聚氯乙烯塑料及其制备方法
聚氯乙烯塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，更具体的说是涉及聚氯乙烯塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯树脂，具有优异的介电性能、耐腐蚀性能，较好的抗张强度、冲击强度、机 械性能以及价格低廉，已被广泛地应用于建筑、包装及汽车工业等领域。但由于聚氯乙烯树 脂本身热稳定性、抗蠕变性较差以及低温脆性等缺点，因而当它被应用于特定领域时，则需 对聚氯乙烯树脂进行改性处理方可满足应用需求。在门窗密封条及汽车内饰的加工领域 中，目前，对聚氯乙烯树脂的改性并不能在提高聚氯乙烯塑料阻燃性及稳定性的同时保证 它的环保性。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有技术的上述不足，提供了聚氯乙烯塑料及制备方法，通过对聚 氯乙烯树脂的改性处理及辅助剂的添加处理，可制得优异阻燃性、较高稳定性及良好环保 性的高弹性塑料。
[0004] 本发明采用以下技术方案： 聚氯乙烯塑料，由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂80~110份，对苯二甲酸二辛 月旨70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸 锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。
[0005] 本发明中，选用对苯二甲酸二辛脂作为增塑剂，它是一种有机酯类化合物，具有与 聚氯乙烯树脂良好的相容性，它可降低聚氯乙烯树脂的熔融温度，利于塑化，同时，亦能增 加熔体的流动性，利于产品的成型。另外，还能增加塑料成品的表面光洁度，减少冷斑。选用 碳酸钙作为填充改性剂，它可提高塑料成品的硬度、耐磨性、热变形温度、热稳定性及耐候 性;降低成型收缩率、挤出胀大效应。环氧大豆油既有增塑性又有稳定性，且毒性极小，可应 用于食品包装领域。本发明中，环氧大豆油的添加可提高塑料制品的热稳定性、光稳定性、 耐水性、耐油性及环保性。丁晴橡胶可提高塑料制品的耐油性、耐磨性、耐热性及粘接力。三 氧化二锑是一种无机添加型阻燃剂，在应用时，选用了硼酸锌对其进行改性处理，以提高它 与聚氯乙烯树脂之间的亲和力和相容性。这样，则可在保证环保性的同时，较大幅度地提高 本塑料制品的阻燃性能。氯化聚乙烯可提高本塑料制品的耐候性、耐老化性能，同时亦可提 高耐油性、阻燃性。钙辛稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工 艺而合成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定 性、光稳定性和透明性及着色力。润滑剂可通过活性表面除去油污、氧化及未氧化的表面杂 质，保持塑料成品表面的洁净、光泽度、色牢度。
[0006] 为达到良好的综合性能，进一步地，由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂 100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑 8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，润滑剂0.5。
[0007] 为提高碳酸钙对聚氯乙烯树脂的填充改性作用，进一步地，所述碳酸钙为重质碳 酸钙粉体。
[0008] 进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。本发明中，润滑剂可选用硬脂酸 和光壳剂的混合物。
[0009] 为达到良好的综合性能，进一步地，由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂 100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑 8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0010]聚氯乙烯塑料的制备方法，包括如下工序： 1) 预处理工序:将烘箱的温度控制在55~65°C，再将对苯二甲酸二辛脂放入该烘箱中预 热5h~7h，得到增塑剂，备用； 2) 混炼工序:在室温20~30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工 序1)所得的增塑剂的40~50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55~65° C时，再向该 密炼机中加入经工序1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密 炼机内温度达到92~98° C时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚 乙烯，并按1200~1800转/分的转速搅拌8~15分钟，得到混炼物，备用； 3) 挤出塑化工序:将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118~122°C，第二段 的温度为123~127 °C，第三段的温度为128~132 °C，第四段的温度为133~137°C，第五段的 温度为98~102° C;将该挤出机挤出腔的温度控制为:第一段的温度为108~112°C，第二段的 温度为118~122°C，第三段的温度为123~127 °C，模具的温度为168~172 °C;再将经工序2) 所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤出物，备用； 4) 成型切粒工序:将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直 至该挤出物温度冷却至158~162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品，备 用； 5) 冷却工序:将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到成品。 [0011]本发明中，通过工序1)热处理的增塑剂能更好地被聚氯乙烯树脂吸收，加快混炼 效果;另外，还可提高增塑剂对聚氯乙烯树脂的增塑效果，进而增强成品的抗冲击性能和抗 压性能。由于本发明属于弹性体，会使用较多增塑剂，但一次性加入过多增塑剂势必会严重 影响混炼效果，所以，在工序2)中选择先加入40~50%的增塑剂，待混炼至55-65°C时再加入 剩余部分，此处的40~50%是指质量分数。由于环氧大豆油、钙辛稳定剂和润滑剂均容易挥 发，因而不宜过早加入，而是选择在本工序的第二阶段加入。由于丁晴橡胶易结团，过早加 入亦会影响混炼效果，因而选择在混炼成熟后加入。根据被聚氯乙烯树脂吸收的难易程度 进行分顺序混炼，这样，可进一步提高各原料的均匀分散度。工序3)中渐变式的温度设置， 可使得混炼物得到充分塑化，提高对聚氯乙烯树脂的改性效果，进而可进一步提高成品的 热稳定性、机械性能、抗冲击性能等。
