一种用于PVC的增塑剂凝胶制造技术

本发明专利技术设计了聚氨酯类凝胶因子的结构与合成配方。利用该凝胶因子在邻苯二甲酸酯类增塑剂中形成有机凝胶，以及利用邻苯二甲酸酯有机凝胶制备软质PVC的配方。本发明专利技术提出将凝胶因子加入到增塑剂中，使凝胶因子自组装形成棒状、纤维状或片状增强结构，同时增塑剂凝胶化，达到增强PVC力学性能的目的，同时不会大幅降低韧性。本发明专利技术涉及高分子材料制备技术以及复合材料加工工艺领域，具体涉及一种聚氨酯类有机凝胶因子合成及利用其有机凝胶增强软质PVC的方法。的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于PVC的增塑剂凝胶


[0001]本专利技术涉及高分子材料制备技术以及复合材料加工工艺领域，具体涉及一种聚氨酯类有机凝胶因子及利用其形成增塑剂凝胶增强PVC力学性能。

技术介绍

[0002]近年来，由于有机凝胶在化妆品、化学分离、药物传递，以及智能材料等方面具有重要的应用价值，从而引起了人们的关注。有机油类凝胶是利用凝胶因子将油类物质凝胶化，形成一种半固体的粘弹体。这些油凝胶主要是通过凝胶因子的分子间的氢键相互作用，π-π堆积，范德华力等在油中自组装成棒状、纤维状、片状等网络结构，将油包裹住使油分子凝胶化。本专利技术利用凝胶因子在增塑剂中自组装的特征使增塑剂凝胶化，并将其应用到PVC材料以期改善其性能。
[0003]本专利技术要解决的问题
[0004]传统的提高PVC性能的方法之一是将固体纳米颗粒，增塑剂作为添加剂直接加入到PVC中以达到增强的目的，但添加纳米颗粒在PVC中的分散性不好、韧性大幅降低等都未很好解决。本专利技术提出将凝胶因子加入到增塑剂中，使凝胶因子自组装成网络增强结构同时增塑剂凝胶化，利用自组装结构以达到增强PVC力学性能的目的，同时不会大幅降低韧性。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的问题，本专利技术提供了一种聚氨酯类凝胶因子及有机凝胶的简便制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]1.氨酯类有机凝胶因子，其结构式为：
[0008][0009]其中，X为：
[0010][0011]Y为：
[0012]CnH2n+1-其中n为4-18。聚氨酯类凝胶因子的合成使用原料分别为含有异氰酸酯
基团的化合物和脂肪烷基一元醇；其中，含有异氰酸根基团的化合物包括：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，脂肪烷基一元醇原料包括：C
n
H
2n+1-OH，其中C的个数为4到18任意数值。将脂肪烷基一元醇、含有异氰酸根基团的化合物、乙酸乙酯以一定比例混合。其质量分数分别为脂肪烷基醇10％～70％、含有异氰酸根基团的化合物10％～55％、乙酸乙酯10％～25％，在温度为90～110℃和氮气保护条件下反应4～5小时。将反应所得产物利用旋转蒸发仪减压除掉乙酸乙酯，放于真空干燥箱中干燥，得到聚氨酯类的凝胶因子。
[0013]2.有聚氨酯类凝胶因子的邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶。将邻苯二甲酸酯类油增塑剂和聚氨酯类凝胶因子以一定比例混合。其质量分数分别为邻苯二甲酸酯类油增塑剂80～98％，聚氨酯类凝胶因子1％～5％混合；加热到120～240℃，其目的确保聚氨酯类凝胶因子融化完全，然后冷却到室温得到邻苯二甲酸酯类油增塑剂凝胶。
[0014]3.邻苯二甲酸酯是一类塑料增塑剂。指的是邻苯二甲酸与4～15个碳的醇形成的酯。还包括所用有机溶剂为邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二正己酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二苯甲酯。
