一種pvc搪塑工藝用環(huán)保高效液態(tài)復(fù)合熱穩(wěn)定劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱穩(wěn)定劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種PVC搪塑工藝用環(huán)保高效液態(tài)復(fù)合 熱穩(wěn)定劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了汽車(chē)內(nèi)飾材料及其制造業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)儀表 板表皮是汽車(chē)內(nèi)飾的重要組成部分，其成型工藝類(lèi)型主要有：PVC/ABS真空吸塑成型、粉末 PVC搪塑成型、TPU搪塑/PU噴涂、真皮成型等。其中PVC/ABS真空吸塑成型雖成本低，但手 感和抗老化性差，現(xiàn)多局限于低等檔次的轎車(chē)上使用；環(huán)保的TPU搪塑/PU噴涂和真皮成型 具有優(yōu)異的制品性能，但成本過(guò)高，限制了其進(jìn)一步的擴(kuò)大應(yīng)用；粉末PVC搪塑成型屬無(wú)應(yīng) 力加工工藝，裝飾面紋理清晰。與真空吸塑表皮相比，搪塑表皮無(wú)殘余應(yīng)力，不易開(kāi)裂，尺寸 穩(wěn)定，厚度均勻，手感好，更接近天然皮革。因此，目前中高檔次的轎車(chē)多采用PVC粉料搪塑 工藝成型的儀表板表皮，例如速騰轎車(chē)和寶來(lái)轎車(chē)。
[0003] PVC粉料搪塑工藝是以PVC搪塑粉為原料，經(jīng)過(guò)熱搪塑模具上的蘸料、高溫塑化、 冷卻凝膠化、脫模等步驟而得到軟質(zhì)表皮的過(guò)程。作為一種無(wú)應(yīng)力加工工藝，PVC不經(jīng)受重 力和表面張力之外的力作用，其蘸料僅僅依靠 PVC粉料與熱模具之間的導(dǎo)熱和粉料局部熔 融所致粘結(jié)作用，其塑化則主要依靠 PVC與熱空氣之間的傳熱和材料全部熔融所致粘結(jié)以 及致密化作用，因此搪塑加工溫度遠(yuǎn)比擠出、注塑和吹塑等傳統(tǒng)的塑料壓力加工溫度高，甚 至高達(dá)230°C。因此，搪塑工藝對(duì)PVC的熱穩(wěn)定性能提出了超乎常規(guī)的嚴(yán)苛要求。
[0004] 此外，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，汽車(chē)儀表板軟質(zhì)表皮中的有機(jī)易揮發(fā)組分如果不斷地 向周?chē)h(huán)境迀移，則嚴(yán)重影響儀表板表皮的硬度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等關(guān)鍵使用性能，降低 使用壽命。另外，汽車(chē)艙是一個(gè)相對(duì)封閉的小空間，儀表板表皮中的有機(jī)組分的揮發(fā)將對(duì)駕 乘人員的身體健康帶來(lái)不良影響。尤其在夏季高溫的時(shí)候，有機(jī)組分在白天因高溫而從儀 表板表皮中揮發(fā)出來(lái)，而后在晚上凝結(jié)在冷卻的玻璃內(nèi)表面上，導(dǎo)致?lián)躏L(fēng)玻璃霧化，嚴(yán)重影 響可見(jiàn)度，對(duì)駕駛安全造成隱患。因此PVC搪塑表皮的熱揮發(fā)損失性必須得到嚴(yán)格的控制。
[0005] 針對(duì)以上問(wèn)題，常見(jiàn)的解決方案是采用高效的熱穩(wěn)定劑。目前，應(yīng)用于PVC的熱穩(wěn) 定劑種類(lèi)繁多，但大多數(shù)高效PVC熱穩(wěn)定劑都不同程度地含有重金屬鹽，對(duì)駕乘人員身體 健康和環(huán)境保護(hù)均帶來(lái)不利影響。隨著相關(guān)環(huán)境法規(guī)的出臺(tái)和強(qiáng)制推行以及人們健康安 全意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，無(wú)鎘、無(wú)鉛、無(wú)錫化已成為PVC熱穩(wěn)定劑的發(fā)展主流，不斷涌現(xiàn)出許多 新型的熱穩(wěn)定劑，其中鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑以無(wú)毒環(huán)保、價(jià)格低廉、潤(rùn)滑性良好等優(yōu)點(diǎn)成為人 們關(guān)注的重點(diǎn)。然而由于我國(guó)的環(huán)保熱穩(wěn)定劑行業(yè)起步較晚，工藝技術(shù)與國(guó)外還有一定的 差距，鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑正處于發(fā)展初期，能夠滿(mǎn)足PVC搪塑工藝需求的熱穩(wěn)定劑很少，此 外，能夠同時(shí)兼顧高效熱穩(wěn)定性和耐熱揮發(fā)損失性?xún)纱笮阅艿沫h(huán)保熱穩(wěn)定劑則更少。因此， 順應(yīng)無(wú)毒、環(huán)保、高效熱穩(wěn)定劑的發(fā)展潮流，研制一種熱穩(wěn)定性好、特別適合高溫條件下搪 塑成型且同時(shí)能顯著提高搪塑制品耐揮發(fā)損失性的高效液態(tài)復(fù)合熱穩(wěn)定劑是一個(gè)創(chuàng)新之 舉，應(yīng)用于汽車(chē)生產(chǎn)將顯著提高PVC搪塑儀表板表皮的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，發(fā)明了一種用于汽車(chē)儀表板的PVC軟質(zhì)表皮搪 塑成型且能夠兼顧熱穩(wěn)定性和耐揮發(fā)損失性?xún)纱笮阅艿沫h(huán)保液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。作為 熱穩(wěn)定劑復(fù)配的重要原料之一，多元醇類(lèi)化合物不僅可以吸收PVC熱解過(guò)程中產(chǎn)生的氯化 氫，還可與ZnCl 2絡(luò)合，從而鈍化Zn 2+離子對(duì)PVC熱降解的催化加速作用，阻止Zn 2+離子和 PVC的多烯結(jié)構(gòu)配合的有色配位體的形成，改善長(zhǎng)期熱穩(wěn)定效果，抑制或推遲"鋅燒"現(xiàn)象的 發(fā)生，從而抑制PVC的降解，故該熱穩(wěn)定劑具有高效的熱穩(wěn)定性尤其是中后期的熱穩(wěn)定性。 