳定剂a的熔点曲线分析图；图2为实施例2与对比例1所做的动态热稳定对比的叠加曲线图；图3为实施例3与对比例1所做的动态热稳定对比的叠加曲线图；图4为实施例4与对比例2所做的动态热稳定对比的叠加曲线图；图5为实施例5与对比例3所做的动态热稳定对比的叠加曲线图；图6为实施例2制备的pvc制品的热分解流变曲线图；图7为对比例1制备的pvc制品的热分解流变曲线图；图8为实施例3制备的pvc制品的热分解流变曲线图；图9为实施例4制备的pvc制品的热分解流变曲线图；图10为对比例3制备的pvc制品的热分解流变曲线图；图11为实施例5制备的pvc制品的热分解流变曲线图。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本发明作进一步描述。
21.实施例中所用原料均为市购产品，所述的质量份数均按照质量计算。
22.实施例1制备三种配比不同的pvc环保热稳定剂。
23.a）所述的pvc环保热稳定剂，由以下物质按照质量份数制成：61.7份三羟甲基丙烷和38.3份氧化锌；所述的pvc环保热稳定剂的制备方法：将三羟甲基丙烷加热溶至150℃，然后加入氧化锌和过氧化氢催化剂，过氧化氢的加入量为三羟甲基丙烷的1.5wt%，加完后反应3h；反应完毕后经过冷辊压片、粉碎，制得pvc环保热稳定剂，命名为稳定剂a。如图1所示，稳定剂a的熔程从210~245℃。
24.b）所述的pvc环保热稳定剂，由以下物质按照质量份数制成：55份三羟甲基丙烷和45份氧化锌；所述的pvc环保热稳定剂的制备方法：将三羟甲基丙烷加热溶至170℃，然后加入氧化锌和过氧化氢催化剂，过氧化氢的加入量为三羟甲基丙烷的1.4wt%，加完后反应2h；反应完毕后经过冷辊压片、粉碎，制得pvc环保热稳定剂，命名为稳定剂b。
25.c）所述的pvc环保热稳定剂，由以下物质按照质量份数制成：67份三羟甲基丙烷和33份氧化锌；所述的pvc环保热稳定剂的制备方法：将三羟甲基丙烷加热溶至160℃，然后加入氧化锌和过氧化氢催化剂，过氧化氢的加入量为三羟甲基丙烷的1.6wt%，加完后反应3h；反应完毕后经过冷辊压片、粉碎，制得pvc环保热稳定剂，命名为稳定剂c。
26.实施例2将实施例1制备的pvc环保热稳定剂a应用于pvc制品，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：
pvc
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63gpvc环保热稳定剂a
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0.2gpe100蜡
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0.845g赛克
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0.2g。
27.所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为40r/min。
28.对比例1一种pvc制品采用纯硬脂酸锌为稳定剂，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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63gpe100蜡
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0.2g赛克
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0.2g硬脂酸
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0.2g硬质酸锌
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0.5g。
29.一种pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为40r/min。
30.在流变仪上所做的动态热稳定对比的叠加曲线图，如图2所示。由图2可以看出，实施例2制备的pvc制品的动态热稳定性要比对比例1强很多。动态热稳定实验的条件为：将配方料在wnh-200型高速中药粉碎机混匀备用，取65g混好的实验料在流变仪中做动态热稳定实验，流变仪参数：转子转数：40r/min，加热板温度：185℃。
31.实施例3将实施例1制备的pvc环保热稳定剂c应用于pvc制品，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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65gpvc环保热稳定剂c
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0.1g硬脂酸锌
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0.25gpe100蜡
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0.525g赛克
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0.3g。
32.所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为45r/min。
33.将实施例3与对比例1在流变仪上所做的动态热稳定对比的叠加曲线图，如图3所示。由图3可以看出，实施例3制备的pvc制品的动态热稳定性要比对比例1强很多。动态热稳定实验的条件为：将配方料在wnh-200型高速中药粉碎机混匀备用，取65g混好的实验料在流变仪中做动态热稳定实验，流变仪参数：转子转数：50r/min，加热板温度：185℃。
34.实施例4将实施例1制备的pvc环保热稳定剂c应用于pvc制品，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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65pvc环保热稳定剂c
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0.3g
硬脂酸钙
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0.2gpe100
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0.4g赛克
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0.3g。
