一种PVC复合热稳定剂及其应用、聚氯乙烯制品的制作方法

一种pvc复合热稳定剂及其应用、聚氯乙烯制品
技术领域
1.本技术属于pvc技术领域，尤其涉及一种pvc复合热稳定剂及其应用、聚氯乙烯制品。


背景技术：

2.聚氯乙烯(pvc)是通用塑料之一，性能优良。由于工业化生产的聚氯乙烯含有叔基氯、烯丙基氯等热不稳定基团，导致在加热时发生降解等现象，无法满足加工要求。因此必须使用热稳定剂提高聚氯乙烯在加工时的热稳定性。
3.目前，聚氯乙烯热稳定剂主要包括铅盐类、金属皂类、有机锡类、复合稳定剂及其他辅助稳定剂等。铅盐稳定剂的价格低廉，性能稳定，但含有铅等重金属，毒性较大，容易对环境造成污染，而有机锡类对环境危害较小，但是价格昂贵，而其他热稳定剂或多或少的仍然存在一些问题。


技术实现要素：

4.基于此，本技术提供了一种pvc复合热稳定剂及其应用、聚氯乙烯制品，有效解决现有pvc热稳定剂普遍含有重金属，毒性较大，容易对环境造成污染的缺陷。
5.本技术第一方面公开了式ⅰ所示化合物在提高聚氯乙烯的热稳定性中的应用；
[0006][0007]
其中，其中n为1-8。
[0008]
另一实施例中，pvc与式ⅰ所示化合物的质量比为100:1～100:2。
[0009]
另一实施例中，本技术式ⅰ所示化合物为氰基酰脲，其制备方法包括以下步骤：将尿素、氰基羧酸和酸酐混合后加热反应，然后进行纯化洗涤得到式ⅰ所示化合物。
[0010]
具体的，将尿素和氰乙酸按等物质的量之比加入的三颈烧瓶中，再加入等物质的量的乙酸酐，将体系置于80℃的油浴中反应。体系逐渐变成透明液体，然后析出物质。将反应物置于减压蒸馏装置，真空度不低于0.08mpa，减压蒸馏温度为80℃，蒸出反应过程中产生的乙酸。水洗过滤，将固体研磨洗涤多次，直至滤液的ph为7，然后放入真空烘箱中在80℃下烘干，得到产物氰乙酰脲。
[0011]
本技术第二方面提供了一种pvc复合热稳定剂，包括：式ⅰ所示化合物。
[0012]
另一实施例中，所述pvc复合热稳定剂，还包括硬脂酸锌和硬脂酸钙。
[0013]
另一实施例中，按照质量份计算，包括：
[0014]
式ⅰ所示化合物
ꢀꢀ
1～2份；
[0015]
硬脂酸锌
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0～3份；
[0016]
硬脂酸钙
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0～3份。
[0017]
具体的，按照质量份计算，所述pvc复合热稳定剂包括10份的邻苯二甲酸二辛酯和2份的氰乙酰脲；或所述pvc复合热稳定剂包括10份的邻苯二甲酸二辛酯、1.8份的硬脂酸锌和1.2份的氰乙酰脲；或所述pvc复合热稳定剂包括10份的邻苯二甲酸二辛酯、1.8份的硬脂酸钙和1.2份的氰乙酰脲；或所述pvc复合热稳定剂包括10份的邻苯二甲酸二辛酯、0.72份的硬脂酸钙、1.08份的硬脂酸锌和1.2份的氰乙酰脲。
[0018]
另一实施例中，所述pvc复合热稳定剂，还包括增塑剂。
[0019]
另一实施例中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯和对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
[0020]
另一实施例中，按照质量份计算，所述增塑剂为5～15份。
[0021]
另一实施例中，按照质量份计算，所述增塑剂为10份。
[0022]
本技术第三方面公开了聚氯乙烯制品的制备方法，将pvc和所述pvc复合热稳定剂机械混合，开炼，制得聚氯乙烯制品。
[0023]
具体的，本技术的制备方法通过双辊开炼机上进行开炼，双辊开炼机的辊温130～160℃，辊距0.4～0.6mm，辊速40～50r/min，开炼时间2～4min。
[0024]
具体的，所述双辊开炼机的辊温140℃，辊距0.5mm，辊速45r/min，开炼时间3min。
[0025]
本技术第四方面公开了聚氯乙烯制品，包括所述制备方法制得的聚氯乙烯制品。
[0026]
本技术公开了式ⅰ所示的氰基酰脲作为pvc热稳定剂，其作为pvc热稳定剂具有良好的热稳定效果，与硬脂酸锌和硬脂酸钙复合使用具有更佳的稳定效果。式ⅰ所示的氰基酰脲可以吸收hcl以及与zn
2
形成配合物，改善pvc的热稳定性能和加工性能；本技术式ⅰ所示氰基酰脲与传统的热稳定剂复配使用，能够产生协同作用，显著提高pvc的热稳定性。
[0027]
此外，本技术还提供了pvc复合热稳定剂，以式ⅰ所示的氰基酰脲为主稳定剂，复合其他协同组分，有效地提升了pvc热稳剂的稳定性，缓解了pvc的“锌烧现象”；式ⅰ所示的氰基酰脲具有吸收氯化氢的能力，协同硬脂酸钙和硬脂酸锌，消除或减少pvc的变色现象；本技术的pvc复合热稳定剂体系中不含重金属物质，满足无毒、环保要求；而且采用本技术的pvc复合热稳定剂制备的pvc制品的工艺简单。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0029]
图1为本技术实施例提供的氰乙酰脲的核磁共振氢谱；
[0030]
图2为本技术实施例6提供的对试样1-4和对比样1-3、6采用烘箱变色法进行热老化测试的结果图；其中，图2中试样1～3和对比样1～3的空格为无结果图，图中的白色—黄色—橙色—红色—黑色代表的是pvc受热降解的程度，颜色越深，pvc降解程度越大。
具体实施方式
[0031]
本技术提供了一种pvc复合热稳定剂及其应用、聚氯乙烯制品，用于解决现有技术中pvc热稳定剂普遍含有重金属，毒性较大，容易对环境造成污染的技术缺陷。
[0032]
下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0033]
其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制。
[0034]
实施例1
[0035]
