CN110922697A - 一种低tvoc含量的pvc及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低TVOC含量的PVC，涉及PVC的改性，其原料按质量份数计，包括如下组分：PVC 100份、季戊四醇四酯30～50份、无机热稳定剂LC631A 2～4份、水磨重质碳酸钙10～30份、润滑剂0.6～1.5份和甲基丙烯酸甲酯1.2～1.6份。首先，本申请基本上没有添加有机助剂，且添加了无机热稳定剂LC631A，因此，本申请既提高了PVC的热稳定性，同时也降低了TVOC的产生。再者，此处季戊四醇四酯为增塑剂，其能与PVC形成氢键，从而抑制了自身的迁移，这样降低了季戊四醇四酯间接进入到人体中的概率，影响健康。另外，甲基丙烯酸甲酯能生成与PVC相溶性较好的聚甲基丙烯酸甲酯，提升了PVC的结构强度。且聚甲基丙烯酸甲酯能形成网状结构，从而抑制有机易挥发的物质的挥发。

Description

一种低TVOC含量的PVC及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC生产领域，特别涉及一种低TVOC含量的PVC及其制备方法。
背景技术
TVOC是“总挥发性有机化合物”的简称，主要指C6到C16之间的挥发性有机化合物。汽车内有TVOC超标对人体的危害程度很大，长时间会造成头痛、眩晕、恶心等，严重者可能导致贫血甚至致癌。车内这种空气污染还会导致司机焦躁不安、注意力无法集中、影响驾车安全，造成交通事故。我们国家在2012年3月份出台了《GBT 27630-2011 乘用车内空气质量评价指南》对车内TVOC的量提出了标准。
而聚氯乙烯，是由氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
由于现有技术中，PVC的热稳定性能较差，因此，PVC在生产过程中需要添加大量的有机助剂，来弥补PVC本身所存在的缺陷。然而，添加有机助剂之后，PVC在被制成车辆配件或饰件而使用时，有机助剂则容易向环境中散发，从而易导致车内的TVOC含量增高，甚至超过国家标准，影响人们的身体健康。因此，研发一种具有良好热稳定性且低TVOC含量的PVC是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种PVC,其不仅TVOC含量低，并且其具有良好的热稳定性，因此适用于生产成为汽车内部的配饰件。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低TVOC含量的PVC，其原料按质量份数计，包括如下组分：PVC 100份、季戊四醇四酯30～50份、无机热稳定剂LC631A 2～4份、水磨重质碳酸钙10～30份、润滑剂0.6～1.5份和甲基丙烯酸甲酯1.2～1.6份。
通过采用上述技术方案，首先，本申请基本上没有添加有机助剂，且本申请的热稳定剂为无机热稳定剂为无机热稳定剂LC631A，因此，本申请既提高了PVC的热稳定性，同时也降低了PVC的TVOC含量。
再者，此处季戊四醇四酯相当于增塑剂，其能与PVC之间容易形成氢键，从而能够有效地抑制自身的迁移。这样能够避免季戊四醇四酯间接进入到人体中，而影响人体健康。
由于甲基丙烯酸甲酯能够在熔融挤出的过程中会生成与PVC的溶解度参数相接近且相溶性较好的聚甲基丙烯酸甲酯，在生产过程中有利于提升PVC的结构强度。而聚甲基丙烯酸甲酯能够形成网状结构，从而也能够锁住易挥发的物质，降低了TVOC的含量。
优选为，所述润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且所述单甘酯为0.5～1.0份、氧化聚乙烯蜡为0.1～0.5份。
通过采用上述技术方案，一方面单甘酯和氧化聚乙烯蜡的添加能够有效地降低各原料在混合过程中的摩擦阻力，保证各原料能够充分地混合，降低混合过程中的能耗，另一方面，单甘酯能够对季戊四醇四酯起到协同作用，进一步提升PVC的塑化改性效果。同时，氧化聚乙烯蜡能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL，以阻止或减轻PVC树脂的分解。其与本申请的无机热稳定剂LC631A相配合，能够大幅度提高PVC的热稳定温度。
优选为，还包括光稳定剂1.2～1.6份。
优选为，所述光稳定剂为TiO2和2-羟基二苯酮的衍生物的混合物，且两者的质量比为1：0.2～0.6。
通过采用上述技术方案，一方面TiO2能够对紫外线产生一定的反射，这样也就减少了紫外线对PVC的影响，从而也就提高了PVC的抗紫外能力，另一方面,TiO2在紫外线的作用下，能够促进其周围的有机易挥发气体发生催化氧化的作用，从而降低了有机易挥发物质向周围空气中散发的可能性。
再者，2-羟基二苯酮的衍生物能够吸收紫外线，并通过发生分子内振动，而将紫外线转化成热能，从而将紫外线消耗掉，并释放至周围环境中，进而也进一步提高了PVC的抗紫外线的能力。
优选为，所述2-羟基二苯酮的衍生物为2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯酮和2，4-二羟基二苯酮中的一种。
优选为，还包括1.5～1.9份碘化锂或碘化铜。
通过采用上述技术方案，碘化锂中的锂离子和铜离子还能够与PVC中的氯元素之间存在配伍作用，从而产生了类似网络的结构，阻碍了PVC分子链中氯元素的***，因而使PVC分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而,促使了PVC具有更高的热分解温度。同时，形成的网络结构能够对有机易挥发物质其到禁锢作用，降低了有机易挥发物质挥发的概率。
另外，铜离子还具有一定的杀菌作用，能够有效地提高PVC材料的抗菌抑菌的效果，因而选用本申请的PVC去生产汽车内部的配饰件，这样也有利于保证使用者的身体健康。
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：按照规定要求称取PVC、季戊四醇四酯、无机热稳定剂LC631A、水磨重质碳酸钙和润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：按规定要求称取其他助剂，将其他助剂加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
优选为，步骤三中与混合原料二同步向螺杆挤出机中添加引发剂，且引发剂的量为混合原料二总量的1%。
