一种环保PVC助剂及其制备方法

本发明涉及高分子助剂材料，具体为一种环保pvc助剂及其制备方法。

背景技术：

1、pvc（聚氯乙烯）是一种应用广泛的热塑性塑料，具有成本低、机械性能稳定等特点，在建材装修领域占据重要地位。pvc助剂是pvc加工过程中不可或缺的功能性添加剂，主要包括增塑剂、稳定剂等，其性能直接影响pvc制品的力学性能、加工性能及环保安全性。在建筑材料领域（如建筑板材、管材、装饰材料等），传统pvc助剂普遍存在重金属，例如铅、镉或有害有机化合物残留问题。另外，pvc在与其他建材，例如胶粘剂、涂料、装饰层材料等复合使用时，其他材料中含有的挥发性有机物甲醛和苯系物等会在长期使用过程中缓慢释放，造成室内空气污染。这类有毒有害物质不仅来源复杂，且释放周期长，对人体呼吸系统、神经系统及免疫系统构成潜在威胁。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环保pvc助剂及其制备方法，以解决上述背景技术提出的技术问题。本发明pvc助剂不含有重金属等有害物质，而且能够吸附甲醛、苯系物等对有害物质，绿色环保。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保pvc助剂，包括按重量份计的下述组分：

3、钙锌复合稳定剂10-20份，复合吸附粒子10-15份，乙酰柠檬酸三丁酯5-10份，硬脂酸1-5份，抗氧化剂0.5-2份。

4、在本发明技术方案中，使用钙锌复合稳定剂作为核心组分，通过钙盐与锌盐的协同作用捕捉pvc降解产生的氯化氢，抑制热老化过程中的变色与交联，且无重金属毒性，符合环保要求；复合吸附粒子去除甲醛、苯系物等voc有害气体，提升pvc制品的室内环保性；乙酰柠檬酸三丁酯作为环保型增塑剂，插入pvc分子链间削弱作用力，赋予制品柔韧性与低温柔顺性，同时耐迁移性强，减少增塑剂流失；硬脂酸兼具内润滑与外润滑功能，降低pvc分子间及与加工设备的摩擦，改善熔体流动性，防止加工过程中因摩擦生热导致的降解，还能辅助稳定体系；抗氧化剂通过受阻酚类捕获自由基、亚磷酸酯类分解过氧化物的复配机制，抑制pvc在加工与使用中的氧化降解，保持制品力学性能与外观稳定性。

5、作为优选，所述抗氧化剂由受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂组成。

6、作为优选，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为3:0.4-1.5。

7、作为优选，所述复合吸附粒子的制备方法包括以下步骤：

8、s1、将硝酸锌、硝酸锰和硝酸铜加入去离子水中，搅拌溶解，得到混合盐溶液；

9、s2、将介孔二氧化硅加入混合盐溶液中，搅拌均匀，进行减压蒸发，然后置于烘箱中干燥，经过研磨，得到复合粉末；

10、s3、将复合粉末置于马弗炉中进行煅烧处理，得到zno-mno2-cuo/sio2复合粒子；

11、s4、将zno-mno2-cuo/sio2复合粒子加入tris缓冲液中，超声振荡分散均匀，然后加入多巴胺盐酸盐和4-氨基硫酚，进行磁力搅拌反应至溶液变为深褐色，经过离心分离、洗涤和干燥，得到复合吸附粒子。

12、在本发明技术方案中，通过在介孔二氧化硅表面包覆氧化锌、二氧化锰、氧化铜构成的复合氧化物包覆层，并利用多巴胺盐酸盐与四氨基硫粉在其表面聚合交联形成多巴胺层，构建起多层协同作用的有害气体净化体系。其中，介孔二氧化硅凭借高比表面积和丰富多孔结构，可对甲醛等voc有害气体产生物理吸附作用，作为初始净化环节捕获有害气体；而包覆的氧化锌、二氧化锰、氧化铜三种氧化物通过协同催化机制，能够利用自身的氧化还原特性，能够将吸附的甲醛等有害气体催化氧化分解为二氧化碳和水。此外，多巴胺层通过分子间作用力与苯系物形成强结合，针对苯系物的化学特性实现特异性捕获，有效弥补传统材料对苯系物去除效率不足的问题。多巴胺盐酸盐与四氨基硫粉的聚合交联而非单独使用多巴胺盐酸盐，可通过硫元素引入增强多巴胺层的化学交联密度，形成更稳定的网状结构，一方面通过硫原子的孤对电子与苯系物分子形成更强的偶极作用，提升对苯系物的结合能力；另一方面避免单一多巴胺层因分子间作用力较弱导致的易脱落问题，增强材料耐久性。本发明将多元氧化物对甲醛的协同催化和交联多巴胺对苯系物的靶向捕获，结合介孔二氧化硅的物理吸附，实现对甲醛和苯系物的高效去除，大幅降低有害气体含量，且原料无毒、可循环再生，绿色环保。