本实施例进行氰乙酰脲的制备方法，包括：
[0036]
将尿素和氰乙酸按等物质的量之比加入的三颈烧瓶中，再加入等物质的量的乙酸酐，将体系置于80℃的油浴中恒温搅拌反应。体系逐渐变成透明液体，然后析出物质。将反应装置改装为减压蒸馏装置，真空度不低于0.08mpa，减压蒸馏温度为80℃，蒸出反应过程中产生的乙酸。水洗过滤，将固体研磨洗涤多次，直至滤液的ph为7，然后放入真空烘箱中在80℃下烘干，得到产物氰乙酰脲。
[0037]
测定本实施例产物的核磁共振氢谱，结果如图1所示(图1中未标记的峰为溶剂的吸收峰)，说明成功制得氰乙酰脲。
[0038]
实施例2
[0039]
本实施例试样1配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，2份实施例1制得的氰乙酰脲。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到试样1。采用热老化法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃之间。测试数据如表1，图2所示。
[0040]
实施例3
[0041]
本实施例试样2配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，1.8份的硬脂酸钙，1.2份实施例1制得的氰乙酰脲。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到试样2。采用热老化法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃之间。测试数据如表1，图2所示。
[0042]
实施例4
[0043]
本实施例试样3配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，1.8份的硬脂酸锌，1.2份实施例1制得的氰乙酰脲。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到试样3。采用热老化法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃。测试数据如表1，图2所示。
[0044]
实施例5
[0045]
本实施例试样4配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，0.72份的硬脂酸钙，1.08份的硬脂酸锌，1.2份实施例1制得的氰乙酰脲。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到试样4。采用热老化法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃。测试数据如表1，图2所示。
[0046]
对比例1
[0047]
本对比例对比样1配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，3份的硬脂酸锌。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到对比样1。采用刚果红方法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃。测试数据如表1，图2所示。
[0048]
对比例2
[0049]
本对比例对比样2配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，3份的硬脂酸
钙。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到对比样2。采用刚果红方法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃。测试数据如表1，图2所示。
[0050]
对比例3
[0051]
本对比例对比样3配方如下：100份的pvc，10份的邻苯二甲酸二辛酯，1.8份的硬脂酸钙，1.2份的硬脂酸锌。按照配方称取原料，用搅拌器混合均匀，得到对比样3。采用刚果红方法测试试样的静态热稳定性能，采用转矩流变仪测试试样的动态热稳定性能和加工性能，测试过程中料温为180～185℃。测试数据如表1，图2所示。
[0052]
实施例6
[0053]
采用刚果红方法测试试样1-4和对比样1-3的静态热稳定性能。测试数据请参阅表1，表1为采用刚果红方法测试试样1-4和对比样1-3的静态热稳定时间。表1中，试样1的静态热稳定时间明显长于对比样1-3，试样2-4的静态热稳定时间显著长于对比样1-3，表明本发明氰乙酰脲单独使用能够提高pvc的热稳定性，并且，与硬脂酸锌和硬脂酸钙共同使用时，能够提高硬脂酸钙和硬脂酸锌对pvc的热稳定性。
[0054]
对试样1-4和对比样1-3采用烘箱变色法进行热老化测试，具体为：将测试样裁剪成20mm
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20mm小样条，放入180℃的鼓风烘箱中加热，每隔10分钟记录颜色变化，结果请参阅图2，试样1～试样4的颜色说明pvc复合热稳定剂能提高pvc的热稳定性。试样1中加入了氰乙酰脲，对比样2加入了硬脂酸钙，二者的主要作用是吸收pvc降解产生的氯化氢气体，需要指出的是试样1的氰乙酰脲的用量小于对比样2的硬脂酸钙的用量，可见，氰乙酰脲比现有的硬脂酸钙提高pvc的热稳定性更好。
[0055]
图2表明，本实施例的试样2～试样4说明氰乙酰脲与硬脂酸锌和硬脂酸钙共同使用时，能够产生协同作用，显著提高pvc的热稳定性，使pvc具有更好的稳定效果。
[0056]
表1
[0057] 试样1试样2试样3试样4对比样1对比样2对比样3时间/s930195018001890296789420
[0058]
以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。