[0015]4.邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶制备软质PVC的配方。将邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶、PVC树脂SG-5型脂、Ca-Zn复合稳定剂以一定比例混合。其质量分数分别为邻苯二甲酸酯类油增塑剂30～60％、PVC树脂SG-5型40-60％、Ca-Zn复合稳定剂1-10％。利用高速混料机预热混合，由锥形同向双螺杆挤出机挤出。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术创新性在于利用聚氨酯凝胶因子在增塑剂中自组装成棒状、纤维状或片状网络结构，同时利用凝胶在PVC中可以增强PVC的模量、强度，不大幅度降低韧性。
具体实施方式
[0018]实施例1：
[0019]称取质量为27g的十二烷基醇与乙酸乙酯12g加入到三口烧瓶中，加热搅拌溶解。称取质量为12.5g的MDI与乙酸乙酯20g加入到烧杯中使MDI溶解，然后将溶解MDI溶液通过分液漏斗加入三口烧瓶中。在温度为70℃保持反应5个小时。将反应所得产物利用旋转蒸发仪减压蒸去剩余乙酸乙酯，将所得产物放于真空干燥箱中干燥，得到聚氨酯凝胶因子。
[0020]利用上述聚氨酯类凝胶因子制备增塑剂凝胶的步骤如下：将邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)增塑剂和聚氨酯类凝胶因子混合。持续加热(温度最高不超过180℃)直到聚氨酯类凝胶因子融化完全后保温三分钟左右，然后冷却到室温得到DOP增塑剂凝胶。
[0021]利用上述DOP增塑剂凝胶制备PVC。称取PVC100份、DOP增塑剂凝胶50份、Ca-Zn复合稳定剂5份，高速混合后由锥形同向双螺杆挤出机挤出。利用压片机在170℃哑铃型的模具中制备PVC/DOP增塑剂凝胶样条。利用未加入聚氨酯类凝胶因子的DOP进行对照实验如下：称取PVC100份、DOP增塑剂凝胶50份、Ca-Zn复合稳定剂5份，进行相同实验工艺。制备PVC/
DOP样条。
[0022]性能测试结果
[0023]在CMT4503型微机控制电子万能试验机上进行拉伸，拉伸速度为10mm/min。PVC/DOP增塑剂凝胶样条的拉伸模量为10.6Mpa，断裂伸长率为440.4％。PVC/DOP/凝胶样条的拉伸模量为17.4Mpa，断裂伸长率为431.7％。加入DOP凝胶的PVC制品的拉伸模量提高了64.1％，而且拉伸强度提高了19.8％。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.合成聚氨酯类有机凝胶因子，其结构式为：其中，X为：Y为：C
n
H
2n+1-其中n为4-18。2.根据权利要求1所述设计了聚氨酯类凝胶因子的合成配方。其配方的特征如下：(1)根据权利要求1所述的聚氨酯类凝胶因子的合成使用原料分别为含有异氰酸酯基团的化合物和脂肪烷基一元醇；其中，含有异氰酸根基团的化合物包括：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，脂肪烷基一元醇原料包括：C
n
H
2n+1-OH，其中C的个数为4到18任意数值。(2)将脂肪烷基一元醇、含有异氰酸根基团的化合物、乙酸乙酯以一定比例混合。其质量分数分别为脂肪烷基醇10％～70％、含有异氰酸根基团的化合物10％～55％、乙酸乙酯10％～25％，在温度为90～110℃和氮气保护条件下反应4～5小时。将反应所得产物利用旋转蒸发仪减压蒸去溶剂，产物放于真空干燥箱中进行干燥，得到聚氨酯类的凝胶因子。3.制备含有聚氨酯类凝胶因子的邻苯二甲酸酯类油增塑剂有机凝胶。特征方法如下：将邻苯二甲酸酯类油增塑剂和聚氨酯类凝胶因子以一定比例混合。其质量分数分别为邻苯二甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：万同，李雪晶，王曼，王劭妤，单鸣达，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：