專利名稱：低遷移析出聚氯乙烯材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氯乙烯材料及其制備方法。
背景技術：
作為五大通用塑料之一的聚氯乙烯，具有價格低廉、較好的力學性能、耐化學腐蝕 性、阻燃、絕緣和表面光滑等一系列優點，廣泛應用于工業生產和日常生活各個領域。但是隨著近年來人們環保意識的逐漸增強，PVC制品中的添加劑，尤其是增塑劑在 使用過程中易析出遷移的問題越來越引起重視。鄰苯二甲酸酯類增塑劑是PVC制品中應用 最多的一類增塑劑，但鄰苯二甲酸二(乙基己基)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)Jp 苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)等均為生物內干擾素，能干擾人體 激素分泌，引起人體內分泌系統紊亂，在體內長期積累會導致畸變、癌變和突變。2005年歐 盟通過了 RoHs環保指令，規定了在兒童玩具、食品包裝等直接影響人體健康的塑料制品中 不得使用DEHP等鄰苯類增塑劑。目前提供的解決方案集中在增塑劑的替換，如選擇無毒的 非鄰苯類增塑劑或采用相對難遷移析出的高分子類增塑劑。日本、歐洲一些國家注重提倡在產品中使用最后可降解風化的被稱為環保型增塑 劑，如TBC(檸檬酸三丁酯)和TOTM(鈦酸酯系列)，而TBC已被美國食品管理局(FDA)和其 他許多國家認可，可以大量使用，但這些產品價格太高，企業難以消化。中國發明專利(公開號為CN1657563A)中，公開了利用聚酯類增塑劑制備超低分 子遷移聚氯乙烯彈性體合金專用料的方法。雖然遷移性有所改善，但聚酯類增塑劑的增塑 效果明顯低于常用的非鄰苯類增塑劑。類似的，公開號為CN101555337A的專利中闡述了用 聚碳酸酯(MPN)增塑PVC，以達到制備低析出環保聚氯乙烯的目的。同樣存在析出性改善， 但綜合性能下降的問題。目前DEHP等鄰苯類增塑劑仍是用量最大的聚氯乙烯增塑劑，源于其較低的價格 以及良好的增塑效果。所以，想要在短時間內用其它的增塑劑取代DEHP等鄰苯類增塑劑是 極其困難的。因此，本領域迫切需要在不改變傳統增塑劑的前提下，制備出具有低遷移析出 性的聚氯乙烯材料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種低遷移析出聚氯乙烯材料及其制備方法，以克服現有 技術存在的上述缺陷，以滿足有關領域發展的需要。本發明所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，包括如下重量份的組分聚氯乙烯100份增塑劑A0 80份增塑劑B0 50份熱穩定劑1 10份有機改性蒙脫石0.5 10份
抗氧劑潤滑劑
0. 1 2份 0. 1 1份所述的聚氯乙烯的聚合度為500 3000;優選的，本發明所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，包括如下重量份的組分所述的增塑劑A為主增塑劑，選自鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯或磷 酸三甲酚酯等中的一種以上；所述的增塑劑B為輔助增塑劑，選自癸二酸二辛酯或環氧大豆油等中的一種以 上；所述的熱穩定劑為環保型鈣與鋅復合穩定劑，如科聚亞公司的CZ113 ；所述的有機改性蒙脫石為有機化處理的蒙脫石。優選的，所述有機改性蒙脫石是采用16 18碳烷基銨鹽改性的蒙脫石，有機改性 蒙脫石的層間距為1. 5 3nm，制備方法可參考中國專利(03121924. 0)提供的方法，具體包 括如下步驟將蒙脫石和烷基銨鹽按重量比放入高速攪拌機中，均勻混合30分鐘，得到有機改 性蒙脫石。所述的制備有機改性蒙脫石的配方如下(重量份)蒙脫石100份烷基銨鹽10-60份所述的抗氧劑選自亞磷酸酯類或受阻酚類抗氧劑中的一種以上，如三(壬基酚) 亞磷酸酯(1178)或2，6-二叔丁基-4-甲苯酚(沈4)等。所述的潤滑劑為脂肪酸或硬脂酸類化合物。所述的低遷移析出聚氯乙烯材料的制備方法，包括如下步驟將上述的各個組分按重量配比放入攪拌機混合均勻，用雙螺桿擠出機熔融共混擠 出造粒，加工溫度為110°C 130°C，即可獲得產品。盡管不打算局限于理論上的說明，本發明方案可能存在的機理是蒙脫土是典型的含層狀結構的硅酸鹽礦物，其晶體結構是由兩層硅氧四面體和一 層鋁氧八面體構成，屬2 1型層狀硅酸鹽，其厚度為Inm左右。層間距隨層間陽離子種類 的不同而在0. 96 2. 14nm之間變化。通常采用有機銨類陽離子表面活性劑對層狀硅酸鹽 進行有機化改性，在改善其與聚合物親和性的同時，進一步擴大層間距。具有層狀結構的蒙脫土經過有機化處理后，通過熔融共混的方法獲得納米尺度的 有機/無機納米復合材料。納米級的蒙脫土片層均勻分散在聚氯乙烯基體中，獲得了良好 的阻隔性能，制造出一條小分子難以通過的彎曲路徑，使包括增塑劑在內的小分子難以遷聚氯乙烯± 曾塑齊[JA增塑劑B熱穩定劑
40 80份 5 40份 1 8份 0. 5 2份 0. 1 1份 0. 1 1份
