專利名稱：環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯是常用的通用塑料之一，具有阻燃、耐化學(xué)藥品性高、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣 性良好、價(jià)格低、應(yīng)用領(lǐng)域廣等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于管材、棒材、薄膜、建筑材料等方面，其產(chǎn) 量居世界樹脂產(chǎn)量的第二位。但是，聚氯乙烯尤其是硬質(zhì)聚氯乙烯具有流動(dòng)性差、熱穩(wěn)定性 差、耐熱性差、韌性差等缺點(diǎn)，限制了其使用。聚氯乙烯的改性途徑主要包括化學(xué)改性和物理改性?；瘜W(xué)改性就是通過(guò)共聚、接 枝反應(yīng)等方法對(duì)聚氯乙烯進(jìn)行改性。化學(xué)改性對(duì)聚氯乙烯改性效果明顯，但一般對(duì)技術(shù)控 制要求較高，步驟較復(fù)雜。改性聚氯乙烯的第二條途徑是物理改性，即通過(guò)添加各種助劑或 進(jìn)行共混來(lái)改善其性能。該方法簡(jiǎn)單易行，是被廣泛采用的改性方法。1990年1月10日公開的中國(guó)專利CN1038660A公開了“填充型聚氯乙烯流動(dòng)改性 劑”，該專利在純PVC中加入經(jīng)四層包覆的填充材料顆粒，改善了硬質(zhì)聚氯乙烯的加工性能。 2006年7月5日公開的中國(guó)專利CN1796426A公開了 “高流動(dòng)聚氯乙烯專用樹脂的制作方 法”，改聚氯乙烯專用樹脂將水、氯乙烯、水溶性分散劑、油溶性引發(fā)劑以及PH調(diào)節(jié)劑和鏈轉(zhuǎn) 移劑均勻混合并反應(yīng)后，加入終止劑，分離、干燥得到高流動(dòng)聚氯乙烯專用樹脂，該專用樹 脂在注塑成型管件時(shí)流動(dòng)性很好，能夠使物料快速充滿模具，且制品表面質(zhì)量好。2009年 10月7日公開的中國(guó)專利CN100547027C公開了“PVC用超大粒徑高流動(dòng)型丙烯酸酯類抗沖 改性劑”，該改性劑為核殼結(jié)構(gòu)共聚物，核層由丙烯酸丁酯與交聯(lián)劑、弱酸性擴(kuò)徑劑進(jìn)行乳 液聚合反應(yīng)而成，殼層首先是由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯在核層上繼續(xù)乳液聚合，然后甲 基丙烯酸甲酯單獨(dú)包覆形成第二殼層，聚合完成后乳液中添加丙烯酸酯類抗沖改性劑隔離 齊U。該專利解決了抗沖ACR與PVC的相容性問(wèn)題，使抗沖ACR快速均勻分散于PVC粒子中， 可有效的增韌PVC制品。2009年9月16日公開的中國(guó)專利CN101531793A公開了“耐熱聚 氯乙烯合金材料及其制備方法”，該合金由聚氯乙烯基體、耐熱改性劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑齊U、 填料、抗沖改性劑和加工助劑組成，該合金改善了聚氯乙烯與耐熱樹脂的相容性，解決了聚 氯乙烯耐熱性能的提高與強(qiáng)度和韌性的矛盾，制備了高耐熱、高強(qiáng)度和高韌性的聚氯乙烯 工程塑料。1996年10月30日公開的中國(guó)專利CN1134436公開了“改進(jìn)聚氯乙烯耐熱性的 方法”，制得了以聚氯乙烯為基礎(chǔ)的熱塑性組合物，其耐熱性高，同時(shí)具有較好的機(jī)械性能， 特別是抗沖擊性能高、與耐老化性能好。2005年8月10日公開的中國(guó)專利CN1651505A公 開了一種耐熱抑煙聚氯乙烯組合物及其制備方法，該組合物采用多元復(fù)合技術(shù)改善聚氯乙 烯耐熱和韌性不足的缺陷，具有耐熱、阻燃、抑煙、耐候等多重優(yōu)異性能。現(xiàn)有的研究可見， 采用化學(xué)方法和物理方法均可以有效的改善聚氯乙烯的加工流動(dòng)性和力學(xué)性能。其中化學(xué) 改性效果明顯，但往往制備工藝的條件控制比較苛刻，技術(shù)要求較高；物理方法簡(jiǎn)便易行， 但多種改性劑的加入，往往會(huì)出現(xiàn)與體系相容性較差而導(dǎo)致力學(xué)性能下降的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性 聚氯乙烯母粒的制備方法。采用力化學(xué)方法與物理共混法相結(jié)合制備環(huán)保型高流動(dòng)性高熱 穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒，該改性聚氯乙烯母粒應(yīng)用于硬質(zhì)聚氯乙烯中可有效的提高其加 工流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性。環(huán)保型高流動(dòng)高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備方法包括如下步驟1)將100重量份聚氯乙烯、100-2000重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中， 混合至50-80°C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻，溫度降至40°C后，加入100-2000重量份丙 烯酸酯類加工助劑、100-2000重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、50-500重量份外潤(rùn)滑劑、100-5000重量份 納米剛性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物；2)將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至140-200°C，使聚氯乙烯復(fù)合物熔融， 然后攪拌5-60分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性 聚氯乙烯母粒。