CN103788527A - 耐候聚氯乙烯混合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐候聚氯乙烯混合物及其制备方法。所述耐候聚氯乙烯混合物包括聚氯乙烯、稳定剂、钛白粉、氯化聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物、光稳定剂以及任选的抗氧剂。所述光稳定剂选自UV3346、UV 3346、UV 531、UV-5411或UV-770中的至少一种，优选UV 3346和/或UV-5411。本发明的耐候聚氯乙烯混合物具有高的耐候性性能。
Description
技术领域
本发明涉及耐候聚氯乙烯混合物的制备，具体涉及一种通过紫外线吸收剂的复配，制备高耐候的聚氯乙烯混合物。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是的五大通用合成树脂之一，产量仅次于聚乙烯、聚丙烯，居世界第三位，占合成树脂总消费量的约30%。PVC以其高强度、阻燃、耐腐蚀、耐磨、绝缘性好和价格低廉等优点在塑料、建材等领域得到了广泛的应用，如建筑门窗框、管道、外墙挂板等，仅建筑门窗用PVC-U型材，国内年产量就达到400万吨。
目前，PVC制品中耐候要求最高的是门窗用型材，其产品标准GB/T 8814-2004“门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材”规定PVC-U型材耐候性标准检测方法为氙灯试验，试验时间分别为4000h（M类）和6000h(S类)，试验后色差不超过5，冲击强度保留率不低于60%，试验周期大约为5个半月和8个半月，时间太长，很不利于新产品的研制和开发以及原材料的选择与变更。因此，采用更加快速的耐候性能评价方法是非常迫切的，首当其冲的选择就是荧光紫外法。
常见的光稳定剂可分为以下四类:光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、受阻胺光稳定剂（HALS）。它们以不同的作用方式抑制紫外光对PVC材料的破坏，提高PVC材料的使用寿命。
光屏蔽剂通常是一些在紫外光区具有强烈吸收作用的无机粒子，它们能够阻止紫外光进入PVC材料内部，降低材料的光降解程度。目前用于PVC材料的光屏蔽剂主要指钛白粉（TiO2）和炭黑。
紫外光吸收剂是一种能强烈地、选择性地吸收紫外光的化合物，利用自身分子结构，将光能转换成热能，最后以热能形式或无害的低能辐射方式将其吸收的能量释放，避免塑料材料发生光氧化反应而起到光稳定作用。理想的紫外光吸收剂应在290nm到400nm区域有最大的消光系数，紫外光吸收剂的消光作用随着浓度的提高和光程的增加而增大。紫外光吸收剂是光稳定剂中最主要的一类稳定剂，也是应用历史最长的一类光稳定剂，包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、苯甲酸酯类等等。这些化合物吸收紫外线的能力比PVC中的氢过氧化物、羰基化合物等吸收能力强，并且吸收紫外光线后，不引发PVC的光化学反应，将光能以热能的形式散发出去。
猝灭剂这类化合物的稳定作用主要不在于吸收紫外线，而是通过分子间作用把能量转移掉，即能够瞬间把受到紫外光照射后处于激发态的能量转移，使分子再回到稳定的基态，因而避免了高聚物的光氧老化反应。由于猝灭剂一般都有毒性，不能满足制备无毒环保材料的要求，因此国内外已基本停止了对其使用。
受阻胺光稳定剂(HALS)是一类具有空间位阻效应的有机胺类化合物，因其具有分解氢过氧化物、猝灭激发态氧、捕获自由基、有效基团可循环再生等功能，是国内外用量最大的一类光稳定剂。
中国地域广阔，气候多样，在西北地区，辐照非常强烈，仅添加钛白粉光屏蔽剂的PVC产品在这些地区使用不到半年，颜色就可能变黄，影响使用并会引起型材生产企业、门窗制造商、用户或者开发商之间的纠纷。因此，针对这些区域适用的型材，其配方中还需要加入紫外线吸收剂或紫外光稳定剂。单独加入一种的效果一般，本方法通过紫外稳定剂的复合达到高耐候的要求。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术缺陷，提供了一种耐候聚氯乙烯混合物的制备方法，制备的聚氯乙烯混合物在紫外老化500h后色差小于1。
本发明提供了一种耐候聚氯乙烯混合物，包括：
以下将氯化聚乙烯简称为CPE；丙烯酸酯类聚合物简称为ACR。
述稳定剂为有机锡稳定剂、复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂或稀土稳定剂中的至少一种。
优选地，所述稳定剂为有机锡稳定剂和/或钙锌稳定剂。
所述光稳定剂选自UV 3346、UV 2908、UV 531、UV 5411或UV-770中的至少一种；也可以选择其他的熔点大于100℃的光稳定剂；优选UV 3346和/或UV 5411。
优选地，所述耐候聚氯乙烯混合物中还包括抗氧剂0.04-0.1质量份。
