CN100453571C - 聚氯乙烯用润滑型加工助剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
聚氯乙烯用润滑型加工助剂，是以苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸正丁酯(BUA)为基础原料合成的一种树脂粉末，由于MMA、BUA与PVC具有良好的相容性，从而在PVC加工熔化后表观为在分子间起作用，而ST与PVC不相容表观为在熔化后减少PVC熔体与金属摩擦力从而起到外润滑作用。同时保证分子间的力不致破坏不会析出，又增加了制品的拉伸强度。
Description
技术领域
本发明属于聚氯乙烯加工助剂，特别涉及一种润滑型加工助剂。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)加工过程中要用到润滑体系是PVC加工过程中最基本的保证，只有在内外润滑平衡的前提下，加工才得以顺利进行，同时制品的性能达到最佳，通常PVC所用典型的外润滑剂是氧化聚乙烯蜡，内润滑剂为硬脂酸，其优点是价格低廉易得。但缺陷也很大，如硬脂酸在制品过程中易迁移析出，影响制品外观；氧化聚乙烯蜡由于与PVC不相容，为保证生产顺利而用量过大时会影响制品拉伸及冲击强度。国外通常以丙烯酸酯类的润滑型加工助剂在PVC加工体系配合其他润滑剂进行使用，从而既保证生产又提高产品性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚氯乙烯用润滑型加工助剂及其制备方法，具有内润滑和外润滑的作用，同时增加制品的拉伸强度。
本发明聚氯乙烯用润滑型加工助剂，其特征在于是由苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为反应单体原料经过乳液聚合得到的，以质量百分数计，苯乙烯占反应单体(苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯之和)总量的40～60％，甲基丙烯酸甲酯占40～60％。或者是由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯为反应单体原料经过乳液聚合得到的，以质量百分数计，苯乙烯占反应单体总量(苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯之和)的30～50％，甲基丙烯酸甲酯占30～50％，丙烯酸正丁酯占0.1～20％。
本发明在加工过程中还包括分子量调节剂，其量为反应单体总量(指的是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯之和或者苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯之和)的0.1～5％。
聚氯乙烯用润滑型加工助剂的合成通常是在搪瓷玻璃反应釜中通过乳液聚合完成的。反应单体原料分两段加入，第一段加入总量的10～50％，分子量调节剂也是分两段加入，第一段加入总量的10～50％。具体的合成工艺为：
10～50％的反应单体原料与水、占反应单体总量1～2％的乳化剂和10～50％的分子量调节剂在80～85℃下进行乳液聚合反应，当反应转化率达到95％以上时，将剩余反应原料加入继续乳液聚合，聚合完成后干燥。
所述乳化剂和分子量调节剂均采用乳液聚合反应通常用的组分，如乳化剂为十二烷基硫酸钠，分子量调节剂为α-甲基苯乙烯二聚体或十二烷基硫醇。
本发明是以苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸正丁酯(BUA)为基础原料合成的一种树脂粉末，由于MMA、BUA与PVC具有良好的相容性，从而在PVC加工熔化后表观为在分子间起作用，而ST与PVC不相容表观为在熔化后减少PVC熔体与金属摩擦力从而起到外润滑作用。同时保证分子间的力不致破坏不会析出，又增加了制品的拉伸强度。
具体实施方式
在3000L反应釜中加入1600L软化水，20Kg十二烷基硫酸钠，加入一段反应单体的混合物和分子量调节剂，封人孔，开启搅拌，通蒸汽升温至80-85℃之间。转化率≥95％后在85℃±1℃滴加二段单体的混合物，(一、二段单体混合物的总量为1100Kg)和分子量调节剂，滴加约三小时后，65-95℃保温一小时，降温后进行喷雾干燥，制得成品。
实施例一：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为10％，二段为90％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST40％，MMA60％。分子量调节剂为α-甲基苯乙烯二聚体，总量为11kg(占反应单体总量的1％)，其中反应一段加入总量的50％，二段加入剩余的50％。
实施例二：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为10％，二段为90％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST60％，MMA40％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为5.5kg(占反应单体总量的0.5％)，其中反应一段加入总量的10％，二段加入剩余的90％。
实施例三：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为40％，二段为60％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST50％，MMA50％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为55kg(占反应单体总量的5％)，其中反应一段加入总量的40％，二段加入剩余的60％。
实施例四：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为10％，二段为90％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST40％，MMA40％，BUA20％。分子量调节剂为α-甲基苯乙烯二聚体，总量为11kg(占反应单体总量的1％)，其中反应一段加入总量的10％，二段加入剩余的90％。
