本發(fā)明涉及一種pvc膠體制備技術(shù)，特別是涉及環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚合物發(fā)泡材料由于具有質(zhì)量輕、密度小等特征，在材料應(yīng)用上非常有吸引力。聚氯乙烯(pvc)膠體是將pvc糊樹脂和填充劑、穩(wěn)定劑等攪拌分散在液態(tài)增塑劑中形成的懸浮體體系。pvc膠體在軟質(zhì)發(fā)泡產(chǎn)品中有重要商業(yè)價值，其發(fā)泡過程與其它熱塑性聚合物(如pp)的發(fā)泡過程有所不同，主要是該材料在升溫加熱過程中的結(jié)構(gòu)性能變化。當(dāng)加熱時，pvc膠體經(jīng)歷了不同的黏度變化過程——首先，膠體的黏度降低。隨后，樹脂顆粒開始溶脹，膠體黏度開始增加。隨著溫度的上升，顆粒進一步腫脹，產(chǎn)生交互作用，增塑劑連續(xù)相逐步消失，體系黏度迅速增大并出現(xiàn)一個極值，該階段即為pvc膠體的凝膠過程。最后，膠體黏度又開始降低，體系進入塑化階段。升溫過程中，pvc膠體中的發(fā)泡劑分解熱力學(xué)過程必須與膠體的黏度演變過程有足夠的一致性，才能獲得好的發(fā)泡材料。一方面，pvc膠體的“黏度—溫度”流變特性與糊樹脂、增塑劑等原料類型有很大關(guān)系。另一方面，發(fā)泡劑的選擇也是獲得較好發(fā)泡材料的關(guān)鍵。發(fā)泡劑在膠體中的分解溫度必須在體系黏度處于較佳的溫度范圍內(nèi)才能獲得好的發(fā)泡效果。溫度過低，體系黏度太低，氣泡容易擴散，發(fā)生并泡等；而溫度過高又會使聚合物變形，氣泡難于形成。因此，調(diào)整pvc膠體中的流變過程溫度與發(fā)泡劑熱力學(xué)分解過程溫度相匹配，從而獲得高發(fā)泡的pvc材料，對pvc的高性能化應(yīng)用以及環(huán)保化應(yīng)用具有重要意義。
現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡pvc材料，如本申請人的在先申請cn102311592a，包括90～100份聚氯乙烯糊樹脂、60～70份乙酰檸檬酸三丁酯、1.8～2.4份發(fā)泡劑、0.6～1份二甲基硅油、2～2.5份鈣鋅穩(wěn)定劑以及10～30份重質(zhì)碳酸鈣。本申請發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，其成型產(chǎn)品在實際應(yīng)用過程中，當(dāng)接觸液態(tài)介質(zhì)時，會產(chǎn)生破碎、脫落現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)品無法正常使用。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體及其制備方法，其成型產(chǎn)品除了具有環(huán)保高發(fā)泡性能外，還具有較好的耐溶出性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為此，本發(fā)明的實施方式提供了一種環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中類似產(chǎn)品接觸液態(tài)介質(zhì)時，會產(chǎn)生破碎、脫落現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)品無法正常使用的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施方式提供如下技術(shù)方案：
在本發(fā)明的一個實施例中，提供了一種環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體，由按重量份數(shù)計的以下成分制備而成：
聚合度為1000±150的種子乳液法pvc糊樹脂90-100份、乙酰檸檬酸三正丁酯增塑劑60-65份、滑石粉填料5-10份、鈣-鋅穩(wěn)定劑2-3份、4,4’-氧化雙苯磺酰肼發(fā)泡劑1.5-2.5份、助劑3-5份。
進一步的，本發(fā)明的一個實施例中環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體還可以由按重量份數(shù)計的以下成分制備而成：
聚合度為1000±150的種子乳液法pvc糊樹脂100份、乙酰檸檬酸三正丁酯增塑劑65份、滑石粉填料5份、鈣-鋅穩(wěn)定劑2.5份、4,4’-氧化雙苯磺酰肼發(fā)泡劑2份、助劑3份。
