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一种无毒聚氯乙烯树脂材料

阅读:396发布:2023-02-20

专利汇可以提供一种无毒聚氯乙烯树脂材料专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种无毒聚氯乙烯 树脂 材料。该材料所含组分及其重量份数如下:聚氯乙烯100份、无毒 增塑剂 混合物25~75份、热稳定剂0.5~2.5份、 润滑剂 0.1~0.2份;所述无毒增塑剂混合物包括至少一种式(Ⅰ)所示结构的化合物以及至少一种式(Ⅱ)所示结构的化合物;所述增塑剂混合物由环 氧 化 植物 油 经改性制备得到;将所述各组分按配比进行共混,于双辊机 挤压 造粒 ,制得树脂材料成品。本发明增塑剂与PVC树脂具有良好的相容性,能在不降低材料柔软度的同时明显提高材料热 稳定性 ,本发明PVC树脂材料具有优越的综合性能,无毒无害,绿色环保。,下面是一种无毒聚氯乙烯树脂材料专利的具体信息内容。

1.一种无毒聚氯乙烯树脂材料,其特征在于该材料所含组分及其重量份数如下:聚氯乙烯100份、无毒增塑剂混合物25~75份、热稳定剂0.5~2.5份、润滑剂0.1~0.2份;
所述无毒增塑剂混合物包括至少一种式(Ⅰ)所示结构的化合物以及至少一种式(Ⅱ)所示结构的化合物:
式(Ⅰ)中,m=1、2或3,
R1和R2分别独立地选自式(III)、式(IV)或式(V)所示结构的基团:
式(Ⅱ)~式(V)中,R3和R4分别独立地选自C1~C8烷基或芳香
式(Ⅱ)中,n=0或1,
当n=0时,R5、R6与R1、R2相同,
当n=1时,R5与R4相同,R6为式(III)所示结构的基团;
所述无毒增塑剂混合物通过如下步骤改性得到:
(1)将环化的植物油与三乙酸甘油酯进行内酯化反应,得到环氧化脂肪酸甘油酯,反应温度120~160℃,反应时间2~6h;
(2)将步骤(1)所得环氧化脂肪酸甘油酯与酸酐进行反应,反应温度100~140℃,反应时间2~4h,即得;所述酸酐选自醋酸酸酐。
2.根据权利要求1所述无毒聚氯乙烯树脂材料,其特征在于:式(Ⅰ)和式(Ⅱ)所示结构的化合物在所述无毒增塑剂混合物中的含量不低于70wt%。
3.根据权利要求1所述无毒聚氯乙烯树脂材料,其特征在于:所述植物油包括大豆油棕榈油橄榄油花籽油、亚麻籽油、向日葵油或玉米油。
4.根据权利要求1所述无毒聚氯乙烯树脂材料,其特征在于所述无毒聚氯乙烯树脂材料的制备方法如下:将所述各组分按配比进行共混,于双辊机挤压造粒,制得成品。

说明书全文

一种无毒聚氯乙烯树脂材料

技术领域

[0001] 本发明涉及聚氯乙烯(PVC)树脂材料,尤其涉及含有一种无毒增塑剂的聚氯乙烯(PVC)树脂材料。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展和人民生活平的提高,全球聚氯乙烯(PVC)的需求量日益增长。目前,PVC树脂中使用的增塑剂80%为邻苯二甲酸酯类,如DOP,DBP,DEHP等,现已在全球许多国家和地区的海洋、江河、水库、饮用水土壤、食物、动植物体内、甚至航天器的空气中检出该类物质,此类化合物属于致癌物质,易通过皮肤等进入人体而造成危害,所以,美国、日本以及欧盟等许多国家和地区已经明令禁止此类增塑剂应用于食品、医药、玩具、化妆品、人造革等领域。
[0003] 植物性增塑剂能够解决上述问题,环大豆油为一种常用的植物性增塑剂,但由于其分子量较大,与PVC树脂的相容性较差,在添加之后容易造成迁移,因此只能在PVC树脂中添加少量(添加质量一般为PVC树脂的7~10%)作为辅助增塑剂,大大限制了环氧大豆油作为PVC增塑剂的应用;环氧化的脂肪酸二酯和环氧化的醋酸双甘油酯虽然与PVC树脂有较好的相容性,但由于其环氧含量较高,添加后之后会大大降低PVC树脂的热稳定性
[0004] 鉴于此,亟需寻求一种与PVC树脂具有良好相容性并能保证材料柔韧性和热稳定性的植物性增塑剂,以制备得到一款综合性能优越的绿色环保型PVC树脂材料。

