一种具有尺寸稳定性的PVC组合物颗粒及其制备方法与流程

一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒及其制备方法
技术领域
1.本发明属于pvc材料的技术领域，具体涉及一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒及其制备方法。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，pvc材料的组合物出现在人们的视野中，目前由pvc原料制备pvc颗粒料时，pvc颗粒料的稳定性能较差，易造成尺寸不稳定的问题。同时由于pvc本身的耐热性差，生产过程中温度升高，使得pvc颗粒变形，也会造成尺寸不稳定，影响加工性能。为了使得pvc颗粒尺寸稳定，一般情况下，加入大量的填料，但是会造成密度下降，机械性能下降，限制了应用范围。


技术实现要素：

3.针对现有技术中制备尺寸均一pvc颗粒时需要加入大量填料的问题，本发明提供一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒及其制备方法，以解决上述问题。本发明通过在加工过程中加入加工助剂，使其与填充剂形成稳定的基层，加工、使用过程中不易变形，易于得到尺寸稳定的新型pvc颗粒料，且工艺简单，阻燃性能优良，可以抗氧化，提高产品使用时长，所使用的原料均环保无毒，弹性、韧性优异，综合性能优异。
4.本发明的技术方案为：
5.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：pvc树脂100份，稳定剂2～8份，润滑剂1～5份，阻燃剂15～40份，加工助剂1～6份，增塑剂50～100份，填充剂20～40份。
6.优选的，所述pvc树脂的聚合度为1000～1500。本发明通过流动性、用途、硬度、色泽、耐腐蚀等多方面选择，使用该树脂所得的产品综合性能优良，弹性、韧性优异，阻燃性能优良，可以抗氧化，提高产品使用时长。
7.优选的，所述稳定剂分为主稳定剂和辅助稳定剂。所述主稳定剂为含有金属的热稳定剂，辅助稳定剂一是亚磷酸酯类，它是一重要的辅助热稳定剂，与ba/cd、ba/zn稳定剂及ca/zn稳定剂等有协同作用；二是环氧化合物类，它与金属皂类有协同作用，与有机锡类稀土稳定剂并用效果好，辅助稳定剂本身不具有热稳定作用，只有与主稳定剂一起并用，才会产生热稳定效果，因此选用钙锌稳定剂、铅盐稳定剂、有机锡稳定剂等复合稳定剂中的一种或几种，该稳定剂具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力，加工性能好。
8.优选的，所述润滑剂为硬脂酸、均聚聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯中的至少一种，该润滑剂具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，当均聚聚乙烯蜡与硬脂酸按照1.2～1.5：1使用时效果更佳。
9.优选的，所述阻燃剂为磷酸烷基酯类、脂肪族卤代烃、无机阻燃剂、有机阻燃剂中的一种或几种，该阻燃剂与pvc进行协同作用达到阻燃的效果，有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系
等阻燃体系。
10.优选的，所述的加工助剂为acr类加工助剂、碳酸钙、硅烷类偶联剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。其中，传统的受阻酚类化合物分为烷基单酚、烷基多酚、硫代双酚等类型，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂协同作用，发挥出更好的稳定作用，抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂ca等主抗氧剂是一类高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，而且不易迁移，它能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的稳定性，它与亚磷酸酯辅助型抗氧剂168、抗氧剂317等可以起到良好的协同作用；acr类加工助剂是丙烯酸酯类系列改性剂的总称，它可以明显缩短塑化时间，促进塑化，加入acr可提高熔体延伸性，克服熔体破裂现象，使制品厚薄均匀，常见的acr类加工助剂如401、175、20、801等都能够提高pvc材料的流动性，从而更加容易成型挤出，保证了长时间加工成型的稳定性。
11.优选的，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氯化石蜡和己二酸聚酯中的一种或几种。其中偏苯三酸三辛酯与对苯二甲酸二辛酯比例为2～3.5：1时使用效果更佳。
12.优选的，所述的填充剂为碳酸钙、硅灰石、高岭土、硫酸钡中的一种或几种。
13.本发明还提供一种置备上述pvc组合物的方法，包括以下步骤：
14.(1)原料配混
15.将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
16.(2)造粒工艺
17.将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；
18.挤出后获得pvc组合物。
19.本发明的有益效果为：
20.本发明制备pvc组合物颗粒料时加入了加工助剂，与填充剂形成稳定的基层，使其有良好的稳定性能，可以得到尺寸稳定的颗粒料，解决了生产过程中尺寸不易控制的问题；同时该发明的配方工艺简单，现有技术所使用的配方中包含多种物质的混合物，工艺较为复杂，在工业中大批量生产时需要更为简单的工艺，以保证生产的可行性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例3制备中转矩流变曲线变化图。
23.图2是本发明对比例1制备中转矩流变曲线变化图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实
施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
27.pvc树脂：pvc-3型树脂(聚合度1250～1500)100份；
28.稳定剂：钙锌稳定剂3份；
29.润滑剂：均聚聚乙烯蜡1份，硬脂酸0.5份；
30.阻燃剂：三氧化二锑2份，氢氧化铝28份；
31.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00001份，抗氧剂168 0.000001份；
32.增塑剂：环氧大豆油5份，偏苯三酸三辛酯70份；
33.填充剂：碳酸钙20份。
34.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
35.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
36.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
37.实施例2
38.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
39.pvc树脂：pvc-3型树脂(聚合度1250～1500)100份；
40.稳定剂：钙锌稳定剂5份；
41.润滑剂：均聚聚乙烯蜡0.5份，硬脂酸1份；
42.阻燃剂：三氧化二锑2.5份，氢氧化铝28份；
43.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00002份，抗氧剂168 0.000001份；
44.增塑剂：对苯二甲酸二辛酯30份，己二酸聚酯35份；
45.填充剂：碳酸钙20份。
46.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