[0012] 进一步地，所述工序4)中，经所述工序3)所得的挤出物先经过鼓风机进行风干处 理，再输送至切粒机中进行切粒处理，其中，该鼓风机按1000~1500转/分钟进行运转;所述 工序5)中，所述振动筛的震动频率为65~80次/分钟。通过风干处理可提高对挤出物切粒工 作运行的稳定性。
[0013] 进一步地，所述工序2)中，各原料的重量配比如下：聚氯乙烯树脂80~110份，对苯 二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7 ~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。
[0014] 进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。本发明中，润滑剂可选用硬脂酸 和光亮剂的混合物，且该混合物中硬脂酸和光亮剂的质量比为1:1。
[0015] 为达到良好的综合性能，进一步地，所述工序2)中，各原料的重量配比如下：由下 列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大 豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬 脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明中，通过对聚氯乙烯的改性处理及 辅助剂的添加处理，可大大提高聚氯乙烯塑料的热稳定性、阻燃性、抗氧化性;大大改善聚 氯乙烯塑料的抗冲击性能、抗压性能、密封性能。而经本发明分段式渐变温度塑化挤出处理 而得的塑料成品，它的阻燃性、热稳定性可得到进一步地提高。
【具体实施方式】
[0017] 下面对本发明作进一步的说明。
[0018] 实施例1 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂80份，对苯二甲酸二辛脂70份，碳 酸钙8份，环氧大豆油8份，丁晴橡胶6.5份，三氧化二锑7份，硼酸锌7份，氯化聚乙烯3份，钙 辛稳定剂1.5份，润滑剂0.5份。
[0019] 本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到1号塑料颗粒产品。
[0020] 实施例2 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂110份，对苯二甲酸二辛脂85份，碳 酸钙12份，环氧大豆油12份，丁晴橡胶9份，三氧化二锑9份，硼酸锌9份，氯化聚乙烯6份，钙 辛稳定剂3份，润滑剂1份。
[0021] 本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到2号塑料颗粒产品。
[0022] 实施例3 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳 酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份， 钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0023]本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到3号塑料颗粒产品。
[0024] 实施例4 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂80份，对苯二甲酸二辛脂70份，碳 酸钙8份，环氧大豆油8份，丁晴橡胶6.5份，三氧化二锑7份，硼酸锌7份，氯化聚乙烯3份，钙 辛稳定剂1.5份，润滑剂0.5份。
[0025] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温20° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的45%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定 剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到92°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1200转/分的转 速搅拌15分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118°C，第二段的温度为123 °C，第 三段的温度为128 °C，第四段的温度为133°C，第五段的温度为98°C;将该挤出机挤出腔的 温度控制为:第一段的温度为l〇8°C，第二段的温度为118°C，第三段的温度为123 °C，模具 的温度为168 °C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得 到挤出物，备用； 4) 将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温度 冷却至158° C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5) 将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到4号塑料颗粒产品。
[0026] 实施例5 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂110份，对苯二甲酸二辛脂85份，碳 酸钙12份，环氧大豆油12份，丁晴橡胶9份，三氧化二锑9份，硼酸锌9份，氯化聚乙烯6份，钙 辛稳定剂3份，润滑剂1份。
[0027] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到65° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到98°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1800转/分的转 速搅拌8分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为122°C，第二段的温度为127 °C，第 三段的温度为132 °C，第四段的温度为137°C，第五段的温度为102°C;将该挤出机挤出腔的 温度控制为:第一段的温度为112°C，第二段的温度为122°C，第三段的温度为127 °C，模具 的温度为172 °C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得 到挤出物，备用； 4)将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温 度冷却至162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5)将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到5号塑料颗粒产品。