所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
本发明提供了一种耐候聚氯乙烯混合物的制备方法，包括以下步骤：
i）称取聚氯乙烯100质量份、稳定剂0.6-6质量份、钛白粉4-8质量份、碳酸钙4-10质量份、CPE 4-12质量份、ACR 2-8质量份、光稳定剂0.5-1.2质量份；优选地，还加入抗氧剂0.04-0.1质量份；
ii）将上述组份混合后进行混炼，混炼辊表面温度为160-190℃，混炼辊表面速度为8-12m/min，混炼时间为3-8min，速比为1.0-1.4；
如此得到所述耐候聚氯乙烯混合物。
所述混炼辊表面温度为170℃。
所述混炼辊表面速度为10m/min。
所述速比为1:1.2。
本发明的有益效果为：
显著提高PVC混合物的耐候性，经500h紫外老化试验结果，色差小于1。提高了PVC材料的在使用过程中的使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明的实施条件：
1、混料
按照实施例和对比例中的比例称量原料并在混料机中混合均匀。
2、混炼
按照下表的条件进行混炼，混炼5min后取样。
试样混炼条件
3、压片
按照下表的条件进行压片。
试样压塑条件
4、测试
按照GB/T16422.3-1997进行测试，采用UVA-340灯管，辐照度0.76w/m2（340nm）、黑板温度为60℃、8h，冷凝温度50℃、4h。
每隔100h进行样品表面颜色变化的测试，共进行五次测试。
实施例1
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为2.7。
实施例2
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为1.7。
实施例3
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为2.5。
实施例4
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为2.6。
实施例5
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为0.9。
对比例1
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为5.1。
对比例2
耐候试验结果为：在500h的时候，色差为4.5。
结论：
选择高熔点的受阻胺紫外线吸收剂和高熔点的苯并三唑复合，并辅以抗氧剂可制备高耐候的聚氯乙烯混合物。加入高熔点紫外线吸收剂的聚氯乙烯混合混合物经耐候实验后的色差明显小于添加低熔点紫外线吸收剂的聚氯乙烯混合物，说明本发明的聚氯乙烯混合物的耐候性能要好于现有技术中添加低熔点紫外线添加吸收剂的聚氯乙烯混合物。
Claims (10)
1.一种耐候聚氯乙烯混合物，包括：
2.根据权利要求1所述的混合物，其特征在于，所述稳定剂为有机锡稳定剂、复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂或稀土稳定剂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的混合物，其特征在于，所述稳定剂为有机锡稳定剂和/或钙锌稳定剂。
4.根据权利要求1所述的混合物，其特征在于，所述光稳定剂选自UV 3346、UV 2908、UV 531、UV-5411或UV-770中的至少一种，优选UV 3346和/或UV-5411。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的混合物，其特征在于，所述混合物中还包括抗氧剂0.04-0.1质量份。
6.根据权利要求5所述的混合物，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的耐候聚氯乙烯混合物的制备方法，包括以下步骤：
i）称取聚氯乙烯80-95质量份、稳定剂0.6-1.2质量份、钛白粉4-8质量份、碳酸钙4-10质量份、氯化聚乙烯4-12质量份、丙烯酸酯类聚合物2-8质量份、光稳定剂0.5-1.2质量份；优选地，还加入抗氧剂0.04-0.1质量份；
ii）将上述组份混合后进行混炼，混炼辊表面温度为160-190℃，混炼辊表面速度为8-12m/min，混炼时间为3-8min，速比为1.0-1.4；
如此得到所述耐候聚氯乙烯混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混炼辊表面温度为170℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混炼辊表面速度为10m/min。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述速比为1:1.2。
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