CN102993594A - 一种利用二氧化钛维持pvc稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用二氧化钛维持PVC稳定性的方法，本发明通过刚果红法实验研究了不同种类和用量的二氧化钛(TiO2)对使用复合铅盐稳定剂的硬质聚氯乙烯(PVC-U)脱氯化氢反应的影响，同时研究了不同用量的TiO2对使用不同热稳定剂的PVC-U脱氯化氢反应的影响。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种利用二氧化钛维持PVC稳定性的方法。
背景技术
PVC是当今世界上最重要和用途最广泛的热塑性塑料之一，这是因为其具有很多特殊的优点，如成本低、加工性能好、容易改性、耐化学腐蚀和阻燃性能优异等。正是这些优良的性能使PVC材料被广泛地应用在户外(如门窗、水管等)。PVC制品在户外使用，会受到各种环境因素的影响，尤其是受热和紫外光作用时会发生降解。伴随热降解和光降解，PVC会失去光泽、变色和龟裂等，从而使其性能下降，最后失去使用价值。TiO2作为一种白色颜料和紫外光屏蔽剂，广泛用于PVC制品中。在PVC中加入TiO2，可提高制品的耐光性，延长使用寿命。这是因为TiO2具有高的折射率，对光有很强的散射效果，同时能够吸收紫外光，从而保护聚合物，阻止其在户外光降解。关于TiO2对PVC的紫外光稳定有大量的文献报道，但是TiO2对PVC的热稳定作用却很少有报道。
发明内容
本发明提供了一种利用二氧化钛维持PVC稳定性的方法，本发明通过刚果红法实验研究了不同种类和用量的二氧化钛(TiO2)对使用复合铅盐稳定剂的硬质聚氯乙烯(PVC-U)脱氯化氢反应的影响，同时研究了不同用量的TiO2对使用不同热稳定剂的PVC-U脱氯化氢反应的影响。
1. 一种利用二氧化钛维持PVC稳定性的方法，其特征在于试样的制备工艺为：将双辊炼塑机辊筒洗干净，升温至160～180℃，启动双辊炼塑机，将混好的试样倒入辊筒内进行混炼。当粉料不脱落，即包辊呈透明状后先后打三角包、枕头包各3个。随后调小辊距薄通2～3次，下片测试。
2. 步骤1所述的PVC的基本配方：PVC，100份；CPE，10份；复合铅盐稳定剂，3份；TiO2，变品种、变用量。PVC，100份；CPE，10份；Ca/Zn稳定剂，3份；TiO2(R930)，变用量。
3. 步骤1所述的将混炼好的料剪成粒状，分成2.5 g/份，装入预先洗净并烘干的试管中，高度为30 mm；将长30 mm、宽10 mm 的刚果红试纸卷成圈放入试管中，使刚果红试纸的底边距试样表面40 mm，塞上橡胶塞。
4. 步骤3所述的刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度的测试方法：将试管浸入油浴中，浸入深度是使试样的表面与油浴面在同一水平上，然后将油浴升温，当油浴温度升至60℃ 时，控制升温速度，以2℃/min继续升温。当观察到刚果红试纸下端呈现蓝色时，记录此时油浴中的温度，此温度即为刚果红试纸初始变色温度；当观察到刚果红试纸完全呈现蓝色时，记录此时油浴中的温度，此温度即为刚果红试纸完全变色温度。
5. 步骤3所述的刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间的测试方法：将油浴温度控制在(190±2)℃，把装有试样的试管浸入油浴中，使试样的表面与油面齐平。当观察到刚果红试纸下端呈现蓝色时，记录此时间，此时间即为刚果红试纸初始变色时间；当观察到刚果红试纸完全呈现蓝色时，记录此时间，此时间即为刚果红试纸完全变色时间。
6. 步骤1所述的不同种类和用量的TiO2对PVC-U的热稳定性是有影响的。在复合铅盐稳定体系中，金红石型TiO2会导致PVC-U的热稳定性下降，而锐钛型TiO2会提高PVC-U的热稳定性。
7. 步骤1所述的TiO2在复合铅盐热稳定体系中会导致PVC-U的热稳定性下降，而在Ca/Zn稳定体系中，则能提高PVC-U的热稳定性。
本发明采用刚果红法研究了不同种类和用量的TiO2对使用复合铅盐热稳定剂的PVC-U脱氯化氢反应的影响，同时还研究了不同用量的TiO2 对使用不同热稳定剂的PVC-U脱氯化氢反应的影响。
附图说明
图1 不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸初始变色温度的影响。
图2 不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸完全变色温度的影响。
图3 不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸初始变色时间的影响。
图4 不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸完全变色时间的影响。
图5 TiO2对使用不同热稳定剂的PVC-U刚果红试纸初始变色温度的影响。
图6 TiO2对使用不同热稳定剂的PVC-U刚果红试纸完全变色温度的影响。
具体实施方式
下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。
实施例1
本实施例说明不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度的影响，结果如图1和图2所示。
由图1和图2可知，R930是日本石原产业株式会社采用硫酸法生产的典型的金红石型TiO2，后处理使用了铝化合物，随着其用量的增加，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度不断地下降。当加入量为8份时，初始变色温度由未加TiO2 时的211℃下降到206℃，下降了5℃；完全变色温度由未加TiO2时的221℃下降到214℃，下降了7℃。这说明，R930在添加量小时，对PVC-U的热稳定性是没有影响的，但是超过6份后，可能会导致PVC-U的热稳定性下降。R966是四川龙蟒集团有限责任公司采用硫酸法工艺生产的高档金红石型TiO2，使用了锆、铝、特殊有机物包覆处理，随着其用量的增加，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度变化很小。