[0028] 实施例6 取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环 氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2 份，硬脂酸〇. 2份，光亮剂0.3份。
[0029] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温25° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到60° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到95°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1500转/分的转 速搅拌10分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为120°C，第二段的温度为125°C，第三 段的温度为130°C，第四段的温度为135°C，第五段的温度为100°C;将该挤出机挤出腔的温 度控制为:第一段的温度为ll〇°C，第二段的温度为120°C，第三段的温度为125 °C，模具的 温度为170°C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤 出物，备用； 4) 将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温度 冷却至160° C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5) 将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到6号塑料颗粒产品。
[0030] 实施例7 将上述实施例1~6得到的1~6号产品分别进行RoHS环保测试，结果如下：
RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，该标准的目的在于消除产品中的铅、汞、 镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等有害物质，且重点规定了铅的含量不能超过0.1%。由 上述实施例1~6及测定结果可以看出，采用本发明中各配方制得的塑料成品毒性极小，具有 优异的环保性能。
[0031] 依照上述实施例1~6的配方及制备方法制成标准样条的塑料进行性能测试，结果 如下：
由上述测定结果可以看出，采用本发明所述的制备方法制得的塑料成品在阻燃性、稳 定性等方面明显优于采用现有加工方法所制得的塑料成品。
[0032]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本 发明的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂80~110份， 对苯二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化 二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。2. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚 氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份， 三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，润滑剂0.5份。3. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙粉体。4. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光 亮剂。5. 根据权利要求4所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚 氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份， 三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。6. 聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括如下工序： 1) 预处理工序:将烘箱的温度控制在55~65°C，再将对苯二甲酸二辛脂放入该烘箱中预 热5h~7h，得到增塑剂，备用； 2) 混炼工序:在室温20~30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工 序1)所得的增塑剂的40~50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55~65° C时，再向该 密炼机中加入经工序1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密 炼机内温度达到92~98° C时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚 乙烯，并按1200~1800转/分的转速搅拌8~15分钟，得到混炼物，备用； 3) 挤出塑化工序:将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118~122° C，第二段 的温度为123~127 °C，第三段的温度为128~132 °C，第四段的温度为133~137°C，第五段的 温度为98~102° C;将该挤出机挤出腔的温度控制为:第一段的温度为108~112°C，第二段的 温度为118~122°C，第三段的温度为123~127 °C，模具的温度为168~172 °C;再将经工序2) 所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤出物，备用； 4) 成型切粒工序:将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直 至该挤出物温度冷却至158~162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品，备 用； 5) 冷却工序:将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到成品。