一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法
一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法
【专利说明】一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，尤其涉及一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方 法。 【【背景技术】】
[0002] 聚氯乙烯弹性体具有价格低廉、力学性能可调和阻燃性好等特点，适用于制备电 梯平衡补偿链护套、电线电缆的绝缘护层以及门窗和车窗封条等众多场合。但聚氯乙烯弹 性体在环保性和低温韧性等方面存在一定缺陷。
[0003] 迄今，已有诸多专利报道了耐低温或耐寒性聚氯乙烯弹性体材料的组成和制备方 法。如申请号为 CN201210569416. 6、CN201410284632. 5XN200810023863. 5 等中国专利。上 述专利所描述的聚氯乙烯弹性体材料虽然具有一定的耐低温性能，低温韧性良好，然而其 所用的主增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，这类增塑剂会危害人体健康，达不到环保要求。
[0004] 为了达到环保要求，已有专利报道了环境友好型的聚氯乙烯弹性体。申请号 为 CN200910102369.2、CN201310464355. 1、CN201010508484.2、CN201310754691. X、 CN201110199511. 7、CN201310242694. 5 和 CN201210106293. 2 等专利均公开了环保型聚氯 乙烯弹性体的组成和制备方法，所制备的弹性体具有优良的环保性，对人体和环境污染甚 少，然而其所使用的增韧剂与增塑剂低温性能较差，使得弹性体在低温（_40°C以下）条件 下会脆化，严重影响弹性体在极寒环境下的使用寿命。同时，也有一些专利公开了环保耐寒 的聚氯乙烯弹性体。如申请号为CN201310473887. 1专利中所使用的增韧剂为硅橡胶，与聚 氯乙烯基体中的相容性较差，造成弹性体的常温韧性和低温韧性均受到影响，耐低温性能 不理想。申请号为CN201210161975.3公开了一种耐严寒环保聚氯乙烯基特种电缆料，所使 用的二乙二醇二苯甲酸酯增塑剂原料成本高，限制了其在民用范围内的应用。因此开发一 种环保无毒、耐寒、力学强度高等综合性能优异的聚氯乙烯弹性体显得尤为重要。 【
【发明内容】
】
[0005] 本发明的目的在于提供一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，具有安全环保、耐 寒耐热、抗老化、力学强度高等优点，其能够在低温作业环境下依然保持较高的韧性。
[0006] 为了解决上述问题，本发明的技术解决方案是：一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组 合物，包括聚氯乙烯树脂、环保复合增塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂 和颜料，所述环保复合增塑体系包括对苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包 括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所述弹性体组合物在_5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二 甲酸二烷基酯中烷基包括7~12个碳原子。
[0007] 进一步，所述弹性体组合物各组份按重量份计算包括：100重量份的聚氯乙烯树 月旨、50~90重量份的对苯二甲酸二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份 的极性橡胶、5~30重量份的纳米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量 份的润滑剂、〇. 2~1重量份的抗氧剂和0. 5~3重量份的颜料。
[0008] 进一步，所述合成植物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物 油为大豆油、亚麻油、蓖麻油、红花油和葵花油中的一种或多种组成。
[0009] 进一步，所述极性橡胶为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸 酯橡胶中的一种。
[0010] 进一步，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~ 70%〇
[0011] 进一步，所述纳米活性碳酸钙的平均直径在60~IOOnm之间。
[0012] 进一步，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。
[0013] 进一步，所述抗氧剂为四[β_(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、 2, 2'-亚甲基-双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸 三苯酯中的一种或两种组成。
[0014] 进一步，所述颜料为高色素炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。
[0015] 本发明还提供上述环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0016] 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温 度升高；
[0017] 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下；
[0018] 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出 机包括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分 别为：Tl = 85 ~10(TC，T2 = 100 ~120°C，T3 = 120 ~140°C，T4 = 130 ~150°C，T 模 =130~150°C ;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
[0019] 本发明所制备的聚氯乙烯弹性体具有低温韧性优异，力学强度高、耐热老化性好、 环保无毒等优点，综合性能优异，特别适用于制备电梯平衡补偿链护套、门窗和车窗封条以 及电线电缆的绝缘护层等。
[0020] 上述聚氯乙烯弹性组合物具有如下有益效果：
[0021] (1)通过采用安全环保型增塑剂，对环境和人体无安全隐患，符合环保要求，对苯 二甲酸二烷基酯具有和邻苯二甲酸酯类增塑剂同样优异的增塑效果和优异的耐寒性能，在 低温条件下不会失活；合成植物油脂具有低挥发性、亦可作为热稳定剂的特点；两种增塑 剂通过合理的配合使用，发挥各自的性能优势可赋予聚氯乙烯更优异的增塑效果；
[0022] (2)采用具有耐寒性的极性橡胶和纳米活性碳酸钙作为增韧剂，使弹性体在低温 条件下依然能够保持良好的韧性；纳米活性碳酸钙作为增韧剂和填充剂在聚氯乙烯基体中 能够充分分散，极大的提高了弹性体的韧性和强度，起到增韧和增强的双重效应。两种增韧 剂组合使用，产生协同效应，对提高弹性体的常温韧性、保持低温韧性有显著效果；
[0023] (3)使用环保型液态钙锌系复合稳定剂，对环境和人体对不存在危害隐患，符合环 保要求。 【【具体实施方式】】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0025] 为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体 实施例进行阐述。