進一步的，所述種子乳液法pvc糊樹脂的聚合度為1000。
進一步的，所述助劑包括鈦白粉0.8份、硅油0.8份和潤滑劑1.4份。
在本發(fā)明的又一個實施例中，提供了一種如上述實施例之一所述的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體的制備方法，包括：
將pvc糊樹脂、滑石粉填料、鈣-鋅穩(wěn)定劑的固體粉料在70℃烘箱中烘干2h，進行預(yù)處理后備用；
按原料配比將滑石粉填料、鈣-鋅穩(wěn)定劑、4,4’-氧化雙苯磺酰肼發(fā)泡劑的固體原料稱好后，依次加入到裝有80％增塑劑的杯中，調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下分散10min；
調(diào)至300轉(zhuǎn)/min低速下，加入pvc糊樹脂和剩余增塑劑，待pvc糊樹脂完全浸潤后，調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下分散5min；
調(diào)至300轉(zhuǎn)/min低速下，加入液態(tài)助劑；
調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下繼續(xù)分散5min；
真空脫泡，過100目濾網(wǎng)，制得光滑均勻的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體及其制備方法，其成型產(chǎn)品除了具有環(huán)保高發(fā)泡性能外，還具有較好的耐溶出性。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例實施方案
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體及其制備方法，且可滿足產(chǎn)品在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用要求。
本發(fā)明實施例的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體采用如下的技術(shù)方案：
按照重量份計算，聚合度為1000±150的種子乳液法pvc糊樹脂90-100份、乙酰檸檬酸三正丁酯增塑劑60-65份、滑石粉填料5-10份、鈣-鋅穩(wěn)定劑2-3份、4,4’-氧化雙苯磺酰肼發(fā)泡劑1.5-2.5份、助劑3-5份(鈦白粉0.8-1份、硅油0.8-1份和潤滑劑1.4-3份)制備而成。
優(yōu)選地，本發(fā)明實施例的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體還可以采用如下的技術(shù)方案：
按照重量份計算，聚合度為1000±150的種子乳液法pvc糊樹脂100份、乙酰檸檬酸三正丁酯增塑劑65份、滑石粉填料5份、鈣-鋅穩(wěn)定劑2.5份、4,4’-氧化雙苯磺酰肼發(fā)泡劑2份、助劑3份(鈦白粉0.8份、硅油0.8份和潤滑劑1.4份)制備而成。
本發(fā)明實施例的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體制備方法：
將pvc糊樹脂、填料、穩(wěn)定劑等固體粉料在70℃烘箱中烘干2h，進行預(yù)處理后備用。按原料配比將填料、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑等固體原料稱好后，依次加入到裝有80％增塑劑的杯中，調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下分散10min。調(diào)至300轉(zhuǎn)/min低速下，加入pvc糊樹脂和剩余增塑劑，待pvc糊樹脂完全浸潤后，調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下分散5min。調(diào)至300轉(zhuǎn)/min低速下，加入硅油、潤滑劑等液態(tài)助劑。調(diào)至1000轉(zhuǎn)/min高速下繼續(xù)分散5min。真空脫泡，過100目濾網(wǎng)，制得光滑均勻的環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體。
不同方案產(chǎn)品比對
一、原料及配比(按重量計)