7. 根据权利要求6所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述工序4)中，经所 述工序3)所得的挤出物先经过鼓风机进行风干处理，再输送至切粒机中进行切粒处理，其 中，该鼓风机按1000~1500转/分钟进行运转;所述工序5)中，所述振动筛的震动频率为65~ 80次/分钟。8. 根据权利要求6~7中任意一项所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述工 序2)中，各原料的重量配比如下：聚氯乙烯树脂80~110份，增塑剂70~85份，碳酸钙8~12份， 环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份， 钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。9. 根据权利要求8所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述润 滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。10.根据权利要求9所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述工 序2)中，各原料的重量配比如下：由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂100份，对苯二 甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8 份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
【专利摘要】本发明公开了聚氯乙烯塑料及制备方法，其中，聚氯乙烯塑料由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂80~110份，对苯二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份；该聚氯乙烯塑料的制备方法，包括如下工序：1）预处理工序；2）混炼工序；3）挤出塑化工序；4）成型切粒工序；5）冷却工序。本发明中，通过对聚氯乙烯的改性处理及辅助剂的添加处理，可大大提高聚氯乙烯塑料的热稳定性、阻燃性；而经本发明分段式渐变温度塑化挤出处理而得的塑料成品，它的阻燃性、热稳定性可得到进一步地提高。
【IPC分类】C08L27/06, C08K5/09, C08K3/26, C08L23/28, C08K5/12, C08L9/02, C08K3/38, C08K3/22, C08L91/00
【公开号】CN105504594
【申请号】CN201610031048
【发明人】李小红
【申请人】重庆春光高分子材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月18日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，更具体的说是涉及聚氯乙烯塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯树脂，具有优异的介电性能、耐腐蚀性能，较好的抗张强度、冲击强度、机 械性能以及价格低廉，已被广泛地应用于建筑、包装及汽车工业等领域。但由于聚氯乙烯树 脂本身热稳定性、抗蠕变性较差以及低温脆性等缺点，因而当它被应用于特定领域时，则需 对聚氯乙烯树脂进行改性处理方可满足应用需求。在门窗密封条及汽车内饰的加工领域 中，目前，对聚氯乙烯树脂的改性并不能在提高聚氯乙烯塑料阻燃性及稳定性的同时保证 它的环保性。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有技术的上述不足，提供了聚氯乙烯塑料及制备方法，通过对聚 氯乙烯树脂的改性处理及辅助剂的添加处理，可制得优异阻燃性、较高稳定性及良好环保 性的高弹性塑料。
[0004] 本发明采用以下技术方案： 聚氯乙烯塑料，由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂80~110份，对苯二甲酸二辛 月旨70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸 锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。
[0005] 本发明中，选用对苯二甲酸二辛脂作为增塑剂，它是一种有机酯类化合物，具有与 聚氯乙烯树脂良好的相容性，它可降低聚氯乙烯树脂的熔融温度，利于塑化，同时，亦能增 加熔体的流动性，利于产品的成型。另外，还能增加塑料成品的表面光洁度，减少冷斑。选用 碳酸钙作为填充改性剂，它可提高塑料成品的硬度、耐磨性、热变形温度、热稳定性及耐候 性;降低成型收缩率、挤出胀大效应。环氧大豆油既有增塑性又有稳定性，且毒性极小，可应 用于食品包装领域。本发明中，环氧大豆油的添加可提高塑料制品的热稳定性、光稳定性、 耐水性、耐油性及环保性。丁晴橡胶可提高塑料制品的耐油性、耐磨性、耐热性及粘接力。三 氧化二锑是一种无机添加型阻燃剂，在应用时，选用了硼酸锌对其进行改性处理，以提高它 与聚氯乙烯树脂之间的亲和力和相容性。这样，则可在保证环保性的同时，较大幅度地提高 本塑料制品的阻燃性能。氯化聚乙烯可提高本塑料制品的耐候性、耐老化性能，同时亦可提 高耐油性、阻燃性。钙辛稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工 艺而合成。它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定 性、光稳定性和透明性及着色力。润滑剂可通过活性表面除去油污、氧化及未氧化的表面杂 质，保持塑料成品表面的洁净、光泽度、色牢度。
[0006] 为达到良好的综合性能，进一步地，由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂 100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑 8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，润滑剂0.5。