100份 有機改性蒙脫石抗氧劑潤滑劑移析出。本發明的低遷移析出聚氯乙烯材料，為一種有機/無機納米復合材料，兼具優異 的阻隔性和機械性能，可滿足有關領域的需要。同時，本發明所提供的制備方法，工藝簡單， 成本較低，具有廣闊的工業化前景。
具體實施例方式有機改性蒙脫石的制備方法將蒙脫石和烷基銨鹽按重量比(100 30)放入高速攪拌機中，均勻混合30分鐘， 得到有機改性蒙脫石。比較例1按照表1配方將各物料在攪拌機中混合均勻，用雙螺桿擠出機在120°C的溫度下 熔融共混后擠出造粒，制得軟質聚氯乙烯材料。性能測試結果見表2。比較例2按照表1配方將各物料在攪拌機中混合均勻，用雙螺桿擠出機在120°C的溫度下 熔融共混后擠出造粒，制得聚氯乙烯/蒙脫土復合材料。性能測試結果見表2。未經改性的蒙脫土在聚氯乙烯中的分散性較差，導致符合材料的力學性能下降較 大，而且達不到阻隔的效果。實施例1按照表1配方將各物料在攪拌機中混合均勻，用雙螺桿擠出機在120°C的溫度下 熔融共混后擠出造粒，制得聚氯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料。性能測試結果見表2。有機化處理后的蒙脫土可以以納米級均勻分散在聚氯乙烯中，達到增強、增韌的 效果，而且可以形成有效的阻隔層，復合材料在空氣中的揮發損失率和在甲苯中的遷移損 失率均降低。實施例2按照表1配方將各物料在高速攪拌機中混合均勻，用雙螺桿擠出機在120°C的溫 度下熔融共混后擠出造粒，制得聚氯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料。性能測試結果見表 2。增加有機改性蒙脫土的添加量(1重量份)，聚氯乙烯復合材料的機械性能和阻隔 性會進一步增加，表現出復合材料具有良好的抗析出遷移性。實施例3按照表1配方將各物料在高速攪拌機中混合均勻，用雙螺桿擠出機在120°C的溫 度下熔融共混后擠出造粒，制得聚氯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料。性能測試結果見表 2。進一步增加有機蒙脫土的添加量，聚氯乙烯復合材料的綜合性能有所下降。較多 的添加量下，蒙脫土難以在聚氯乙烯基體中達到均勻的分散，而且容易發生聚集，導致性能 的下降。表1聚氯乙烯復合材料的配方(重量份)
權利要求
1.低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，包括如下重量份的組分聚氯乙烯100份增塑劑A0 ,80份增塑劑B0 ,50份熱穩定劑1 10份有機改性蒙脫石0. 5 10份抗氧劑0. 1 2份潤滑劑0. 1 1份。
2.根據權利要求1所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的聚氯乙烯的 聚合度為500 3000。
3.根據權利要求1所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的增塑劑A選 自鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯或磷酸三甲酚酯中的一種以上；所述的增塑劑 B選自癸二酸二辛酯或環氧大豆油中的一種以上。
4.根據權利要求1所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的熱穩定劑為 鈣與鋅復合穩定劑。
5.根據權利要求1 4任一項所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的有 機改性蒙脫石為有機化處理的蒙脫石。
6.根據權利要求5所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述有機改性蒙脫 石是采用16 18碳烷基銨鹽改性的蒙脫石.
7.根據權利要求6所述的低遷移析出聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的抗氧劑選自 亞磷酸酯類或受阻酚類抗氧劑中的一種以上，所述的潤滑劑為脂肪酸。
8.根據權利要求1 7任一項所述的低遷移析出聚氯乙烯材料的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟將上述的各個組分按重量配比放入攪拌機混合均勻，用雙螺桿擠出機熔 融共混擠出造粒，加工溫度為110°C 130°C，即可獲得產品。
全文摘要
本發明提供了一種低遷移析出聚氯乙烯材料及其制備方法，所述低遷移析出聚氯乙烯材料包括如下重量份的組分聚氯乙烯100份，增塑劑A0～80份，增塑劑B0～50份，熱穩定劑1～10份，有機改性蒙脫石0.5～10份，抗氧劑0.1～2份，潤滑劑0.1～1份。本發明的低遷移析出聚氯乙烯材料，為一種有機/無機納米復合材料，兼具優異的阻隔性和機械性能，可滿足有關領域的需要。同時，本發明所提供的制備方法，工藝簡單，成本較低，具有廣闊的工業化前景。
文檔編號B29C47/92GK102070860SQ20101061294
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者吳娟, 徐永衛, 汪峰, 鐘偉勤 申請人:上海新上化高分子材料有限公司