所述聚氯乙烯的聚合度為300-2500。所述的鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑為硬脂酸鑭和甲基硫 醇有機(jī)錫的混合物，硬脂酸鑭和甲基硫醇有機(jī)錫的重量比為8 2-4 6。所述的內(nèi)潤(rùn)滑劑 選自于飽和烴類潤(rùn)滑劑、脂肪酸類潤(rùn)滑劑或金屬皂類潤(rùn)滑劑。所述外潤(rùn)滑劑為氧化聚乙烯 蠟或石蠟。所述納米剛性粒子為硬脂酸處理過(guò)的納米碳酸鈣或硬脂酸處理過(guò)的納米二氧化 硅，粒徑30-200納米。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是1)通過(guò)新的加工工藝對(duì)聚氯乙烯與助劑進(jìn)行力化學(xué)處理并制備改性母粒，增強(qiáng)了 納米剛性粒子在聚氯乙烯復(fù)合物中的分散，改善了聚氯乙烯與助劑的相容性；2)采用鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定效果明顯，環(huán)保無(wú)毒，且硬脂酸鑭可增加體系的流 動(dòng)性；3)該母粒不含增塑劑，通過(guò)硬脂酸類潤(rùn)滑劑用量來(lái)有效的調(diào)節(jié)加工流動(dòng)性，克服 了以往增塑劑添加物易遷移的缺點(diǎn)；4)提供了一種通過(guò)母粒兩步法來(lái)制備高流動(dòng)高熱穩(wěn)定性硬質(zhì)聚氯乙烯的方法，減 少了聚氯乙烯制品的制備工序。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1將100重量份聚氯乙烯、100重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至 500C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻。待物料溫度降至40°C后，加入100重量份丙烯酸酯類 加工助劑、100重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、50重量份外潤(rùn)滑劑、100重量份納米剛性粒子，充分混合， 得到聚氯乙烯復(fù)合物。將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至140°C，使聚氯乙烯復(fù)合物 熔融，然后攪拌5分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改 性聚氯乙烯母粒。實(shí)施例2將100重量份聚氯乙烯、2000重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至80°C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻。待物料溫度降至40°C后，加入2000重量份丙烯酸酯 類加工助劑、2000重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、500重量份外潤(rùn)滑劑、5000重量份納米剛性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物。將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至200°C，使聚氯乙烯復(fù) 合物熔融，然后攪拌60分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定 性改性聚氯乙烯母粒。實(shí)施例3將100重量份聚氯乙烯、1000重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至 60°C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻。待物料溫度降至40°C后，加入1000重量份丙烯酸酯 類加工助劑、1000重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、300重量份外潤(rùn)滑劑、3000重量份納米剛性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物。將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至170°C，使聚氯乙烯復(fù) 合物熔融，然后攪拌30分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定 性改性聚氯乙烯母粒。實(shí)施例4將100重量份聚氯乙烯、500重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至 70°C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻。待物料溫度降至40°C后，加入500重量份丙烯酸酯 類加工助劑、500重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、200重量份外潤(rùn)滑劑、2000重量份納米剛性粒子，充分混 合，得到聚氯乙烯復(fù)合物。將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至160°C，使聚氯乙烯復(fù)合 物熔融，然后攪拌20分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性 改性聚氯乙烯母粒。實(shí)施例5將100重量份聚氯乙烯、1500重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至 70°C，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻。待物料溫度降至40°C后，加入1500重量份丙烯酸酯 類加工助劑、1500重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、400重量份外潤(rùn)滑劑、4000重量份納米剛性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物。將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至190°C，使聚氯乙烯復(fù) 合物熔融，然后攪拌50分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定 性改性聚氯乙烯母粒。將各實(shí)施例制得的母粒與普通聚氯乙烯按重量比10/100在錐形雙螺桿擠出機(jī)和 注塑機(jī)中經(jīng)擠出、注塑成型，最終得到的改性硬質(zhì)聚氯乙烯產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。表1
性能聚氯 乙烯實(shí)施例12345熔融指數(shù)(g/lOmin)0. 55. 26. 14. 25. 75. 1剛果紅變藍(lán)時(shí)間(分鐘)83055334547拉伸強(qiáng)度(MPa)557567655356缺口沖擊強(qiáng)度(J/m)3050070574085熱變形溫度(°c)56779080848權(quán)利要求
一種環(huán)保型高流動(dòng)高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將100重量份聚氯乙烯、100 2000重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至50 80℃，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻，溫度降至40℃后，加入100 2000重量份丙烯酸酯類加工助劑、100 2000重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、50 500重量份外潤(rùn)滑劑、100 5000重量份納米剛性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物；2)將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱至140 200℃，使聚氯乙烯復(fù)合物熔融，然后攪拌5 60分鐘使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥得到環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備 方法，其特征在于，所述聚氯乙烯的聚合度為300-2500。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備 方法，其特征在于，所述的鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑為硬脂酸鑭和甲基硫醇有機(jī)錫的混合物，硬脂酸 鑭和甲基硫醇有機(jī)錫的重量比為8 2-4 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備 方法，其特征在于，所述的內(nèi)潤(rùn)滑劑選自于飽和烴類潤(rùn)滑劑、脂肪酸類潤(rùn)滑劑或金屬皂類潤(rùn) 滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備 方法，其特征在于，所述外潤(rùn)滑劑為氧化聚乙烯蠟或石蠟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型高流動(dòng)性高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備 方法，其特征在于，所述納米剛性粒子為硬脂酸處理過(guò)的納米碳酸鈣或硬脂酸處理過(guò)的納 米二氧化硅，粒徑30-200納米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型高流動(dòng)高熱穩(wěn)定性改性聚氯乙烯母粒的制備方法。它包括如下步驟1)將100重量份聚氯乙烯、100-2000重量份鑭錫復(fù)合穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中，混合至50-80℃，出料加入冷混機(jī)中混合并冷卻，溫度降至40℃后，加入100-2000重量份丙烯酸酯類加工助劑、100-2000重量份內(nèi)潤(rùn)滑劑、50-500重量份外潤(rùn)滑劑、100-5000重量份納米剛性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯復(fù)合物；2)將聚氯乙烯復(fù)合物加入反應(yīng)釜中，加熱，使聚氯乙烯復(fù)合物熔融，然后攪拌使之混合均勻，冷卻、切粒、干燥。得到的改性聚氯乙烯母?？煞奖愕嘏c普通聚氯乙烯進(jìn)行共混造粒，最終得到的改性聚氯乙烯具有良好的加工流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性和良好的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08L27/06GK101914250SQ20101026259
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者宋義虎, 鄭強(qiáng), 都佩華 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)