pvc糊樹脂(100份)：s1，種子乳液法，聚合度為1800±300；s2，種子乳液法，聚合度為1450±200；s3，種子乳液法，聚合度為1000±150；s4，微懸浮法，聚合度為1680±100；s5，微懸浮法，聚合度為1400±100；s6，微懸浮法，聚合度為1330±100；s7，種子微懸浮法，聚合度為1800±300。
增塑劑(65份)：p1，對苯二甲酸二辛酯(dotp)；p2，乙酰檸檬酸三正丁酯(atbc)；p3，環(huán)己烷二羧酸二異壬基酯(dinch)；p4，己二酸二異壬酯(dina)；p5，鄰苯二甲酸二辛酯(dop)。
填料(5份)：t1是1250目碳酸鈣(caco3)；t2是納米蒙托土；t3是納米二氧化硅；t4是1250目滑石粉。
發(fā)泡劑(2份)：f1是碳酸氫鈉(nahco3)，f2是偶氮二甲酰胺(adc)，f3是4,4’-氧化雙苯磺酰肼(obsh)。
穩(wěn)定劑(2.5份)：鈣-鋅穩(wěn)定劑。
其余助劑(3份)：顏料、硅油、潤滑劑等。
將上述原料及配比的原料按上述環(huán)保高發(fā)泡pvc膠體制備方法制成pvc膠體，然后：
發(fā)泡材料制備：將1.0gpvc膠體注入寬約7mm的模具槽中，離心旋轉(zhuǎn)，震動去泡后靜置，待pvc膠體自然流平后，在220℃烘箱中烘烤60s，pvc膠體凝膠塑化成型，制得發(fā)泡材料。
發(fā)泡材料表征：
1、密度測試
采用梅特勒電子天平中的密度測試模式，測試發(fā)泡樣品的密度。測試過程采用五平行實驗，測試精密度在5％以內(nèi)。
采用泡孔孔隙率vf表征材料的發(fā)泡倍率，計算公式為vf(％)＝(ρ－ρf)/ρ×100,式中：ρ代表基體材料的密度，ρf代表發(fā)泡材料的密度，單位：g/cm3。vf越大，說明材料的ρf越小，發(fā)泡越好。
2、泡孔形貌
將發(fā)泡樣品置于液氮中，低溫冷卻3h后取出，迅速脆斷。選取較好的斷口面，在離子濺射儀中鍍金200s，放入sem的樣品室內(nèi)，對發(fā)泡樣進行不同視場、不同放大倍數(shù)的觀察分析，進行拍照。
三、糊樹脂種類的影響
表1不同糊樹脂制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計。
表1不同糊樹脂制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計
由表1可知，s3樹脂制備的發(fā)泡材料密度最小，泡孔孔隙率最大；并且，發(fā)泡材料的泡孔較多，泡孔形貌較好。后續(xù)配方主要選用s3樹脂做配方優(yōu)化。
四、增塑劑種類的影響
表2不同增塑劑制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計。
表2不同增塑劑制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計
結(jié)合表2可知，p2增塑劑制備的發(fā)泡材料密度較小，泡孔孔隙率最大；并且，發(fā)泡材料的泡孔較多，泡孔形貌較好。后續(xù)配方主要選用p2增塑劑做配方優(yōu)化。
五、填料種類的影響
表3不同填料制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計。
表3不同填料制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計
結(jié)合表3可知，t4填料制備的發(fā)泡材料密度最小，泡孔孔隙率最大；并且，發(fā)泡材料的泡孔較多，泡孔形貌較好。后續(xù)配方主要選用t4填料做配方優(yōu)化。
六、發(fā)泡劑類型的影響
表4不同發(fā)泡劑制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計。
表4不同發(fā)泡劑制備的發(fā)泡材料密度統(tǒng)計
結(jié)合表4可知，f2發(fā)泡劑制備的發(fā)泡材料密度最小，泡孔孔隙率最大；并且，發(fā)泡材料的泡孔較多，泡孔形貌較好。但是，f2發(fā)泡劑由于環(huán)保原因，在一些應(yīng)用領(lǐng)域上受到限制。如在食品包裝材料領(lǐng)域，歐盟在2007/19/ec號指令中就已明確：對于可能會接觸食品的塑料和容器產(chǎn)品中，禁止使用ac發(fā)泡劑(f2發(fā)泡劑)。因此，配方19是最佳的優(yōu)化配方，既滿足高發(fā)泡要求，又滿足環(huán)保要求。
對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的原理或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。