一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法技术

本发明专利技术公开了一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，具体涉及高分子材料领域，包括将桐油添加到甲醇溶液中，加热恒温反应后，静置取层油液，将上层油液和适量的马来酸二辛酯加入反应釜中，恒温搅拌反应5‑6小时，冷却至室温，即得增塑剂；将聚氯乙烯、增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂加入共混熔融挤出造粒，即得；本发明专利技术以桐油为原料反应制备增塑剂增塑聚氯乙烯，对聚氯乙烯具有较好的增塑性，且具有较高的闪点，热稳定性高，抽出性小，绿色环保，使用安全。

A method of increasing polyvinyl chloride by tung oil as raw material

The invention discloses a method for preparing polyvinyl chloride by plasticizing tung oil with tung oil as raw material, which relates specifically to the field of macromolecule materials, including adding tung oil to methanol solution, heating isothermal reaction, statically extracting layer oil, adding upper layer oil and appropriate amount of dioctyl maleate into reaction kettle, and stirring reaction at constant temperature for 5_6 hours. The plasticizer is prepared by adding PVC, plasticizer, filler, heat stabilizer and flame retardant into the blend melt extrusion granulation, and the plasticizer is prepared by reaction of tung oil as raw material, which has good plasticity, high flash point and high thermal stability. It is small, green and safe to use.

【技术实现步骤摘要】
一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法。
技术介绍
增塑剂是橡胶制品加工中及其重要的助剂，在橡胶制品中添加增塑剂，可以削弱聚合物分子间的相互吸引力即范德华力，从而增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的熔融粘度下降，流动性增加，制品的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、挠曲性和柔韧性则提高。现在，增塑剂主要用于聚氯乙烯、纤维素、醋酸乙烯树脂、合成橡胶、涂料等合成材料。增塑剂产量占塑料助剂总产量的60％。尤其是硬质的聚氯乙烯材料，增塑剂的使用量可达到40％，用量非常巨大，然而近年来由增塑剂所引起的负面报道越来越多，引起了人们的高度关注。因此业内也出现了大量的环保增塑剂产品，其中源于植物的油脂基增塑剂也受到了广泛关注。邻苯二甲酸酯类作为用途最广，用量最大的主要增塑剂，约占增塑剂市场份额88％，对其毒性较低，从啮齿动物的LD50值断定其急性毒性相当于食糖，比乙醇小90％，只有食盐的25-50％，所说义认为对人体没有急性毒害，但自从在人体组织内和尸检时检出有邻苯二甲酸二辛酯的存在，美国国家癌症研究所发现大剂量的邻苯二甲酸二辛酯会导致老鼠致癌以后，人们又开始对邻苯二甲酸二辛酯的毒性及致癌问题张开日益激烈的争论。欧盟相关会议限定了六种邻苯二甲酸酯类增塑剂的最大限量，同时美国、日本、泰国等也相继出台了类似的规定。中国作为全球制造业和产品出口大国，据保守统计，中国玩具制造中有60％使用了聚氯乙烯原料，其中供三岁以下儿童使用的占50％，直接影响孩子的健康。因此，目前急需采用新型的无毒环保的增塑剂来对PVC进行改性。专利DE29824628和WO99/32427公开了通过使相应的邻苯二甲酸酯氢化制备的环己烷-1,2-二羧酸酯增塑剂，该类增塑剂有较低的密度和粘度，导致塑料的低温柔软性比相应邻苯二甲酸酯有所改善。也有文献考察其所得塑料的机械性能与用邻苯二甲酸酯得到的相同，并且无毒环保。但是此类增塑剂热稳定性差，加热时，存在迁移和抽出的现象，影响材料的增塑效果。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种以桐油为原料增塑聚氯乙烯材料的方法，本专利技术以桐油为原料反应制备增塑剂增塑聚氯乙烯，对聚氯乙烯具有较好的增塑性，且具有较高的闪点，热稳定性高，抽出性小，绿色环保，使用安全。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，包括以下步骤：(1)将桐油加入反应釜中，升温至70-80摄氏度，向其中加入相当于其重量25-30％的甲醇溶液，恒温搅拌100分钟后，降温至40摄氏度，将混合物静置分层，取上层油液，水洗油液3-4次后，将油液在85摄氏度下进行减压蒸馏，除去油液中水分；(2)将步骤(1)中制得的油液和适量的马来酸二辛酯加入反应釜中，升温至220-225摄氏度，恒温搅拌反应5-6小时，冷却至室温，即得所述增塑剂；(3)将聚氯乙烯、步骤(2)制得的增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂加入高速混合机中搅拌混合后，加入双辊开炼机中混炼后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，将粒料真空干燥箱中在60-70摄氏度下，真空干燥7小时，去除水分，即得。优选地，所述步骤(1)的甲醇溶液为甲醇和氢氧化钾的混合液，所述甲醇和氢氧化钾按照质量比25-30:1混合组成。优选地，所述步骤(2)油液和马来酸二辛酯按照质量比1:1混合组成。优选地，所述聚氯乙烯、填料、增塑剂、热稳定剂的质量配比为100:20-24:12-18:6-12:4-9。优选地，所述填料包括以下重量份的原料：凹凸棒土20-25份、纳米玄晶石粉3-7份、纳米硼酸锌5-10份、纳米碳化硅5-10份、抗氧剂0.4-0.8份、檀香精油0.2-0.5份和钛酸脂偶联剂0.6-1.2份。优选地，所述填料的制备方法为：(1)将凹凸棒土置于400-500摄氏度的煅烧炉中焙烧5-7小时后，放入球磨机中研磨颗粒粒径至300-400目；(2)将步骤(1)制得的凹凸棒粉末与填料中的其他剩余成分加入搅拌机中，以600-800转/分钟的速度，搅拌混合20-25分钟，即得。优选地，所述热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照质量比3:2混合组成，所述阻燃剂为磷酸三(2-乙基己基)酯和三聚氰胺盐按照质量比1:3.5混合组成。优选地，所述步骤(3)的搅拌混合为升温至55-60摄氏度，高速搅拌混合8-15分钟。优选地，所述步骤(3)中的混炼为在155-160摄氏度下，混炼5-10分钟。优选地，所述双螺杆挤出机的挤出温度165-170摄氏度，螺杆转速为80-90转/分钟。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术以桐油为原料反应制备增塑剂增塑聚氯乙烯，对聚氯乙烯具有较好的增塑性，且具有较高的闪点，热稳定性高，抽出性小，绿色环保，使用安全。(2)桐油中含有桐酸，其共轭双键可参加D-A反应，甲酯化后可与马来酸二辛酯反应合成增塑剂，制备过程中，不产生任何有毒有害物质，绿色环保，且制备而成的增塑剂具有较高的闪点，加热后减量低，具有很好的热稳定性。(3)本专利技术制备方法中将聚氯乙烯、增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂混合熔融挤出造粒，制备的聚氯乙烯材料不仅具有很高的柔韧性和抗拉伸性，而且通过原料间的协同作用，还具有很高的强度和抗机械冲击性。(4)本专利技术制备方法中采用凹凸棒土、纳米玄晶石粉、纳米硼酸锌、纳米碳化硅份、抗氧剂、檀香精油和钛酸脂偶联剂几种共混后作为填料，可以协同作用增强材料的扛着抗压性、耐腐蚀性和抗菌性能，同时钛酸脂和檀香精油的表面包裹作用，使填料与聚氯乙烯树脂间具有良好的相容性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，包括以下步骤：(1)将桐油加入反应釜中，升温至70摄氏度，向其中加入相当于其重量25％的甲醇溶液，恒温搅拌100分钟后，降温至40摄氏度，将混合物静置分层，取上层油液，水洗油液3次后，将油液在85摄氏度下进行减压蒸馏，除去油液中水分；(2)将步骤(1)中制得的油液和适量的马来酸二辛酯加入反应釜中，升温至220摄氏度，恒温搅拌反应5小时，冷却至室温，即得所述增塑剂；(3)将聚氯乙烯、步骤(2)制得的增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂加入高速混合机中搅拌混合后，加入双辊开炼机中混炼后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，将粒料真空干燥箱中在60摄氏度下，真空干燥7小时，去除水分，即得。步骤(1)的甲醇溶液为甲醇和氢氧化钾的混合液，所述甲醇和氢氧化钾按照质量比25:1混合组成。步骤(2)油液和马来酸二辛酯按照质量比1:1混合组成。聚氯乙烯、填料、增塑剂、热稳定剂的质量配比为100:20-24:12-18:6-12:4-9。填料包括以下重量份的原料：凹凸棒土20份、纳米玄晶石粉3份、纳米硼酸锌5份、纳米碳化硅5份、抗氧剂0.4份、檀香精油0.2份和钛酸脂偶联剂0.6份。填料的制备方法为：(1)将凹凸棒土置于400摄氏度的煅烧炉中焙烧5小时后，放入球磨机中研磨颗粒粒径至300目；(2)将步骤(1)制得的凹凸棒粉末与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将桐油加入反应釜中，升温至70‑80摄氏度，向其中加入相当于其重量25‑30％的甲醇溶液，恒温搅拌100分钟后，降温至40摄氏度，将混合物静置分层，取上层油液，水洗油液3‑4次后，将油液在85摄氏度下进行减压蒸馏，除去油液中水分；(2)将步骤(1)中制得的油液和适量的马来酸二辛酯加入反应釜中，升温至220‑225摄氏度，恒温搅拌反应5‑6小时，冷却至室温，即得所述增塑剂；(3)将聚氯乙烯、步骤(2)制得的增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂加入高速混合机中搅拌混合后，加入双辊开炼机中混炼后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，将粒料真空干燥箱中在60‑70摄氏度下，真空干燥7小时，去除水分，即得。

