[發明專利]聚氯乙烯紫外光穩定劑及由其制備的耐光聚氯乙烯與制備方法

有效

• 申請號: 200810046532.3
• 申請日: 2008-11-11
• 公開（公告）號: CN101397378A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 郭少云;付勰;皮紅;袁念眉;陳躍
• 申請（專利權）人: 四川大學;成都邁科新材料有限公司
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08L27/06;C08K5/57;C08K5/09
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及聚合物技術領域，更具體地說是涉及用于聚氯乙烯(PVC)的紫 外光穩定劑和含有紫外光穩定劑的PVC，以及關于紫外光穩定劑的制備方法。

技術背景

金紅石型二氧化鈦粒子(TiO₂)，其結構為四方晶型，對于290nm～420nm范 圍的紫外光波有很好的屏蔽作用，并且在吸收紫外光后物態穩定，不分解、不變 色，光學穩定性和持久性突出，因此TiO₂被廣泛用作PVC材料的光屏蔽劑，如： Luis?Pimentel?Real等將TiO₂粒子直接加入PVC門窗材料中，發現在相同的光老 化作用下，材料的斷裂伸長率有明顯改善。C.Anton-Prinet等研究得出：表層 涂覆了TiO₂的PVC試樣，經過三種不同波長范圍的紫外光燈加速老化后，生色 基團總量降低且只分布在材料的表層(距PVC試樣表面200μm)。Ulrich Gesenhues等的研究結果表明：將TiO₂與一定量的Al₂O₃配合用作PVC光穩定 劑，其中，隨著Al₂O₃的比例增大，材料加速老化過程中氯化氫釋放量降低，說 明對于PVC的光屏蔽作用，Al₂O₃與TiO₂有協同增強效果。

然而，二氧化鈦中含稀有金屬鈦，因此價格高昂，使得大批量的工業應用受 到限制。此外，進一步的研究發現：TiO₂粒子對于PVC的光防護效率不高；且 因與基體相容性較差，TiO₂的加入還會導致材料的力學性能下降。因此如何提高 TiO₂對PVC的光防護效率，同時降低使用成本，提高制品的綜合性能成為業內 關注的熱點。

對此，人們開展了大量的研究工作，其中代表性的有：Conroy?and?Wursthorn 等通過添加一種自制復合物與TiO₂共同作用于PVC材料中，可在一定程度上降 低TiO₂粒子的用量而達到相同的穩定效果。Fethi?Kami.sli等通過TiO₂粒子與 MgO粒子復配，發現MgO的加入可以減緩材料的發黃情況；且當TiO₂與MgO 的配比為1：3時，材料老化后的綜合性能有所改善。總結已有的研究成果發現， 一種既具有高的光防護效率，同時又能對材料進行增強增韌，且使用成本較低的 理想的PVC光穩定劑仍是一個空白。

發明內容

本發明是針對現有技術的不足而提出的一種PVC紫外光光穩定劑(簡稱光穩 定劑)、由其制備成的耐紫外光的PVC及其制備方法，以解決現有技術中TiO₂粒子的成本高、光穩定效率不足，以及與PVC基材相容性較差的問題。

實現本發明上述目的的具體技術方案如下：

用于聚氯乙烯(PVC)的抗紫外光穩定劑，其組成成分含有TiO₂、聚氯乙烯 (PVC)樹脂、功能助劑偶合劑，各組分的重量份數(phr)為：

TiO₂??????????????1～70????phr

聚氯乙烯樹脂??????1～40????phr

偶合劑????????????0.5～20??phr。

TiO₂在光穩定劑中所占的比例，與穩定劑抗紫外光的穩定效果和成本有關， TiO₂在穩定劑中占的比例大，抗紫外光的穩定效果好，但穩定劑的成本高；反之， 則抗紫外光的穩定效果差，但穩定劑的成本可降低。

在上述的聚氯乙烯紫外光穩定劑中，所述偶合劑選擇能改善無機物與有機樹 脂之間的界面性能，可與無機TiO₂粒子形成特殊螯合鍵的側鏈含有羧基 (-COOH)和羥基(-OH)的共聚物。可進一步具體選擇如下分子結構的聚合物 作為偶合劑：

其中X_m和Y_n為共聚結構，100<m<3000，100<n<3000。