[0026] 本发明涉及的一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，包括聚氯乙烯树脂，环保复 合增塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料，所述环保复合增塑体系包 括对苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所 述弹性体组合物在_5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二甲酸二烷基酯中烷基包括7~12 个碳原子。
[0027] 弹性体组合物各组份按重量份计算包括：100重量份的聚氯乙烯树脂、50~90重 量份的对苯二甲酸二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份的极性橡胶、 5~30重量份的纳米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量份的润滑剂、 0. 2~1重量份的抗氧剂和0. 5~3重量份的颜料。
[0028] 合成植物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物油为大豆油、 亚麻油、蓖麻油、红花油和葵花油中的一种或多种组成；所述极性橡胶为乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸酯橡胶中的一种；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶 中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~70 %;所述纳米活性碳酸钙的平均直径在60~IOOnm 之间；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种；所述抗氧剂为四[β _(3, 5-二 叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 2'-亚甲基-双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、 三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的一种或两种组成；所述颜料为高色素 炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。
[0029] 本发明还提供上述环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0030] 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温 度升高；
[0031] 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷 却至45 °C以下；
[0032] 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出 机包括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分 别为：Tl = 85 ~10(TC，T2 = 100 ~120°C，T3 = 120 ~140°C，T4 = 130 ~150°C，T 模 =130~150°C ;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
[0033] 实施例一：
[0034] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的聚氨酯橡胶、15重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定 剂、1.5重量份的硬脂酸锌、0.6重量份的四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季 戊四醇酯和1重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物 料温度升至90-KKTC后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混 合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度 分别为=T 1= 85 ~100°C，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模 =130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~ 140 °C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的 样条。
[0035] 实施例二：
[0036] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、90重量份的对苯二甲酸二庚酯、10重量份的环氧 基酯化亚麻油、20重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为40% )、5重 量份的纳米活性碳酸钙、8重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的聚乙烯蜡、0. 2重量份的四 [β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和3重量份的金红石型二氧化钛在 捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物 料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造 粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~ 120°C，T3= 120~140°C，Τ4= 130~150°C，T模=130~150°C ;单螺杆挤出机加热区和 挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上 热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0037] 实施例三：
[0038] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、70重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）醋、40重 量份的环氧红花油、5重量份的聚丙烯酸酯橡胶、30重量份的纳米活性碳酸钙、8重量份的 钙锌复合稳定剂、2重量份的硬脂酸锌、0. 5重量份的四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯、〇. 2重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1. 5重量份的高色素 炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-KKTC后出料， 混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上 挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2 = 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺杆挤出机加 热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫 化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0039] 实施例四：