【技术特征摘要】
1.一种以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将桐油加入反应釜中，升温至70-80摄氏度，向其中加入相当于其重量25-30％的甲醇溶液，恒温搅拌100分钟后，降温至40摄氏度，将混合物静置分层，取上层油液，水洗油液3-4次后，将油液在85摄氏度下进行减压蒸馏，除去油液中水分；(2)将步骤(1)中制得的油液和适量的马来酸二辛酯加入反应釜中，升温至220-225摄氏度，恒温搅拌反应5-6小时，冷却至室温，即得所述增塑剂；(3)将聚氯乙烯、步骤(2)制得的增塑剂、填料、热稳定剂和阻燃剂加入高速混合机中搅拌混合后，加入双辊开炼机中混炼后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，将粒料真空干燥箱中在60-70摄氏度下，真空干燥7小时，去除水分，即得。2.根据权利要求1所述的以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述步骤(1)的甲醇溶液为甲醇和氢氧化钾的混合液，所述甲醇和氢氧化钾按照质量比25-30:1混合组成。3.根据权利要求1所述的以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述步骤(2)油液和马来酸二辛酯按照质量比1:1混合组成。4.根据权利要求1所述的以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述聚氯乙烯、填料、增塑剂、热稳定剂的质量配比为100:20-24:12-18:6-12:4-9。5.根据权利要求4所述的以桐油为原料增塑制备聚氯乙烯的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓琼，
申请(专利权)人：合肥谦尧建筑装饰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34