一种钙锌稳定剂改性pvc片材及其制备方法
阅读说明：本技术 一种钙锌稳定剂改性pvc片材及其制备方法 (Calcium-zinc stabilizer modified PVC sheet and preparation method thereof ) 是由 马青赛 朱山宝 于 2019-12-06 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种钙锌稳定剂改性PVC片材及其制备方法,具体涉及PVC片材生产技术领域,所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80-90份、钙锌稳定剂1-3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2-4份。本发明采用乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物作为增塑剂的“锁油剂”对PVC树脂进行改性,避免油墨溶剂对增塑剂的抽提问题,通过钙锌复合型稳定剂对PVC树脂进行热稳定性改性,生产出的PVC片材具有良好的机械强度,具有广泛的市场,同时进行钙锌稳定剂对PVC树脂的改性研究,研究其热稳定机理以及在PVC加工过程中的流变行为,为在其它PVC产品中应用钙锌稳定剂打下基础,对我国PVC制品行业未来发展具有重要意义。(The embodiment of the invention discloses a calcium-zinc stabilizer modified PVC sheet and a preparation method thereof, and particularly relates to the technical field of PVC sheet production, wherein the used raw materials (in parts by weight) comprise 80-90 parts of PVC resin, 1-3 parts of a calcium-zinc stabilizer and 2-4 parts of an ethylene-acrylate-carbon monoxide copolymer. The PVC sheet material has good mechanical strength and wide market, and simultaneously, the research on the modification of the PVC resin by the calcium-zinc stabilizer is carried out, the thermal stability mechanism and the rheological behavior in the PVC processing process are researched, the basis is laid for applying the calcium-zinc stabilizer in other PVC products, and the PVC sheet material has important significance for the future development of the PVC product industry in China.)
技术领域
本发明实施例涉及PVC片材生产技术领域，具体涉及一种钙锌稳定剂改性PVC片材及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯英文简称PVC，是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，PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77-90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万-1万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。
由PVC制备的硬质聚氯乙烯片材具有透明度高、表面亮度好、耐刮花等优点，目前已广泛用于家具膜领域，据统计，2015年PVC片材使用量达到家具膜用量的50％以上。但是，国内和欧洲的高端家具膜市场主要由韩国LG、日本钟渊、和台湾南亚垄断，国内企业的产品主要在中低端市场徘徊，伴随着欧盟相关环保法规的日益严格，国内外PVC片材加工企业纷纷开始采用新型环保的热稳定剂和增塑剂对PVC树脂进行改性加工，在美国，PVC片材加工用的热稳定剂主要采用有机锡，在欧洲主要采用钙锌稳定剂，我国的生产企业在近年来也加大研发投入，但一般是采用有机锡稳定剂，其存在的问题很多，如：有机锡加工过程中散发的刺激气味；稀土稳定剂的质量难以把控和带来其它金属元素污染；增塑剂带来的印刷后发脆问题难以解决；国内对钙锌稳定剂的使用不成熟，热稳定性不够以及加工难度问题，难以在硬质PVC片材中使用，同时由于欧盟近期颁布了新的环保标准EN-71，使得在PVC家具膜领域不能采用有机锡进行加工，因此和欧洲厂家的差距越来越大。而当前，家具膜用PVC片材的发展趋势为：无毒环保，具有较高机械强度。