[0040] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、70重量份的对苯二甲酸二辛酯、30重量份的环氧 蓖麻油、20重量份的聚氨酯橡胶、20重量份的纳米活性碳酸钙、6重量份的钙锌复合稳定 剂、1重量份的硬脂酸锌、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸醋、0. 2重量份的亚 磷酸三苯酯和1重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合 物料温度升至90-KKTC后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的 混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温 度分别为85 ~10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模 =130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~ 140 °C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的 样条。
[0041] 实施例五：
[0042] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为70% )、 10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的聚乙烯蜡、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0043] 对比例一：
[0044] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的氯化聚乙烯、15重量份目数为1200的轻质碳酸钙、5重量份的钙锌复合 稳定剂、1. 5重量份的润滑剂、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0045] 对比例二：
[0046] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的聚氨酯橡胶、15重量份目数为1200的轻质碳酸钙、5重量份的钙锌复合 稳定剂、1. 5重量份的润滑剂、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T 4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0047] 对比例三：
[0048] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）醋、20重 量份的环氧葵花油、3重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为50% )、 10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0049] 对比例四：
[0050] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重量 份的环氧葵花油、25重量份的聚氨酯橡胶、10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复 合稳定剂、1重量份的润滑剂、〇. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0051] 对比例五：
[0052] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的聚丙烯酸酯橡胶、3重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的 钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、〇. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和 〇. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升 至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置 于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为： T1= 85 ~100°C，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~ 150°C ;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。 将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0053] 对比例六：
[0054] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为60% )、 35重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0055] 将上述实施例和对比例中的样条进行拉伸强度、断裂伸长率、热老化、低温瞬时硬 度和冲击法脆化温度测试，得到出如下结果：
[0056]
[0058] 从测试结果可以看出，对比例在_5°C时的邵氏硬度均在80以上，耐寒、抗热老化、 力学强度等均比实施例差。
[0059] 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局 限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和 环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改 动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附 权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，包括聚氯乙烯树脂、环保复合增 塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料，所述环保复合增塑体系包括对 苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所述弹 性体组合物在-5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二甲酸二烷基酯中烷基包括7~12个碳 原子。2. 如权利要求1所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述弹性体组 合物各组份按重量份计算包括：1〇〇重量份的聚氯乙稀树脂、50~90重量份的对苯二甲酸 二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份的极性橡胶、5~30重量份的纳 米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量份的润滑剂、0. 2~1重量份的 抗氧剂和〇. 5~3重量份的颜料。3. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述合成植 物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物油为大豆油、亚麻油、蓖麻油、 红花油和葵花油中的一种或多种组成。4. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述极性橡 胶为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸酯橡胶中的一种。5. 如权利要求4所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物橡胶中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~70%。6. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述纳米活 性碳酸妈的平均直径在60~IOOnm之间。7. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述润滑剂 为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。8. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述抗氧 剂为四[0 _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 2'-亚甲基-双（4-甲 基-6-叔丁基苯酚）、三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的一种或两种组 成。9. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述颜料为 高色素炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。10. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温度升 尚； 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷却至 45°C以下； 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出机包 括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别 为：Tl= 85 ~100 °C，T2 = 100 ~120 °C，T3 = 120 ~140 °C，T4 = 130 ~150 °C，T模 =130~150°C;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
【专利摘要】本发明公开了一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法，将聚氯乙烯树脂、对苯二甲酸二烷基酯、合成植物油酯、极性橡胶、纳米活性碳酸钙、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料在捏合机中混合，待混合物料温达到90-100℃后出料冷却，再将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒而成，弹性体组合物在-5℃时邵氏硬度低于80。本发明的有益效果是具有低温韧性优异，力学强度高、耐热老化性好、环保无毒等优点，综合性能优异，特别适用于制备电梯平衡补偿链护套、门窗和车窗封条以及电线电缆的绝缘护层等。
【IPC分类】C08K5/098, C08L23/08, C08K3/04, C08K3/26, C08K5/134, C08K5/12, B29C47/92, C08K5/1515, C08L75/04, C08L33/04, C08L27/06, C08K13/02
【公开号】CN104893152
【申请号】CN201510290016
【发明人】王庚超, 魏伟, 黄近都, 毛亮
【申请人】江苏兴华胶带股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日
【专利说明】一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，尤其涉及一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方 法。 【【背景技术】】
[0002] 聚氯乙烯弹性体具有价格低廉、力学性能可调和阻燃性好等特点，适用于制备电 梯平衡补偿链护套、电线电缆的绝缘护层以及门窗和车窗封条等众多场合。但聚氯乙烯弹 性体在环保性和低温韧性等方面存在一定缺陷。
[0003] 迄今，已有诸多专利报道了耐低温或耐寒性聚氯乙烯弹性体材料的组成和制备方 法。如申请号为 CN201210569416. 6、CN201410284632. 5XN200810023863. 5 等中国专利。上 述专利所描述的聚氯乙烯弹性体材料虽然具有一定的耐低温性能，低温韧性良好，然而其 所用的主增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，这类增塑剂会危害人体健康，达不到环保要求。
[0004] 为了达到环保要求，已有专利报道了环境友好型的聚氯乙烯弹性体。申请号 为 CN200910102369.2、CN201310464355. 1、CN201010508484.2、CN201310754691. X、 CN201110199511. 7、CN201310242694. 5 和 CN201210106293. 2 等专利均公开了环保型聚氯 乙烯弹性体的组成和制备方法，所制备的弹性体具有优良的环保性，对人体和环境污染甚 少，然而其所使用的增韧剂与增塑剂低温性能较差，使得弹性体在低温（_40°C以下）条件 下会脆化，严重影响弹性体在极寒环境下的使用寿命。同时，也有一些专利公开了环保耐寒 的聚氯乙烯弹性体。如申请号为CN201310473887. 1专利中所使用的增韧剂为硅橡胶，与聚 氯乙烯基体中的相容性较差，造成弹性体的常温韧性和低温韧性均受到影响，耐低温性能 不理想。申请号为CN201210161975.3公开了一种耐严寒环保聚氯乙烯基特种电缆料，所使 用的二乙二醇二苯甲酸酯增塑剂原料成本高，限制了其在民用范围内的应用。因此开发一 种环保无毒、耐寒、力学强度高等综合性能优异的聚氯乙烯弹性体显得尤为重要。 【
【发明内容】
】
[0005] 本发明的目的在于提供一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，具有安全环保、耐 寒耐热、抗老化、力学强度高等优点，其能够在低温作业环境下依然保持较高的韧性。
[0006] 为了解决上述问题，本发明的技术解决方案是：一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组 合物，包括聚氯乙烯树脂、环保复合增塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂 和颜料，所述环保复合增塑体系包括对苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包 括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所述弹性体组合物在_5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二 甲酸二烷基酯中烷基包括7~12个碳原子。
[0007] 进一步，所述弹性体组合物各组份按重量份计算包括：100重量份的聚氯乙烯树 月旨、50~90重量份的对苯二甲酸二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份 的极性橡胶、5~30重量份的纳米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量 份的润滑剂、〇. 2~1重量份的抗氧剂和0. 5~3重量份的颜料。
[0008] 进一步，所述合成植物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物 油为大豆油、亚麻油、蓖麻油、红花油和葵花油中的一种或多种组成。
[0009] 进一步，所述极性橡胶为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸 酯橡胶中的一种。
[0010] 进一步，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~ 70%〇
[0011] 进一步，所述纳米活性碳酸钙的平均直径在60~IOOnm之间。
[0012] 进一步，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。