35.所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为50r/min。
36.对比例2一种pvc制品采用硬脂酸锌和硬脂酸钙为稳定剂，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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65gpe100蜡
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0.2g赛克
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0.2g硬脂酸
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0.2g硬质酸锌
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0.5g硬脂酸钙
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0.2g。
37.一种pvc制品的制备方法：所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为50r/min。
38.将实施例4与对比例2在流变仪上所做的动态热稳定对比的叠加曲线图，如图4所示。由图4可以看出，实施例4制备的pvc制品的动态热稳定性要比对比例2强很多。动态热稳定实验的条件为：将配方料在wnh-200型高速中药粉碎机混匀备用，取65g混好的实验料在流变仪中做动态热稳定实验，流变仪参数：转子转数：40r/min，加热板温度：185℃。
39.实施例5将实施例1制备的pvc环保热稳定剂b应用于pvc制品，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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60gpvc环保热稳定剂b
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0.05g硬脂酸锌
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0.25g硬脂酸钙
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0.2gpe100
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0.525g赛克
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0.1g水滑石sk10
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0.2g乙酰丙酮钙
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0.04g4a分子筛
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0.1g脲嘧啶
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0.01g。
40.所述的pvc制品的制备方法，包括以下步骤：将pvc制品的原料按照质量份数在wnh-200型高速中药粉碎机混匀，搅拌速度为40r/min。
41.对比例3一种pvc制品采用硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸的复合稳定剂，以下原料份数按照质量计算，包括以下组分：pvc
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60g
硬脂酸锌
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0.5g硬脂酸钙
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0.2g润滑剂pe100
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0.2g硬脂酸
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0.2g涂料助剂赛克
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0.2g水滑石sk10
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0.2g乙酰丙酮钙
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0.04g4a分子筛
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0.1g脲嘧啶
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0.01g。
42.将实施例5与对比例3在流变仪上所做的动态热稳定对比的叠加曲线图，如图5所示。由图5可以看出，实施例5制备的pvc制品的动态热稳定性要比对比例3强很多。动态热稳定实验的条件为：将配方料在wnh-200型高速中药粉碎机混匀备用，取65g混好的实验料在流变仪中做动态热稳定实验，流变仪参数：转子转数：40r/min，加热板温度：185℃。
43.试验将实施例和对比例制备的pvc制品的颗粒，取65gpvc制品颗粒采用哈普流变仪进行动态稳定实验和流变实验，流变仪参数：转子转数：40r/min，加热板温度：185℃。
44.采用wf-28型号的色差仪进行初期白度对比检测，检测结果如表1所示，b正值代表比对比例白，a负值代表比对比例黄。
45.流变实验中：a承载峰nm，b最低扭矩nm；x塑化峰nm；e平衡扭矩nm，检测结果如表2所示。
46.对实施例和对比例制备的pvc制品颗粒进行压片，检测其静态热稳定性，在实验室180
±
1℃进行老化实验，采用wf-28型号的色差仪，测得其静态热稳定性测试结果，如表3所示，
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e数值越大，代表材料热稳定性劣化越严重。
47.表1 初期白度检测结果表2 流变实验检测结果
表3 静态热稳定性测试结果通过以上可以看出，本发明采用三羟甲基丙烷与氧化锌通过催化剂合成的pvc环保热稳定剂，无论单独作为主稳定剂还是与硬脂酸锌、硬脂酸钙配合，都有很好的动静热稳定性和初期白度。
48.当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。