我国是塑料生产和使用大国，其中聚氯乙烯在塑料行业中占有重要地位，其年产量和用量仅次于聚乙烯，达1000万吨以上。PVC具有价廉、易成型印刷、良好的防潮和耐化学性等优良性能，已被广泛应用于建筑、汽车和包装等行业。其中，包装和印刷材料是PVC的重要应用领域，约占PVC用量的10％，其PVC制品主要有容器、薄膜及硬片等。我国目前生产的PVC片材在性能上，尤其是在环保指标上远远落后于发达国家，发达国家这几年设置的贸易壁垒已从关税型转向技术型，往往表现为掌握核心技术后，再提高进入门槛，通过环保法规限制我们企业的进入，而我国目前的PVC片材加工，仍以使用铅盐和有机锡为主，严重影响我国产品的市场份额，因此，为打破国外厂家的垄断，提高国有产品的市场竞争力，故需要一种钙锌稳定剂改性PVC片材及其制备方法。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种钙锌稳定剂改性PVC片材及其制备方法，通过采用乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物作为增塑剂的“锁油剂”对PVC树脂进行改性，避免油墨溶剂对增塑剂的抽提问题，通过采用钙锌复合型稳定剂对PVC树脂进行热稳定性改性，生产出的PVC片材具有良好的机械强度，具有与进口产品相近的质量以及较低的价格，必然具有广泛的市场，更重要的是，本发明进行钙锌稳定剂对PVC树脂的改性研究，研究其热稳定机理以及在PVC加工过程中的流变行为，从而为在其它PVC产品中应用钙锌稳定剂打下基础，对我国PVC制品行业未来的发展具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种钙锌稳定剂改性PVC片材，所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80-90份、钙锌稳定剂1-3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2-4份。
进一步地，所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80份、钙锌稳定剂1份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2份。
进一步地，所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂85份、钙锌稳定剂2份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物3份。
进一步地，所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂90份、钙锌稳定剂3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物4份。
本发明还包括钙锌稳定剂改性PVC片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、将PVC树脂、钙锌稳定剂和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物放入高速混合机搅拌混合成共混物料，然后经冷混机将共混物料降温；
S2、共混物料流变性能测试；
S3、共混物料热稳定性测试；
S4、薄片样品制作：将共混物料加入挤出机压实、熔融和混炼均化后挤出，送入三辊压光机内进行压光，然后引入冷混机冷却定型制得1mm薄片样品；
S5、样品测试：测试样品的色差值、环保性、机械强度、透光率以及雾度；
S6、产品制作：样品测试合格后，按照S1和S4步骤制作成型的产品后，贴保护膜，然后成品包装。
进一步地，在步骤S1中搅拌时将温度控制在60-70℃，冷混机将共混物料降温至40-50℃。
进一步地，在步骤S2中使用毛细管流变仪对共混物料的流变性能进行测试，使用热重分析仪对共混物料的热稳定性进行测试。
进一步地，在步骤S4中共混物料在挤出机中熔炼40-60min，挤出机的温度控制在170-190℃，挤出机的螺杆转速为20-40r/min，三辊压光机的温度控制在120-140℃，三辊压光机转速为20-50r/min。
进一步地，在步骤S5中使用色差仪对样品的色差值测试，使用EN-71标准对样品环保性测试，使用拉升强度测试机对样品的机械强度测试，使用透光率雾度测定仪对样品的透光率和雾度测试。
本发明实施例具有如下优点：
本发明通过采用乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物作为增塑剂的“锁油剂”对PVC树脂进行改性，避免油墨溶剂对增塑剂的抽提问题，通过采用钙锌复合型稳定剂对PVC树脂进行热稳定性改性，生产出的PVC片材具有良好的机械强度，具有与进口产品相近的质量以及较低的价格，必然具有广泛的市场，更重要的是，本发明进行钙锌稳定剂对PVC树脂的改性研究，研究其热稳定机理以及在PVC加工过程中的流变行为，从而为在其它PVC产品中应用钙锌稳定剂打下基础，对我国PVC制品行业未来的发展具有重要意义。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种钙锌稳定剂改性PVC片材，所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80-90份、钙锌稳定剂1-3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2-4份。
而具体到本实施例中：所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80份、钙锌稳定剂1份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2份。