通过采用上述技术方案，引发剂能够促进甲基丙烯酸甲酯发生聚合，从而能够进一步提高PVC的结构强度，而且甲基丙烯酸甲酯通过引发剂的作用，能够迅速发生聚合作用，从而起到对有机易挥发物质起到禁锢作用。
优选为，所述引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化苯甲酰的一种。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、PVC中添加的热稳定剂为无机热稳定剂LC631A，这样既能够保证PVC具有良好的热稳定性能，同时也能够减少TVOC的产生；
2、添加甲基丙烯酸甲酯，一方面甲基丙烯酸甲酯聚合后能够生成聚甲基丙烯酸甲酯，同时，聚甲基丙烯酸甲酯能够形成网状结构将有机易挥发物质限制于PVC中；
3、抗紫外剂选用TiO2和2-羟基二苯酮的衍生物的混合物,这样抗紫外剂既能够降低紫外线对PVC材料的影响，另一方面TiO2也能够在紫外线的作用下对有机易挥发物质进行催化氧化，从而也就降低了环境中有机易挥发物质的含量。
附图说明
图1为本发明的一种低TVOC含量的PVC的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：称取100Kg PVC、30Kg季戊四醇四酯、2Kg无机热稳定剂LC631A、10Kg水磨重质碳酸钙和0.6Kg润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：称取1.2Kg甲基丙烯酸甲酯，将甲基丙烯酸甲酯加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二和1.4Kg过氧化二叔丁基一同加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
其中，润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且单甘酯为0.5Kg，氧化聚乙烯蜡为0.1Kg。
另外，季戊四醇四酯由瑞典斯托公司购得，无机热稳定剂LC631A由台州联成化工有限公司购得，水磨重质碳酸钙由江西广源碳酸钙有限公司，单甘脂由杭州油脂化工有限公司购得，氧化聚乙烯蜡由美国霍尼韦尔公司购得。
实施例二：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：称取100Kg PVC、40Kg季戊四醇四酯、3Kg无机热稳定剂LC631A、20Kg水磨重质碳酸钙和1.1Kg润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：称取1.4Kg甲基丙烯酸甲酯，将甲基丙烯酸甲酯加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二和1.8过氧化二碳酸二异丙酯一同一起加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
其中，润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且单甘酯为0.8Kg，氧化聚乙烯蜡为0.3份。
实施例三：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：称取100Kg PVC、50Kg季戊四醇四酯、4Kg无机热稳定剂LC631A、30Kg水磨重质碳酸钙和1.5Kg润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：称取1.6Kg甲基丙烯酸甲酯，将甲基丙烯酸甲酯加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二和1.9Kg过氧化苯甲酰一同一起加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
其中，润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且单甘酯为1.0Kg，氧化聚乙烯蜡为0.5Kg。
实施例四：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：称取100Kg PVC、30Kg季戊四醇四酯、4Kg无机热稳定剂LC631A、20Kg水磨重质碳酸钙和1.1Kg润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：称取1.6Kg甲基丙烯酸甲酯，将甲基丙烯酸甲酯加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二和1.6Kg过氧化二碳酸二异丙酯一同一起加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
其中，润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且单甘酯为0.8Kg，氧化聚乙烯蜡为0.3Kg。
实施例五：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：称取100Kg PVC、50Kg季戊四醇四酯、3Kg无机热稳定剂LC631A、10Kg水磨重质碳酸钙和1.5Kg润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：称取1.4Kg甲基丙烯酸甲酯，将甲基丙烯酸甲酯加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二和1.7Kg过氧化苯甲酰一同一起加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒或注入模具中浇铸成型。
其中，润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且单甘酯为1.0Kg，氧化聚乙烯蜡为0.5Kg。
实施例六：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例一的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.2Kg光稳定剂，且光稳定剂为TiO2和2-羟基-4-正辛氧基二苯酮的混合物，且两者的质量比为1：0.2。
实施例七：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例二的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.4Kg光稳定剂，且光稳定剂为TiO2和2-羟基-4-正辛氧基二苯酮的混合物，且两者的质量比为1：0.4。