13、作为优选，所述步骤s1中，硝酸锌、硝酸锰和硝酸铜的质量比为15:5-6:2-3。

14、作为优选，所述步骤s2中，介孔二氧化硅添加量为硝酸锌、硝酸锰和硝酸铜质量总量的15-20%。

15、作为优选，所述步骤s3中，煅烧温度为550-600℃，煅烧时间为2-3h。

16、作为优选，所述步骤s4中，zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比为10:1-3。

17、在本发明技术方案中，如上述使用多巴胺层通过分子间作用力与苯系物形成强结合，针对苯系物的化学特性实现特异性捕获，有效弥补传统材料对苯系物去除效率不足的问题，如要达到良好的苯系物的去除效果，zno-mno2-cuo/sio2复合粒子表面必须结合足量的聚多巴胺。因此，本发明控制zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比小于10:1。随着多巴胺盐酸盐用量的继续增加，即当zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比小于10:3时，本发明团队意外发现，复合吸附粒子对甲醛的吸附效果突然大幅下降。经过本发明团队研究发现，这是因为多巴胺盐酸盐用量过多，会在介孔sio2的孔道内及表面过度沉积，导致原本的介孔结构被堵塞，会直接造成吸附剂的比表面积显著下降，而当zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比小于10:3时，出现上述负面效果的影响最明显。因此，本发明为平衡甲醛和苯系物的同时去除效果，严格控制zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比在10:1-3区间范围内。

18、作为优选，所述步骤s4中，4-氨基硫酚添加量为多巴胺盐酸盐的5wt%。

19、一种环保pvc助剂的制备方法，包括以下步骤：将钙锌复合稳定剂、复合吸附粒子、硬脂酸和抗氧化剂加入搅拌机中，搅拌混合均匀，然后加入乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌混合均匀，得到环保pvc助剂。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、pvc助剂采用钙锌复合稳定剂替代传统重金属稳定剂，且不含邻苯二甲酸酯类增塑剂，同时复合吸附粒子原料无毒，整个体系无有害物质释放，符合绿色环保要求。

22、2、通过介孔二氧化硅的物理吸附、多元金属氧化物的催化氧化以及多巴胺层对苯系物的特异性捕获，构建多层协同净化体系，能高效去除甲醛、苯系物等voc，大幅降低有害气体含量。

23、3、本发明控制zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比在规定区间范围内，同时实现甲醛和苯系物的良好去除效果。

1.一种环保pvc助剂，其特征在于，包括按重量份计的下述组分：

2.根据权利要求1所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述抗氧化剂由受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂组成。

3.根据权利要求2所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为3:0.4-1.5。

4.根据权利要求2所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述复合吸附粒子的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述步骤s1中，硝酸锌、硝酸锰和硝酸铜的质量比为15:5-6:2-3。

6.根据权利要求4所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述步骤s2中，介孔二氧化硅添加量为硝酸锌、硝酸锰和硝酸铜质量总量的15-20%。

7.根据权利要求4所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述步骤s3中，煅烧温度为550-600℃，煅烧时间为2-3h。

8.根据权利要求4所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述步骤s4中，zno-mno2-cuo/sio2复合粒子与多巴胺盐酸盐的质量比为10:1-3。

9.根据权利要求4所述的一种环保pvc助剂，其特征在于，所述步骤s4中，4-氨基硫酚添加量为多巴胺盐酸盐的5wt%。

10.一种如权利要求1-9任一所述的环保pvc助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：