一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备及其在软制品中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备及其在软制品中的应用，其中超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂是以钙、镧基金属氧化物作为待激活组分，通过共混改性与PVC之间的键合作用，在超声波辐射后得到了增强，从而制备得到超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂；所述钙、镧基金属氧化物为氧化钙、氧化镧中的一种或几种。本发明专利技术超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂一方面可以提高聚合物的耐热稳定性，另一方面可以提高共混物与PVC系统的相容性；由本专利制备的高分子热稳定剂及其制品，工艺简单、成本低廉、无毒、无害，具有潜在的经济效益和环境效益。和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备及其在软制品中的应用


[0001]本专利技术属于高分子材料加工助剂领域，具体涉及一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备及其在软制品中的应用。

技术介绍

[0002]随着生产技术水平的提升，聚氯乙烯树脂的耐热性已经有很大提高，但是添加热稳定剂仍然是必不可少的，常见的大宗热稳定剂有钙锌、有机锡、稀土、有机化合物和铅盐类等。随着用户需求的增加，选择添加剂或基团对PVC树脂进行共混改性、接枝反应或形成化学键，已经引起广泛关注。而金属氧化物大部分呈惰性状态，稳定性较好，难以与PVC接枝反应或形成化学键，而鉴于钙、镁、锌、镧和铈氧化物，无毒、安全且价格低廉的特性，若将其接枝到PVC聚合物链上，一方面将提高PVC链的耐热稳定性，另一方面将大大增强与PVC的相容性。这将显著提高PVC制品的稳定效率，降低聚合物的生产成本，提高经济效益、环境效益和社会效益。
[0003]关于金属氧化物与PVC的作用，目前文献公开了不同金属氧化物CaO,ZnO,CuO,MgO,Fe2O3和Al2O3对PVC(氯:氧＝1:1mol比)在氮气气氛低温下310℃分解的影响(J.Anal.Appl.Pyrolysis,2021,159:105312)。报道了过渡金属氧化物TiO2,V2O5,MoO3,MnO2,CuO,Fe2O3和ZnO对PVC的热解性能(Process Saf.Environ.Prot.2020,140:211
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220)。研究超声波对PVC薄膜的改性,超声波可以刺激PVC膜引起聚合物基体的结构改变，显示PVC异构体的某些部分浓度增加，如聚合物基质中出现了羰基、多烯和羧酸等新物种(Ultrason.Sonochem.2002,9:139
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141)。此外文献报道了聚氯乙烯
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金属氧化物混合物的热解研究：定量产物分析和金属氧化物的固氯能力(J.Anal.Appl.Pyrolysis,2006,77:159
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168)等。
[0004]本专利利用超声波的特异性在催化促进金属氧化物颗粒与有机化合物的成键反应、转化和选择性方面的功效。采用辐射钙、镁、锌、镧和铈氧化物共混改性聚氯乙烯树脂，制备了金属氧化物基
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聚氯乙烯高分子热稳定剂及其在软制品中的应用，未见文献报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决目前PVC树脂耐热稳定性不足、降低热稳定剂的成本、提高经济效益和社会效益，提供了一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备及其在软制品中的应用。
[0006]本专利技术超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂，是以钙镧基金属氧化物作为待激活组分，通过共混改性研磨与PVC之间的键合作用，在超声波辐射后得到了增强，从而制备得到超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂。
[0007]所述钙镧基金属氧化物为氧化钙、氧化镧中的一种或几种。
[0008]具体包括如下步骤：
[0009]室温下，称取干燥后的PVC树脂和钙镧基金属氧化物，高速混合研磨6h，得到钙、镧基金属氧化物
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PVC共混物，随后置于超声波振荡器中，45℃加热4
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8h，得到钙、镧基金属氧化物
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PVC活化共混物，即超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂。
[0010]各组分按质量份数构成如下：PVC树脂5份，钙、镧基金属氧化物1
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2份(优选为1份)。
[0011]本专利技术钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的应用，是将其与有机锡、双季戊四醇复配组成复合稳定剂，应用于PVC树脂材料中，提升复合材料的热稳定性能。
[0012]具体包括如下步骤：
[0013]步骤1：将对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂、双季戊四醇、有机锡热稳定剂混合，超声波震荡、搅拌混合溶解30min，获得均匀的共混物热稳定剂前体；