NR950、NR950C和NR950CT都是南京钛白有限责任公司采用硫酸法生产的金红石型TiO2，但是后处理工艺不同NR950加人到PVC-U中，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度都出现了下降现象，特别是初始变色温度，在加入量为2份时就下降了5℃ 。这说明，NR950的加入会导致PVC-U的热稳定性下降，NR950C对PVC-U热稳定性影响不大，然而NR950CT却在一定程度上提高了PVC-U的热稳定性能。随着NR950CT用量的增加，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度都不断地增加，在添加量在12份时，初始变色温度增加了4℃。
实施例2
本实施例说明不同种类和用量的TiO2对PVC-U刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间的影响，结果如图3和图4所示。
从图3和图4中可以看出，加入R930、R966和NR950都会导致刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间下降。特别是R966，在加入3份时，刚果红试纸初始变色时间下降了10 min。对于R930，在加入3份时，刚果红试纸完全变色时间下降了近20 min。这说明3种TiO2的加入均会导致PVC热稳定性的下降。NR950C的加入对刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间的影响不大，但是随着添加量的进一步加大，刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间有一定程度的下降。加入NR950CT，刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间会随着添加量的增加不断增加，这个结果和刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度相一致，可能和其后处理中使用了TMP有关。锐钛型的NA100仍然会导致刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间不断增加，而且延长的时间比使用金红石型TiO2的要长。
实施例3
本实施例说明相同型号TiO2对不同热稳定剂稳定的PVC-U刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度的影响，本文中选择R930，研究其不同用量对使用复合铅盐稳定剂和Ca/Zn稳定剂的PVC-U脱氯化氢反应的影响，结果见图5和图6。
从图5和图6中可以看出，Ca/Zn稳定剂的刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度小于复合铅盐稳定剂。不同的是，在Ca/Zn稳定体系中，随着TiO2用量的增加，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度不断地增加。在TiO2添加量为15份时，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度分别为209℃和216℃；未添加TiO2时，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度分别为202℃和209℃。在复合铅盐稳定体系中，随着TiO2用量的增加，刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度不断地下降。
Claims (5)
1.一种利用二氧化钛维持PVC稳定性的方法，其特征在于：将双辊炼塑机辊筒洗干净，升温至160～180℃，启动双辊炼塑机，将混好的试样倒入辊筒内进行混炼；当粉料不脱落，即包辊呈透明状后先后打三角包、枕头包各3个；随后调小辊距薄通2～3次，下片测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PVC的基本配方：PVC，100份；CPE，10份；复合铅盐稳定剂，3份；TiO2，变品种、变用量；PVC，100份；CPE，10份；Ca/Zn稳定剂，3份；TiO2(R930)，变用量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将混炼好的料剪成粒状，分成2.5 g/份，装入预先洗净并烘干的试管中，高度为30 mm；将长30 mm、宽10 mm 的刚果红试纸卷成圈放入试管中，使刚果红试纸的底边距试样表面40 mm，塞上橡胶塞。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于刚果红试纸初始变色温度和完全变色温度的测试方法：将试管浸入油浴中，浸入深度是使试样的表面与油浴面在同一水平上，然后将油浴升温，当油浴温度升至60℃ 时，控制升温速度，以2℃/min继续升温；当观察到刚果红试纸下端呈现蓝色时，记录此时油浴中的温度，此温度即为刚果红试纸初始变色温度；当观察到刚果红试纸完全呈现蓝色时，记录此时油浴中的温度，此温度即为刚果红试纸完全变色温度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于刚果红试纸初始变色时间和完全变色时间的测试方法：将油浴温度控制在190±2℃，把装有试样的试管浸入油浴中，使试样的表面与油面齐平；当观察到刚果红试纸下端呈现蓝色时，记录此时间，此时间即为刚果红试纸初始变色时间；当观察到刚果红试纸完全呈现蓝色时，记录此时间，此时间即为刚果红试纸完全变色时间。
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