钙锌稳定剂改性PVC片材的制备方法具体如下：
S1、将PVC树脂、钙锌稳定剂和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物放入高速混合机搅拌混合成共混物料，搅拌时将温度控制在60℃，然后经冷混机将共混物料降温至40℃；
S2、使用毛细管流变仪对共混物料流变性能测试；
S3、使用热重分析仪对共混物料热稳定性测试；
S4、薄片样品制作：将共混物料加入挤出机压实、熔融和混炼均化40min后挤出，挤出机的温度控制在170℃，挤出机的螺杆转速为20r/min，然后送入三辊压光机内进行压光，三辊压光机的温度控制在120℃，三辊压光机转速为20r/min，然后引入冷混机冷却定型制得1mm薄片样品；
S5、样品测试：使用色差仪对样品的色差值测试，使用EN-71标准对样品环保性测试，使用拉升强度测试机对样品的机械强度测试，使用透光率雾度测定仪对样品的透光率和雾度测试；
S6、产品制作：样品测试合格后，按照S1和S4步骤制作成型的产品后，贴保护膜，然后成品包装。
本实施例中取30个制备的样品进行测试，色差值为14，有害物质未检出，拉伸强度为54Mpa，断裂伸长率为180％，悬臂列冲击强度为6.5Kj/m2，透光率为85.8％，雾度为4.6％。
实施例2：
本发明提供一种钙锌稳定剂改性PVC片材，所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80-90份、钙锌稳定剂1-3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2-4份。
而具体到本实施例中：所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂85份、钙锌稳定剂2份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物3份。
钙锌稳定剂改性PVC片材的制备方法具体如下：
S1、将PVC树脂、钙锌稳定剂和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物放入高速混合机搅拌混合成共混物料，搅拌时将温度控制在65℃，然后经冷混机将共混物料降温至45℃；
S2、使用毛细管流变仪对共混物料流变性能测试；
S3、使用热重分析仪对共混物料热稳定性测试；
S4、薄片样品制作：将共混物料加入挤出机压实、熔融和混炼均化50min后挤出，挤出机的温度控制在180℃，挤出机的螺杆转速为30r/min，然后送入三辊压光机内进行压光，三辊压光机的温度控制在130℃，三辊压光机转速为35r/min，然后引入冷混机冷却定型制得1mm薄片样品；
S5、样品测试：使用色差仪对样品的色差值测试，使用EN-71标准对样品环保性测试，使用拉升强度测试机对样品的机械强度测试，使用透光率雾度测定仪对样品的透光率和雾度测试；
S6、产品制作：样品测试合格后，按照S1和S4步骤制作成型的产品后，贴保护膜，然后成品包装。
对比实施例1，本实施例中取30个制备的样品进行测试，色差值为13.2，有害物质未检出，拉伸强度为75Mpa，断裂伸长率为190％，悬臂列冲击强度为9Kj/m2，透光率为88.2％，雾度为2.6％。
实施例3：
本发明提供一种钙锌稳定剂改性PVC片材，所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂80-90份、钙锌稳定剂1-3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物2-4份。
而具体到本实施例中：所述所使用原料(按重量份数计)包括PVC树脂90份、钙锌稳定剂3份和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物4份。
钙锌稳定剂改性PVC片材的制备方法具体如下：
S1、将PVC树脂、钙锌稳定剂和乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物放入高速混合机搅拌混合成共混物料，搅拌时将温度控制在70℃，然后经冷混机将共混物料降温至50℃；
S2、使用毛细管流变仪对共混物料流变性能测试；
S3、使用热重分析仪对共混物料热稳定性测试；
S4、薄片样品制作：将共混物料加入挤出机压实、熔融和混炼均化60min后挤出，挤出机的温度控制在190℃，挤出机的螺杆转速为40r/min，然后送入三辊压光机内进行压光，三辊压光机的温度控制在140℃，三辊压光机转速为50r/min，然后引入冷混机冷却定型制得1mm薄片样品；
S5、样品测试：使用色差仪对样品的色差值测试，使用EN-71标准对样品环保性测试，使用拉升强度测试机对样品的机械强度测试，使用透光率雾度测定仪对样品的透光率和雾度测试；
S6、产品制作：样品测试合格后，按照S1和S4步骤制作成型的产品后，贴保护膜，然后成品包装。
对比实施例1和实施例2，本实施例中取30个制备的样品进行测试，色差值为13.8，有害物质未检出，拉伸强度为60Mpa，断裂伸长率为185％，悬臂列冲击强度为8Kj/m2，透光率为86％，雾度为3.2％。
实施例4：
由实施例1-3得到以下数据：
由上表可知，实施例2中原料配合比例适中，制备方法适宜，制备的PVC片材具有良好的机械强度，具有与进口产品相近的质量以及较低的价格，具有广泛的市场。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。