[0007] 为提高碳酸钙对聚氯乙烯树脂的填充改性作用，进一步地，所述碳酸钙为重质碳 酸钙粉体。
[0008] 进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。本发明中，润滑剂可选用硬脂酸 和光壳剂的混合物。
[0009] 为达到良好的综合性能，进一步地，由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂 100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑 8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0010]聚氯乙烯塑料的制备方法，包括如下工序： 1) 预处理工序:将烘箱的温度控制在55~65°C，再将对苯二甲酸二辛脂放入该烘箱中预 热5h~7h，得到增塑剂，备用； 2) 混炼工序:在室温20~30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工 序1)所得的增塑剂的40~50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55~65° C时，再向该 密炼机中加入经工序1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密 炼机内温度达到92~98° C时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚 乙烯，并按1200~1800转/分的转速搅拌8~15分钟，得到混炼物，备用； 3) 挤出塑化工序:将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118~122°C，第二段 的温度为123~127 °C，第三段的温度为128~132 °C，第四段的温度为133~137°C，第五段的 温度为98~102° C;将该挤出机挤出腔的温度控制为:第一段的温度为108~112°C，第二段的 温度为118~122°C，第三段的温度为123~127 °C，模具的温度为168~172 °C;再将经工序2) 所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤出物，备用； 4) 成型切粒工序:将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直 至该挤出物温度冷却至158~162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品，备 用； 5) 冷却工序:将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到成品。 [0011]本发明中，通过工序1)热处理的增塑剂能更好地被聚氯乙烯树脂吸收，加快混炼 效果;另外，还可提高增塑剂对聚氯乙烯树脂的增塑效果，进而增强成品的抗冲击性能和抗 压性能。由于本发明属于弹性体，会使用较多增塑剂，但一次性加入过多增塑剂势必会严重 影响混炼效果，所以，在工序2)中选择先加入40~50%的增塑剂，待混炼至55-65°C时再加入 剩余部分，此处的40~50%是指质量分数。由于环氧大豆油、钙辛稳定剂和润滑剂均容易挥 发，因而不宜过早加入，而是选择在本工序的第二阶段加入。由于丁晴橡胶易结团，过早加 入亦会影响混炼效果，因而选择在混炼成熟后加入。根据被聚氯乙烯树脂吸收的难易程度 进行分顺序混炼，这样，可进一步提高各原料的均匀分散度。工序3)中渐变式的温度设置， 可使得混炼物得到充分塑化，提高对聚氯乙烯树脂的改性效果，进而可进一步提高成品的 热稳定性、机械性能、抗冲击性能等。
[0012] 进一步地，所述工序4)中，经所述工序3)所得的挤出物先经过鼓风机进行风干处 理，再输送至切粒机中进行切粒处理，其中，该鼓风机按1000~1500转/分钟进行运转;所述 工序5)中，所述振动筛的震动频率为65~80次/分钟。通过风干处理可提高对挤出物切粒工 作运行的稳定性。
[0013] 进一步地，所述工序2)中，各原料的重量配比如下：聚氯乙烯树脂80~110份，对苯 二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7 ~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。
[0014] 进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。本发明中，润滑剂可选用硬脂酸 和光亮剂的混合物，且该混合物中硬脂酸和光亮剂的质量比为1:1。
[0015] 为达到良好的综合性能，进一步地，所述工序2)中，各原料的重量配比如下：由下 列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大 豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬 脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明中，通过对聚氯乙烯的改性处理及 辅助剂的添加处理，可大大提高聚氯乙烯塑料的热稳定性、阻燃性、抗氧化性;大大改善聚 氯乙烯塑料的抗冲击性能、抗压性能、密封性能。而经本发明分段式渐变温度塑化挤出处理 而得的塑料成品，它的阻燃性、热稳定性可得到进一步地提高。
【具体实施方式】
[0017] 下面对本发明作进一步的说明。
[0018] 实施例1 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂80份，对苯二甲酸二辛脂70份，碳 酸钙8份，环氧大豆油8份，丁晴橡胶6.5份，三氧化二锑7份，硼酸锌7份，氯化聚乙烯3份，钙 辛稳定剂1.5份，润滑剂0.5份。
[0019] 本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到1号塑料颗粒产品。
[0020] 实施例2 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂110份，对苯二甲酸二辛脂85份，碳 酸钙12份，环氧大豆油12份，丁晴橡胶9份，三氧化二锑9份，硼酸锌9份，氯化聚乙烯6份，钙 辛稳定剂3份，润滑剂1份。
[0021] 本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到2号塑料颗粒产品。
[0022] 实施例3 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳 酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份， 钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