实施例五：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为20％，二段为80％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST30％，MMA50％，BUA20％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为5.5kg(占反应单体总量的0.5％)，其中反应一段加入总量的20％，二段加入剩余的80％。
实施例六：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为10％，二段为90％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST50％，MMA30％，BUA20％。分子量调节剂为α-甲基苯乙烯二聚体，总量为22kg(占反应单体总量的2％)，其中反应一段加入总量的10％，二段加入剩余的90％。
实施例七：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为10％，二段为90％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST45％，MMA45％，BUA10％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为33kg(占反应单体总量的3％)，其中反应一段加入总量的10％，二段加入剩余的90％。
实施例八：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为20％，二段为80％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST45％，MMA45％，BUA10％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为55kg(占反应单体总量的5％)，其中反应一段加入总量的20％，二段加入剩余的80％。
实施例九：聚合单体混合物总量按100％计，其中一段为50％，二段为50％。各个单体在聚合单体混合物中的比例为：ST45％，MMA45％，BUA10％。分子量调节剂采用十二烷基硫醇，总量为5.5kg(占反应单体总量的0.5％)，其中反应一段加入总量的50％，二段加入剩余的50％。
分别将以上各实施例制得的成品按重量份按照下列方案进行检测：
| 配方1 | 配方2 | 配方3 | 配方4 | 配方5 | 配方6 | 配方7 | 配方8 | 配方9 | 配方10 | |
| PVC树脂 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
| 有机锡稳定剂 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| MBS | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
| 加工助剂ACR | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 褐煤酯蜡 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 单硬脂酸甘油酯 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 |
| 氧化型聚乙烯蜡 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 实施例一成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例二成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例三成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例四成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例五成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例六成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例七成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例八成品 | 1.0 | |||||||||
| 实施例九成品 | 1.0 |
将以上十组配方分别按照重量比例在高速塑混料机中至125℃出料冷却，后在双辊塑炼机上180℃3分钟的条件下，拉制成片材。分别进行透明度、拉伸强度、冲击强度的检测。
测试结果：
| 配方1 | 配方2 | 配方3 | 配方4 | 配方5 | 配方6 | 配方7 | 配方8 | 配方9 | 配方10 | |
| 拉伸强度N/m2 | 40.40 | 40.21 | 40.26 | 40.35 | 40.12 | 41.03 | 40.99 | 40.87 | 40.56 | 39.11 |
| 冲击强度KJ/m2 | 8.57 | 8.39 | 8.50 | 8.47 | 8.39 | 8.48 | 8.77 | 8.40 | 8.49 | 8.01 |
| 透明度 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 一般 |
通过实验测试结果可见使用聚氯乙烯用润滑型加工助剂的优越性。
Claims (2)
1、一种聚氯乙烯用润滑型加工助剂的制备方法，其特征在于以质量百分数计，先由占反应单体原料总量的10～50％的反应单体原料和占分子量调节剂总量的10～50％的分子量调节剂在80～85℃下进行乳液聚合反应，当反应转化率达到95％以上时，将剩余反应原料加入继续乳液聚合，聚合完成后干燥，所述反应单体原料由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯组成，以质量百分数计，苯乙烯占反应单体原料总量的30～50％，甲基丙烯酸甲酯占30～50％，丙烯酸正丁酯占0.1～20％，所述分子量调节剂选择α-甲基苯乙烯二聚体或十二烷基硫醇，为反应单体原料总量的0.1～5％。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述乳液聚合反应中使用乳化剂，其量为反应单体原料总量的1～2％。
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