[0013] 进一步，所述抗氧剂为四[β_(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、 2, 2'-亚甲基-双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸 三苯酯中的一种或两种组成。
[0014] 进一步，所述颜料为高色素炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。
[0015] 本发明还提供上述环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0016] 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温 度升高；
[0017] 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下；
[0018] 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出 机包括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分 别为：Tl = 85 ~10(TC，T2 = 100 ~120°C，T3 = 120 ~140°C，T4 = 130 ~150°C，T 模 =130~150°C ;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
[0019] 本发明所制备的聚氯乙烯弹性体具有低温韧性优异，力学强度高、耐热老化性好、 环保无毒等优点，综合性能优异，特别适用于制备电梯平衡补偿链护套、门窗和车窗封条以 及电线电缆的绝缘护层等。
[0020] 上述聚氯乙烯弹性组合物具有如下有益效果：
[0021] (1)通过采用安全环保型增塑剂，对环境和人体无安全隐患，符合环保要求，对苯 二甲酸二烷基酯具有和邻苯二甲酸酯类增塑剂同样优异的增塑效果和优异的耐寒性能，在 低温条件下不会失活；合成植物油脂具有低挥发性、亦可作为热稳定剂的特点；两种增塑 剂通过合理的配合使用，发挥各自的性能优势可赋予聚氯乙烯更优异的增塑效果；
[0022] (2)采用具有耐寒性的极性橡胶和纳米活性碳酸钙作为增韧剂，使弹性体在低温 条件下依然能够保持良好的韧性；纳米活性碳酸钙作为增韧剂和填充剂在聚氯乙烯基体中 能够充分分散，极大的提高了弹性体的韧性和强度，起到增韧和增强的双重效应。两种增韧 剂组合使用，产生协同效应，对提高弹性体的常温韧性、保持低温韧性有显著效果；
[0023] (3)使用环保型液态钙锌系复合稳定剂，对环境和人体对不存在危害隐患，符合环 保要求。 【【具体实施方式】】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0025] 为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体 实施例进行阐述。
[0026] 本发明涉及的一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，包括聚氯乙烯树脂，环保复 合增塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料，所述环保复合增塑体系包 括对苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所 述弹性体组合物在_5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二甲酸二烷基酯中烷基包括7~12 个碳原子。
[0027] 弹性体组合物各组份按重量份计算包括：100重量份的聚氯乙烯树脂、50~90重 量份的对苯二甲酸二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份的极性橡胶、 5~30重量份的纳米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量份的润滑剂、 0. 2~1重量份的抗氧剂和0. 5~3重量份的颜料。
[0028] 合成植物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物油为大豆油、 亚麻油、蓖麻油、红花油和葵花油中的一种或多种组成；所述极性橡胶为乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸酯橡胶中的一种；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶 中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~70 %;所述纳米活性碳酸钙的平均直径在60~IOOnm 之间；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种；所述抗氧剂为四[β _(3, 5-二 叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 2'-亚甲基-双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、 三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的一种或两种组成；所述颜料为高色素 炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。
[0029] 本发明还提供上述环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0030] 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温 度升高；
[0031] 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷 却至45 °C以下；
[0032] 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出 机包括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分 别为：Tl = 85 ~10(TC，T2 = 100 ~120°C，T3 = 120 ~140°C，T4 = 130 ~150°C，T 模 =130~150°C ;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
[0033] 实施例一：
[0034] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的聚氨酯橡胶、15重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定 剂、1.5重量份的硬脂酸锌、0.6重量份的四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季 戊四醇酯和1重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物 料温度升至90-KKTC后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混 合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度 分别为=T 1= 85 ~100°C，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模 =130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~ 140 °C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的 样条。
[0035] 实施例二：