实施例八：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例三的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.6Kg光稳定剂，且光稳定剂为TiO2和2-羟基-4-正辛氧基二苯酮的混合物，且两者的质量比为1：0.6。
实施例九：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例六的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.5Kg碘化锂。
实施例十：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例七的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.7Kg碘化铜。
实施例十一：
一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其与实施例八的区别在于，本实施例的步骤二中向混合原料一中还加入了1.9Kg碘化铜。
对比例一:
本对比例与实施例七的区别在于，光稳定剂全部为TiO2。
对比例二：
本对比例与实施例七的区别在于，光稳定剂全部为2-羟基-4-正辛氧基二苯酮。
将实施例一至实施例十一以及对比例一和对比例二的PVC制成10cm*10cm*5cm规格的块体，根据如下测试标准或方法进行测试：
1、将PVC放置于1m3的空间中24h，然后测试空间中的TVOC含量（ppm）；
2、利用压力机对PVC进行施压，测试其抗压能力（Mpa）；
3、将细胞培养液滴在PVC上，然后至于常温环境中3天，观察PVC表面的菌落数量（cfu）；
4、利用400nm的紫外线对PVC进行照射72h，然后再用压力机对PVC施加压力，测试其抗压能力（Mpa）；
5、参照GB3830-2008的标准测试PVC的增塑剂迁出率（%，70℃/144h）；
6、不断加热，观察PVC分解温度的温度（℃）。
测试结果如下表一所示：
表一
测试项目 TVOC含量/ppm 抗压强度/Mpa 菌落数量/cfu 紫外照射后抗压强度/Mpa 增塑剂迁出率/%，70℃/144h 分解温度/℃
实施例一 8 42 23 23 2 223
实施例二 5 47 23 25 1 225
实施例三 6 53 24 29 1 226
实施例四 6 45 25 25 2 228
实施例五 5 46 21 27 1 226
实施例六 1 46 23 45 0.9 227
实施例七 2 50 22 48 0.8 227
实施例八 2 56 26 54 0.9 226
实施例九 2 47 20 46 0.8 238
实施例十 2 50 1 50 0.8 239
实施例十一 1 57 2 55 0.7 238
对比例一 3 49 23 35 1 226
对比例二 5 48 24 33 1 227
从上表一中可以清楚的看出，本申请的实施例一至实施例十二的PVC都具有良好的热稳定性，且TVOC的生产量也较少。从实施例七和对比例一及对比例二的比较可以看出，只有TiO2和2-羟基二苯酮的衍生物进行复配使用才能够有效地提高PVC的抗紫外性能。另外，实施例十和实施例十一的测试结果也能够证明，碘化铜的加入能够与无机热稳定剂LC631A协同作用，有效地提高PVC的热稳定性，且碘化铜也能够抑制PVC上各类菌体的生长。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：其原料按质量份数计，包括如下组分：
PVC 100份
季戊四醇四酯 30～50份
无机热稳定剂LC631A 2～4份
水磨重质碳酸钙 10～30份
润滑剂 0.6～1.5份
甲基丙烯酸甲酯 1.2～1.6份。
2.根据权利要求1所述的一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：所述润滑剂为单甘酯和氧化聚乙烯蜡的混合物，且所述单甘酯为0.5～1.0份、氧化聚乙烯蜡为0.1～0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：还包括光稳定剂1.2～1.6份。
4.根据权利要求3所述的一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：所述光稳定剂为TiO2和2-羟基二苯酮的衍生物的混合物，且两者的质量比为1：0.2～0.6。
5.根据权利要求4所述的一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：所述2-羟基二苯酮的衍生物为2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮和2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯酮中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种低TVOC含量的PVC，其特征在于：还包括1.5～1.9份碘化锂或碘化铜。
7.如权利要求1至6中任意一项权利要求所述的一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：按照规定要求称取PVC、季戊四醇四酯、无机热稳定剂LC631A、水磨重质碳酸钙和润滑剂,并将它们全部进行均匀混合，得到混合原料一；
步骤二：按规定要求称取其他助剂，将其他助剂加入到混合原料一中，然后再次进行均匀混合，得到混合原料二；
步骤三：将混合原料二加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出；
步骤四：待挤出后，利用冷却水进行冷却，之后剪切造粒。
8.根据权利要求7所述的一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其特征在于：步骤三中与混合原料二同步向螺杆挤出机中添加引发剂，且引发剂的量为混合原料二总量的1%。
9.根据权利要求8所述的一种低TVOC含量的PVC的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化苯甲酰的一种。
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