[0023]本实施例的配方可以通过现有的制备方法生产为塑料颗粒，其制备方法为：按照 前述配方称量前述原料;再将该原料加入混炼机中进行加热搅拌，使得各原料能均匀分散 得到混合物;再将该混合物输送至挤出成型设备中，经塑化、挤出、冷却定型处理后，得到条 状制品;再将该条状制品输送至切粒机中进行切粒处理，得到3号塑料颗粒产品。
[0024] 实施例4 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂80份，对苯二甲酸二辛脂70份，碳 酸钙8份，环氧大豆油8份，丁晴橡胶6.5份，三氧化二锑7份，硼酸锌7份，氯化聚乙烯3份，钙 辛稳定剂1.5份，润滑剂0.5份。
[0025] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温20° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的45%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定 剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到92°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1200转/分的转 速搅拌15分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118°C，第二段的温度为123 °C，第 三段的温度为128 °C，第四段的温度为133°C，第五段的温度为98°C;将该挤出机挤出腔的 温度控制为:第一段的温度为l〇8°C，第二段的温度为118°C，第三段的温度为123 °C，模具 的温度为168 °C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得 到挤出物，备用； 4) 将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温度 冷却至158° C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5) 将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到4号塑料颗粒产品。
[0026] 实施例5 本实施例中，取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂110份，对苯二甲酸二辛脂85份，碳 酸钙12份，环氧大豆油12份，丁晴橡胶9份，三氧化二锑9份，硼酸锌9份，氯化聚乙烯6份，钙 辛稳定剂3份，润滑剂1份。
[0027] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到65° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到98°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1800转/分的转 速搅拌8分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为122°C，第二段的温度为127 °C，第 三段的温度为132 °C，第四段的温度为137°C，第五段的温度为102°C;将该挤出机挤出腔的 温度控制为:第一段的温度为112°C，第二段的温度为122°C，第三段的温度为127 °C，模具 的温度为172 °C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得 到挤出物，备用； 4)将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温 度冷却至162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5)将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到5号塑料颗粒产品。
[0028] 实施例6 取下列重量份数的原料:聚氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环 氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2 份，硬脂酸〇. 2份，光亮剂0.3份。
[0029] 本实施例中，各配方的制备方法为： 1) 按照前述配方称量前述原料，其中，将对苯二甲酸二辛脂放入温度控制在55°C的烘 箱中进行预热，得到增塑剂； 2) 在室温25° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工序1)所得的增 塑剂的50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到60° C时，再向该密炼机中加入经工序 1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密炼机内温度达到95°C 时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚乙烯，并按1500转/分的转 速搅拌10分钟，得到混炼物； 3) 将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为120°C，第二段的温度为125°C，第三 段的温度为130°C，第四段的温度为135°C，第五段的温度为100°C;将该挤出机挤出腔的温 度控制为:第一段的温度为ll〇°C，第二段的温度为120°C，第三段的温度为125 °C，模具的 温度为170°C;再将经工序2)所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤 出物，备用； 4) 将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直至该挤出物温度 冷却至160° C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品； 5) 将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到6号塑料颗粒产品。
[0030] 实施例7 将上述实施例1~6得到的1~6号产品分别进行RoHS环保测试，结果如下：
RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，该标准的目的在于消除产品中的铅、汞、 镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等有害物质，且重点规定了铅的含量不能超过0.1%。由 上述实施例1~6及测定结果可以看出，采用本发明中各配方制得的塑料成品毒性极小，具有 优异的环保性能。
[0031] 依照上述实施例1~6的配方及制备方法制成标准样条的塑料进行性能测试，结果 如下：
由上述测定结果可以看出，采用本发明所述的制备方法制得的塑料成品在阻燃性、稳 定性等方面明显优于采用现有加工方法所制得的塑料成品。
[0032]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本 发明的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂80~110份， 对苯二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化 二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。2. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚 氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份， 三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，润滑剂0.5份。3. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙粉体。4. 根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸和/或者光 亮剂。5. 根据权利要求4所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，由下列重量配比的原料制得:聚 氯乙烯树脂100份，对苯二甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份， 三氧化二锑8份，硼酸锌8份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。6. 聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括如下工序： 1) 预处理工序:将烘箱的温度控制在55~65°C，再将对苯二甲酸二辛脂放入该烘箱中预 热5h~7h，得到增塑剂，备用； 2) 混炼工序:在室温20~30° C的温度下，向密炼机中加入聚氯乙烯树脂、碳酸钙及经工 序1)所得的增塑剂的40~50%进行加热混炼;混炼至该密炼机内温度达到55~65° C时，再向该 密炼机中加入经工序1)所得的剩余增塑剂、环氧大豆油、钙辛稳定剂及润滑剂;混炼至该密 炼机内温度达到92~98° C时，再向该密炼机中加入丁晴橡胶、三氧化二锑、硼酸锌及氯化聚 乙烯，并按1200~1800转/分的转速搅拌8~15分钟，得到混炼物，备用； 3) 挤出塑化工序:将多段式挤出机的温度控制为:第一段的温度为118~122° C，第二段 的温度为123~127 °C，第三段的温度为128~132 °C，第四段的温度为133~137°C，第五段的 温度为98~102° C;将该挤出机挤出腔的温度控制为:第一段的温度为108~112°C，第二段的 温度为118~122°C，第三段的温度为123~127 °C，模具的温度为168~172 °C;再将经工序2) 所得的混炼物输送至该多段式挤出机内进行塑化挤出，得到挤出物，备用； 4) 成型切粒工序:将经工序3)所得的挤出物输送至冷却水槽中进行冷却成型处理，直 至该挤出物温度冷却至158~162 °C时，再输送至切粒机进行切粒处理，得到初级制品，备 用； 5) 冷却工序:将经工序4)所得的初级制品通过振动筛进行冷却筛选处理，得到成品。7. 根据权利要求6所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述工序4)中，经所 述工序3)所得的挤出物先经过鼓风机进行风干处理，再输送至切粒机中进行切粒处理，其 中，该鼓风机按1000~1500转/分钟进行运转;所述工序5)中，所述振动筛的震动频率为65~ 80次/分钟。8. 根据权利要求6~7中任意一项所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述工 序2)中，各原料的重量配比如下：聚氯乙烯树脂80~110份，增塑剂70~85份，碳酸钙8~12份， 环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份， 钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份。9. 根据权利要求8所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述润 滑剂为硬脂酸和/或者光亮剂。10.根据权利要求9所述的聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述工 序2)中，各原料的重量配比如下：由下列重量配比的原料制得:聚氯乙烯树脂100份，对苯二 甲酸二辛脂80份，碳酸钙10份，环氧大豆油10份，丁晴橡胶7.5份，三氧化二锑8份，硼酸锌8 份，氯化聚乙烯5份，钙辛稳定剂2份，硬脂酸0.2份，光亮剂0.3份。
【专利摘要】本发明公开了聚氯乙烯塑料及制备方法，其中，聚氯乙烯塑料由下列重量配比的原料制得：聚氯乙烯树脂80~110份，对苯二甲酸二辛脂70~85份，碳酸钙8~12份，环氧大豆油8~12份，丁晴橡胶6.5~9份，三氧化二锑7~9份，硼酸锌7~9份，氯化聚乙烯3~6份，钙辛稳定剂1.5~3份，润滑剂0.5~1份；该聚氯乙烯塑料的制备方法，包括如下工序：1）预处理工序；2）混炼工序；3）挤出塑化工序；4）成型切粒工序；5）冷却工序。本发明中，通过对聚氯乙烯的改性处理及辅助剂的添加处理，可大大提高聚氯乙烯塑料的热稳定性、阻燃性；而经本发明分段式渐变温度塑化挤出处理而得的塑料成品，它的阻燃性、热稳定性可得到进一步地提高。
【IPC分类】C08L27/06, C08K5/09, C08K3/26, C08L23/28, C08K5/12, C08L9/02, C08K3/38, C08K3/22, C08L91/00
【公开号】CN105504594
【申请号】CN201610031048
【发明人】李小红
【申请人】重庆春光高分子材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月18日
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