[0036] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、90重量份的对苯二甲酸二庚酯、10重量份的环氧 基酯化亚麻油、20重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为40% )、5重 量份的纳米活性碳酸钙、8重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的聚乙烯蜡、0. 2重量份的四 [β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和3重量份的金红石型二氧化钛在 捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物 料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造 粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~ 120°C，T3= 120~140°C，Τ4= 130~150°C，T模=130~150°C ;单螺杆挤出机加热区和 挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上 热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0037] 实施例三：
[0038] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、70重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）醋、40重 量份的环氧红花油、5重量份的聚丙烯酸酯橡胶、30重量份的纳米活性碳酸钙、8重量份的 钙锌复合稳定剂、2重量份的硬脂酸锌、0. 5重量份的四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯、〇. 2重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1. 5重量份的高色素 炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-KKTC后出料， 混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上 挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2 = 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺杆挤出机加 热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫 化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0039] 实施例四：
[0040] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、70重量份的对苯二甲酸二辛酯、30重量份的环氧 蓖麻油、20重量份的聚氨酯橡胶、20重量份的纳米活性碳酸钙、6重量份的钙锌复合稳定 剂、1重量份的硬脂酸锌、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸醋、0. 2重量份的亚 磷酸三苯酯和1重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合 物料温度升至90-KKTC后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的 混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温 度分别为85 ~10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模 =130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~ 140 °C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的 样条。
[0041] 实施例五：
[0042] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为70% )、 10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的聚乙烯蜡、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0043] 对比例一：
[0044] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的氯化聚乙烯、15重量份目数为1200的轻质碳酸钙、5重量份的钙锌复合 稳定剂、1. 5重量份的润滑剂、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0045] 对比例二：
[0046] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二辛酯、25重量份的环氧 大豆油、10重量份的聚氨酯橡胶、15重量份目数为1200的轻质碳酸钙、5重量份的钙锌复合 稳定剂、1. 5重量份的润滑剂、0. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和1重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T 4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0047] 对比例三：
[0048] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）醋、20重 量份的环氧葵花油、3重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为50% )、 10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0049] 对比例四：
[0050] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重量 份的环氧葵花油、25重量份的聚氨酯橡胶、10重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复 合稳定剂、1重量份的润滑剂、〇. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份 的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C 后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆 挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~ 10(TC，T2= 100 ~12(TC，T3= 120 ~14(TC，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~150°C ;单螺 杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒 料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0051] 对比例五：