同時(shí)本發(fā)明的熱穩(wěn)定劑能顯著降低搪塑制品的熱揮發(fā)損失。最后優(yōu)化確定一套生產(chǎn)方法以 達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的要求。本發(fā)明涉及的液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，以目前一般工業(yè)用液態(tài)鈣鋅 復(fù)合熱穩(wěn)定劑作為原料之一，對(duì)其進(jìn)一步復(fù)配加工。該工藝流程簡(jiǎn)單易行、生產(chǎn)成本低、原 料來(lái)源廣，具有很好的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。
[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種PVC搪塑工藝用環(huán)保液態(tài)復(fù)合熱穩(wěn)定劑，具有優(yōu) 異的熱穩(wěn)定效果。目的之二是用較高分子量的極性酯類(lèi)增塑劑取代傳統(tǒng)的液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱 穩(wěn)定劑中的有機(jī)小分子溶劑，使PVC搪塑表皮的熱揮發(fā)損失性得到嚴(yán)格的控制。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0009] 一種PVC搪塑工藝用環(huán)保高效液態(tài)復(fù)合熱穩(wěn)定劑，包括下列組分：工業(yè)用液態(tài)鈣 鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑40~60質(zhì)量份、酯類(lèi)增塑劑20~35質(zhì)量份、多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑5~ 25質(zhì)量份。
[0010] 優(yōu)選的是，工業(yè)用液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、酯類(lèi)增塑劑、多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑三 種原料的質(zhì)量比為6:3:1。
[0011] 所述工業(yè)用液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑中的鈣鹽和鋅鹽的質(zhì)量比為4:1~1:2。當(dāng)二 者質(zhì)量比取上限4:1時(shí)，兩者協(xié)同效果不佳，對(duì)PVC分子中烯丙基氯原子的酯化能力較差； 當(dāng)取下限1:2時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的"鋅燒"現(xiàn)象。優(yōu)選的鈣鹽和鋅鹽的質(zhì)量比為3:1。
[0012] 所述酯類(lèi)增塑劑為偏苯三甲酸三辛酯（TOTM)或?qū)Ρ蕉姿岫刘ィ―OTP);增塑 劑的分子量越高、極性越強(qiáng)、分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則增塑劑在搪塑表皮中的耐熱揮發(fā)損失性越 高。優(yōu)選的是TOTM。
[0013] 所述的多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑為季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇、甘露醇等含三個(gè) 以上羥基的多元醇。優(yōu)選的是二季戊四醇。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種PVC搪塑工藝用環(huán)保高效液態(tài)復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備方法，其 特征在于，包括如下步驟：
[0015] 1)按質(zhì)量比為40~60:20~35:5~25依次稱(chēng)取工業(yè)用液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑、 酯類(lèi)增塑劑、多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑；
[0016] 2)將步驟1)稱(chēng)取的工業(yè)用液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑和酯類(lèi)增塑劑加入反應(yīng)器，邊 攪拌邊升溫，最高溫度控制在l〇〇°C -120°c，得混合液；
[0017] 3)將步驟2)得到的混合液進(jìn)行精餾提純，脫除小分子量有機(jī)溶劑，收集精餾塔底 餾出液；
[0018] 4)向精餾塔底餾出液中加入步驟1)稱(chēng)取的多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑，利用精餾塔 底餾出液的高溫輔以快速攪拌使之完全溶解、冷卻至室溫，即得。
[0019] 優(yōu)選的是，所述精餾操作的條件為：精餾溫度為180-200°c，精餾時(shí)間為 10_20min D
[0020] 優(yōu)選的是，所述工業(yè)用液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑中的鈣鹽和鋅鹽的質(zhì)量比為3:1。
[0021] 優(yōu)選的是，所述酯類(lèi)增塑劑為偏苯三甲酸三辛酯（TOTM)。
[0022] 優(yōu)選的是，所述的多元醇類(lèi)輔助熱穩(wěn)定劑為二季戊四醇。
[0023] 本發(fā)明有益的效果是：
[0024] 本發(fā)明的液態(tài)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑不僅有效地提高了 PVC搪塑加