[0014]步骤2：将步骤1获得的共混物热稳定剂前体与PVC基体材料混合研磨，高速搅拌获得预混料，随后置于密炼机中密炼，融体温度170
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175℃，螺杆转速40r/min，密炼时间4
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5min，待扭矩先急剧升高再下降，保持不变后，完毕，取出混炼料，采用平板硫化机于100℃压片40秒，则得厚度为l.0mm的PVC薄片，用于后续的性能检测。
[0015]步骤1、2中，各原料组分按质量份数构成如下：
[0016]对苯二甲酸二辛酯50份，钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂0.5
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5.0份，双季戊四醇0.5
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2.0份，有机锡热稳定剂0.1
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2.0份；PVC基体材料100份。
[0017]进一步优选为：对苯二甲酸二辛酯50份，钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂3.0份，双季戊四醇1.0份，有机锡热稳定剂0.5份；PVC基体材料100份。
[0018]上述制备过程中添加对苯二甲酸二辛酯(DOTP)是PVC材料的增塑剂，在M
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PVC共混物络合物热稳定剂制备的过程中，预先添加DOTP是将其作为溶解的溶剂使用。
[0019]所述有机锡热稳定剂为硫醇甲基锡、硫醇辛基锡、硫醇丁基锡等中的一种或几种。
[0020]按照现代电子理论，氧化钙、氧化锌、氧化镧的中心原子带正电荷的钙、锌和镧均是一种酸，而聚氯乙烯中带负电荷的氯原子或受热产生的氯自由基是一种碱，当受到研磨和超声波辐射时，钙、镧容易与活泼的氯发生酸
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碱中和反应，生成以酸金属为中心的(Ca
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Cl，La
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Cl)配位络合物，当处于过渡状态时由于能量较高，氯供给电子，酸金属获得电子，形成较为稳定的金属基
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PVC活化共混物。本专利技术涉及的钙、镧氧化物
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PVC活化共混物具有聚氯乙烯链状结构，主链上含金属
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Cl配位基团，一方面与PVC聚合物相容性较好，另一方面该共混物耐热性显著提高。
[0021]以本专利技术采用金属氧化物在研磨和超声波辐射的条件下对PVC树脂表面进行化学作用，所述金属元化合物为氧化钙、氧化钙/氧化锌和氧化镧作为修饰剂，研磨和超声波辐射后钙、钙锌和镧
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PVC共混物具有显著的化学键合作用，能够有效地提高PVC制品的耐热稳定性，大大提高与聚合物的相容性。
[0022]本专利技术使用金属氧化物进行表面改性，采用研磨和超声波辐射工艺作为一种绿色快速的制备方法，制备了不同添加量的钙、镁、锌、镧和铈掺杂改性PVC共混物及相应的薄膜，并采用180℃刚果红法测定了不同共混物的刚果红变色速率。其中钙、钙锌和镧与PVC树脂产生了强烈的键合作用、热稳定性显著提高、且无毒、环境相容性好。
[0023]评价本专利技术中PVC热稳定性的方法为刚果红实验，试验装置参考GB
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的制备方法，其特征在于：以钙、镧基金属氧化物作为待激活组分，通过共混研磨改性与PVC之间的键合作用，在超声波辐射后得到了增强，从而制备得到超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂；所述钙、镧基金属氧化物为氧化钙、氧化镧中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：室温下，称取干燥后的PVC树脂和钙、镧基金属氧化物，高速混合研磨6h，得到钙、镧基金属氧化物
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PVC共混物，随后置于超声波振荡器中，于45℃下加热4～8h，得到钙、镧基金属氧化物
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PVC活化共混物，即超声波辐射钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：各组分按质量份数构成如下：PVC树脂5份，钙、镧基金属氧化物1
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2份。4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法制得的钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂的应用，其特征在于：将其与有机锡、双季戊四醇复配组成复合稳定剂，应用于PVC树脂材料中，提升复合材料的热稳定性能。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将对苯二甲酸二辛酯、钙、镧基聚氯乙烯高分子热稳定剂、双季戊四醇、有机锡热稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁伊恒，陈宗霖，张翔，王兵，马龙娟，陈岩，李康，薛梦瑶，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：