[0052] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的聚丙烯酸酯橡胶、3重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的 钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、〇. 6重量份的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和 〇. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升 至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置 于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别为： T1= 85 ~100°C，T2= 100 ~120°C，T3= 120 ~140°C，T4= 130 ~150°C，T 模=130 ~ 150°C ;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和120~140°C。 将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0053] 对比例六：
[0054] 将100重量份的聚氯乙烯树脂、75重量份的对苯二甲酸二（十二烷基）酯、20重 量份的环氧葵花油、15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯重量百分比为60% )、 35重量份的纳米活性碳酸钙、5重量份的钙锌复合稳定剂、1重量份的润滑剂、0. 6重量份 的三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0. 5重量份的高色素炭黑在捏合机中高速搅拌混 合，搅拌产生的摩擦热使混合物料温度升至90-100°C后出料，混合物料送入冷却搅拌器冷 却至45°C以下，再将冷却后的混合物料置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒，其中双螺杆挤出 机四个加热区和挤出模头的温度分别为：!\= 85~100°C，T2= 100~120°C，T3= 120~ 140°C，T4= 130~150°C，T模=130~150°C;单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别 控制在110~130°C和120~140°C。将挤出的粒料在平板硫化机上热压成厚度为2mm或 6mm样片，并裁切成符合要求的样条。
[0055] 将上述实施例和对比例中的样条进行拉伸强度、断裂伸长率、热老化、低温瞬时硬 度和冲击法脆化温度测试，得到出如下结果：
[0056]
[0058] 从测试结果可以看出，对比例在_5°C时的邵氏硬度均在80以上，耐寒、抗热老化、 力学强度等均比实施例差。
[0059] 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局 限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和 环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改 动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附 权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，包括聚氯乙烯树脂、环保复合增 塑体系、增韧剂、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料，所述环保复合增塑体系包括对 苯二甲酸二烷基酯和合成植物油酯，所述增韧剂包括极性橡胶与纳米活性碳酸钙，所述弹 性体组合物在-5°C时邵氏硬度低于80,所述对苯二甲酸二烷基酯中烷基包括7~12个碳 原子。2. 如权利要求1所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述弹性体组 合物各组份按重量份计算包括：1〇〇重量份的聚氯乙稀树脂、50~90重量份的对苯二甲酸 二烷基酯、10~40重量份的合成植物油酯、5~20重量份的极性橡胶、5~30重量份的纳 米活性碳酸钙、4~8重量份的钙锌复合稳定剂、1~2重量份的润滑剂、0. 2~1重量份的 抗氧剂和〇. 5~3重量份的颜料。3. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述合成植 物油酯由植物油经环氧化或环氧基酯化改性而成，所述植物油为大豆油、亚麻油、蓖麻油、 红花油和葵花油中的一种或多种组成。4. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述极性橡 胶为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物橡胶、聚氨酯橡胶和聚丙烯酸酯橡胶中的一种。5. 如权利要求4所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物橡胶中醋酸乙烯酯重量百分比含量为40~70%。6. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述纳米活 性碳酸妈的平均直径在60~IOOnm之间。7. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述润滑剂 为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种。8. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述抗氧 剂为四[0 _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 2'-亚甲基-双（4-甲 基-6-叔丁基苯酚）、三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的一种或两种组 成。9. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物，其特征在于，所述颜料为 高色素炭黑和金红石型二氧化钛中的一种。10. 如权利要求1或2所述的环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： 步骤一：将各组份在捏合机中搅拌混合均匀，利用搅拌产生的摩擦热使混合物温度升 尚； 步骤二：捏合机中各组份混合物温度上升到90-KKTC后出料，送入冷却搅拌器冷却至 45°C以下； 步骤三：将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造料，所述双阶螺杆挤出机包 括双螺杆挤出机和单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机四个加热区和挤出模头的温度分别 为：Tl= 85 ~100 °C，T2 = 100 ~120 °C，T3 = 120 ~140 °C，T4 = 130 ~150 °C，T模 =130~150°C;所述单螺杆挤出机加热区和挤出模头的温度分别控制在110~130°C和 120~140°C，得到聚氯乙烯弹性体组合物，其在_5°C时邵氏硬度低于80。
【专利摘要】本发明公开了一种环保耐寒聚氯乙烯弹性体组合物及其制备方法，将聚氯乙烯树脂、对苯二甲酸二烷基酯、合成植物油酯、极性橡胶、纳米活性碳酸钙、钙锌系复合稳定剂、润滑剂、抗氧剂和颜料在捏合机中混合，待混合物料温达到90-100℃后出料冷却，再将冷却后的混合物置于双阶螺杆挤出机上挤出造粒而成，弹性体组合物在-5℃时邵氏硬度低于80。本发明的有益效果是具有低温韧性优异，力学强度高、耐热老化性好、环保无毒等优点，综合性能优异，特别适用于制备电梯平衡补偿链护套、门窗和车窗封条以及电线电缆的绝缘护层等。
【IPC分类】C08K5/098, C08L23/08, C08K3/04, C08K3/26, C08K5/134, C08K5/12, B29C47/92, C08K5/1515, C08L75/04, C08L33/04, C08L27/06, C08K13/02
【公开号】CN104893152
【申请号】CN201510290016
【发明人】王庚超, 魏伟, 黄近都, 毛亮
【申请人】江苏兴华胶带股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日
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