发明内容

[0005] 针对现有PVC树脂增塑剂及PVC树脂材料存在的上述缺陷申请人经过研究改进,提供一种无毒聚氯乙烯树脂材料。本发明增塑剂与PVC树脂具有良好的相容性,能在不降低材料柔软度的同时明显提高材料热稳定性;本发明PVC树脂材料综合性能优越,无毒无害,绿色环保。
[0006] 本发明的技术方案如下:
[0007] 一种无毒聚氯乙烯树脂材料,该材料所含组分及其重量份数如下:聚氯乙烯100份、无毒增塑剂混合物25~75份、热稳定剂0.5~2.5份、润滑剂0.1~0.2份;所述无毒增塑剂混合物包括至少一种式(Ⅰ)所示结构的化合物以及至少一种式(Ⅱ)所示结构的化合物:
[0008]
[0009] 式(Ⅰ)中,m=1、2或3,
[0010] R1和R2分别独立地选自式(III)、式(IV)或式(V)所示结构的基团:
[0011]
[0012]
[0013] 式(Ⅱ)~式(V)中,R3和R4分别独立地选自C1~C8烷基或芳香
[0014] 式(Ⅱ)中,n=0或1,
[0015] 当n=0时,R5、R6与R1、R2相同,
[0016] 当n=1时,R5与R4相同,R6为式(III)所示结构的基团;
[0017] 所述无毒增塑剂混合物通过如下步骤改性得到:
[0018] (1)将环氧化的植物油与三乙酸甘油酯进行内酯化反应,得到环氧化脂肪酸甘油酯,反应温度120~160℃,反应时间2~6h;
[0019] (2)将步骤(1)所得环氧化脂肪酸甘油酯与酸酐进行反应,反应温度100~140℃,反应时间2~4h,即得;所述酸酐选自来酸酐或醋酸酸酐。
[0020] 其进一步的技术方案为:
[0021] 式(Ⅰ)和式(Ⅱ)所示结构的化合物在所述无毒增塑剂混合物中的含量不低于70wt%。
[0022] 所述植物油包括大豆油、棕榈油橄榄油花籽油、亚麻籽油、向日葵油或玉米油。
[0023] 所述无毒聚氯乙烯树脂材料的制备方法如下:将所述各组分按配比进行共混,于双辊机挤压造粒,制得成品。
[0024] 与现有PVC树脂增塑剂及PVC树脂材料相比,本发明具有以下优点:
[0025] (1)本发明所含增塑剂为环氧化植物油经改性而成的脂肪酸酯类化合物,绿色环保,对人体无毒无害;
[0026] (2)本发明所使用的增塑剂混合物与PVC树脂具有良好的相容性,其添加量最高可达75%(以PVC树脂重量100%计);
[0027] (3)本发明所含增塑剂能在不降低材料柔软度的同时明显提高材料热稳定性,所制PVC树脂材料综合性能优越,市场应用前景广阔。

具体实施方式

[0028] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0029] 以下实施例所述各原料和试剂均为市售商品,所述各试验方法如无特殊说明均为本领域常规方法。
[0030] 实施例1
[0031] 无毒增塑剂混合物的制备:
[0032] (1)将200g环氧化的大豆油与50g三乙酸甘油酯加入反应釜中进行内酯化反应,得到环氧化脂肪酸甘油酯,反应温度160℃,反应时间5h;
[0033] (2)将步骤(1)所得环氧化脂肪酸甘油酯与60g马来酸酐进行反应,反应温度100℃,反应时间4h,即得增塑剂混合物。
[0034] 上述增塑剂混合物包括80~90wt%的改性环氧大豆油,其余为反应副产物及残留反应物,所述改性环氧大豆油含有至少一种式(Ⅰ)所示结构的化合物以及至少一种式(Ⅱ)所示结构的化合物;式(Ⅰ)中,m=1,R1和R2均为式(IV)所示结构的基团,式(Ⅱ)中,n=0,R4为C4烷基,R5、R6均为式(V)所示结构的基团。
[0035] PVC树脂材料的制备:
[0036] 按表1所示配比将各组进行共混,于双辊机挤压造粒,制得树脂材料成品;制备时,双辊之间的距离为0.5mm,温度165℃,混合时间5min,所得PVC树脂材料厚度为0.5mm。
[0037] 实施例2
[0038] 无毒增塑剂混合物的制备:
[0039] (1)将200g环氧化的橄榄油与50g三乙酸甘油酯加入反应釜中进行内酯化反应,得到环氧化脂肪酸甘油酯,反应温度120℃,反应时间4h;
[0040] (2)将步骤(1)所得环氧化脂肪酸甘油酯与60g醋酸酸酐进行反应,反应温度120℃,反应时间2h,即得增塑剂混合物。
[0041] 上述增塑剂混合物包括70~90wt%的改性环氧橄榄油,其余为反应副产物及残留反应物,所述改性环氧橄榄油含有至少一种式(Ⅰ)所示结构的化合物以及至少一种式(Ⅱ)所示结构的化合物;式(Ⅰ)中,m=2,R1和R2均为式(IV)所示结构的基团,式(Ⅱ)中,n=1,R4与R5均为C4烷基,R6为式(V)所示结构的基团。
[0042] PVC树脂材料的制备:
[0043] 按表1所示配比将各组进行共混,于双辊机挤压造粒,制得树脂材料成品;制备时,双辊之间的距离为0.5mm,温度165℃,混合时间5min,所得PVC树脂材料厚度为0.5mm。
[0044] 表1PVC树脂材料各组分及其配比
[0045]
[0046] 下面通过对照试验来说明本发明的有益技术效果。
[0047] 对比样品所含各组分及其配比参见表1,按照实施例1和实施例2所述方法制得PVC树脂材料成品。其中,邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和偏苯三酸三异辛酯(TOTM)均为目前PVC树脂常用增塑剂。
[0048] 1.热稳定性试验
[0049] 将实施例1、实施例2、对比例1以及对比例2所制PVC树脂材料样品切割成规格15mm×10mm的样品,放置于205℃烘箱中进行老化试验,时间80min;将样品于不同时间点取出,依据ASTM D1925-70所述标准测定其黄度,黄度数值越低表明材料热稳定性越好。测试数据参见表3。
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