47.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
48.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
49.实施例3
50.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
51.pvc树脂：pvc-3型树脂(聚合度1250～1500)100份；
52.稳定剂：钙锌稳定剂4份；
53.润滑剂：均聚聚乙烯蜡1份，硬脂酸0.8份；
54.阻燃剂：三氧化二锑3份，氢氧化铝28份；
55.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00002份，抗氧剂168 0.000001份；
56.增塑剂：偏苯三酸三辛酯48份，对苯二甲酸二辛酯20份；
57.填充剂：碳酸钙30份。
58.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
59.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
60.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
61.实施例4
62.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
63.pvc树脂：pvc-5型树脂(聚合度1000～1100)100份；
64.稳定剂：钙锌稳定剂4份；
65.润滑剂：均聚聚乙烯蜡1份，硬脂酸0.8份；
66.阻燃剂：三氧化二锑2份，氢氧化铝30份；
67.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00005份，抗氧剂168 0.000001份；
68.增塑剂：环氧大豆油8份，偏苯三酸三辛酯60份；
69.填充剂：碳酸钙30份。
70.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
71.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
72.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
73.实施例5
74.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
75.pvc树脂：pvc-5型树脂(聚合度1000～1100)100份；
76.稳定剂：钙锌稳定剂5份；
77.润滑剂：均聚聚乙烯蜡0.5份，硬脂酸1份；
78.阻燃剂：三氧化二锑2.5份，氢氧化铝30份；
79.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00005份，抗氧剂168 0.000001份；
80.增塑剂：对苯二甲酸二辛酯35份，己二酸聚酯35份；
81.填充剂：碳酸钙20份。
82.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
83.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
84.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：
155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
85.实施例6
86.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒，包括重量份的以下原料：
87.pvc树脂：pvc-5型树脂(聚合度1000～1100)100份；
88.稳定剂：钙锌稳定剂3份；
89.润滑剂：均聚聚乙烯蜡1份，硬脂酸0.5份；
90.阻燃剂：三氧化二锑3份，氢氧化铝30份；
91.加工助剂：acr401/8901 3份，抗氧剂1010 0.00005份，抗氧剂168 0.000001份；
92.增塑剂：环氧大豆油5份，对苯二甲酸二辛酯55份，氯化石蜡15份；
93.填充剂：碳酸钙20份。
94.一种具有尺寸稳定性的pvc组合物颗粒的制备方法，具体步骤如下：
95.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
96.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，挤出机温度为1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
97.对比例
98.一种pvc组合物颗粒料，包括重量份的以下原料：pvc-5型树脂(聚合度1000～1100)100份，钙锌稳定剂4份，润滑剂(硬脂酸：均聚聚乙烯蜡＝1：2)1.5份，阻燃剂(三氧化二锑：氢氧化铝＝1：14)28份，加工助剂(acr401加工助剂：硅酮粉＝3：1)3份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯：对苯二甲酸二辛酯＝70：3)73份，碳酸钙20份
99.制备方法，具体步骤如下：
100.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
101.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，工艺参数设置如下：
102.挤出机温度(℃)：1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
103.对比例2
104.一种pvc组合物颗粒料，包括重量份的以下原料：pvc-5型树脂(聚合度1000～1100)100份，钙锌稳定剂4份，润滑剂(硬脂酸：均聚聚乙烯蜡＝1：2)1.5份，阻燃剂(三氧化二锑：氢氧化铝＝1：14)28份，加工助剂(acr401加工助剂：硅酮粉＝3：1)3份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯：对苯二甲酸二辛酯＝65：3)68份，碳酸钙60份
105.制备方法，具体步骤如下：
106.(1)原料配混：将pvc树脂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂、加工助剂和填充剂加入到高速混合机中混合，先低速20～100r/min混合，然后高速800～1200r/min混合至60℃时，加入增塑剂，混合至105℃，待物料冷却至室温后出料备用；
107.(2)造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆造粒，工艺参数设置如下：
108.挤出机温度(℃)：1区：150℃；2区：155℃；3区：160℃；4区：160℃；5区：160℃；6区：
155℃；7区：150℃；挤出后获得pvc组合物。
109.测试例
110.对本发明实施例3和对比例在制备pvc组合物颗粒料过程中转矩进行监测，具体结果详见图1和图2。根据图1和图2的结果可以看出，相比于对比例，本发明实施例3的最大扭矩大，物料内摩擦大，平衡扭矩时间短，塑化效果好，加工性能优异。
111.对本发明的实施例1～6和对比例制得的pvc组合物颗粒料进行性能检测，具体结果如表1：
112.表1-检测结果
[0113][0114]
对本发明的实施例1～6和对比例制得的pvc组合物颗粒料进行机械物理性能检测，具体结果如表2：
[0115]
表2-机械物理性能检测结果
[0116][0117][0118]
由上述表格可知，本发明提出的配方生产的颗粒料尺寸稳定性能优良，加工性能良好，得到的颗粒料不易变形，同时有优良的强度和阻燃性，弹性优异，原材料环保无毒，抗氧化性能优异，工艺简单可行，综合性能优异，可广泛应用于各类pvc组合物的生产过程中。
[0119]
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。