CN102040701A - 可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂及其制备方法和经其改性的聚氯乙烯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂及其制备方法和经其改性的聚氯乙烯。现有PVC改性剂不能有效提高改性聚氯乙烯的熔体强度，已知几种可提高熔体强度的PVC改性剂，用量大，效果差，客观上增大了改性聚氯乙烯制品的成本。为此，本发明由70-100重量份的甲基丙烯酸烷基酯和0-30重量份的丙烯酸烷基酯组成的总重量份为100的组分共聚得高分子聚合物，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度在13.2～16之间。本发明还公开了该可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂的制备方法及其制品。本发明具有用量少、效果好的优点，其制备方法操作简便，经其改性的聚氯乙烯抗冲击性能明显优于同类产品，适于生产各类聚氯乙烯制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂及其制备方法和经其改性的聚氯乙烯。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种性能优良的通用型热塑性塑料，是我国产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯(PVC)制品以其优良的机械强度、耐腐蚀性、难燃性，在建筑、包装、工农业生产、交通、通迅和人民生活用品等方便获得了广泛的应用。PVC树脂具有良好的透明性和物理机械性能，但耐热性能差、熔体粘度大流动性差、制品耐冲击性差，需要添加各种聚氯乙烯改性剂。
聚合物的熔体强度是指熔体在一定的条件下受到力(如牵引或拉伸力)的作用而断裂，此时这个力定义为聚合物的熔体强度。熔体强度反映聚合物熔体的抗延伸性及抗熔垂性，它是决定产品成型时材料加工特性的一个非常重要的性质。
近年来，聚合物的熔体强度已经开始作为一种重要的参数应用在如挤出、涂层、吹塑、型材挤塑、热成型和发泡等加工过程中。
现有PVC改性剂不能有效提高改性聚氯乙烯的熔体强度，己知几种可提高熔体强度的PVC改性剂，用量大，效果差，客观上增大了改性聚氯乙烯制品的成本。下表是6种现有聚氯乙烯改性剂的用量表，以下简称表1。
| 序号 | 文献号 | 公开日期或授权公告日期 | 改性剂用量(phr) | 备注 |
| 1 | CN 1170881C | 2004年10月13日授权公告 | 7.2～8 | |
| 2 | CN 1594421A | 2005年3月16日公开 | 8 | |
| 3 | CN 101190993A | 2008年6月4日公开 | 8 | |
| 4 | CN 101190995A | 2008年6月4日公开 | 7 | |
| 5 | CN 101328250A | 2008年12月24日公开 | 6～11 | |
| 6 | CN101418057A | 2009年4月29日公开 | 7～9.5 |
注：phr＝重量份/100重量份PVC单体；第3项PVC改性剂使用时，每100重量份的PVC单体，另需添加6重量份的氯化聚氯乙烯。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂及其制备方法和经其改性的聚氯乙烯。
为解决上述技术问题，本发明可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂由70-100重量份的甲基丙烯酸烷基酯和0-30重量份的丙烯酸烷基酯组成的总重量份为100的组分共聚得高分子聚合物，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度在13.2～16之间。
本发明可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂的制备方法，详情如下：将由70-100重量份的甲基丙烯酸烷基酯和0-30重量份的丙烯酸烷基酯组成的总重量为100的组合物、0.2-0.3重量份的表面活性剂和0.002-0.3重量份的自由基引发剂一次性加入到反应器中，在50-200转/分的搅拌速度下升温，并将反应温度控制在85℃以下，反应8-10小时，反应完成后降温至60℃以下得到的聚合物乳液，再经干燥得到聚氯乙烯加工改性剂。
所述表面活性剂选用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基硫酸钾；所述自由基引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
本发明可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂的聚合原料由100份重的聚氯乙烯单体、5份重的碳酸钙、3份重的三盐基硫酸铅、2份重的二盐基亚磷酸铅、4份重的钛白粉、9份重的氯化聚乙烯、1.5份重的硬酯酸钙、1份重的硬酯酸铅、0.15份重的氯化聚乙烯蜡和0.2份重的硬酯酸以及1～3份重的前述聚氯乙烯加工改性剂组成。
其聚合方法为公知方法，略。
本发明聚氯乙烯改性剂具有用量少、效果好的优点，其制备方法操作简便，经其改性的聚氯乙烯抗冲击性能明显优于同类产品，适于生产改性聚氯乙烯制品。
具体实施方式
实施例1：取70kg的甲基丙烯酸烷基酯和30kg的丙烯酸烷基酯、0.2kg的十二烷基苯磺酸钠和0.002kg的过硫酸钾一次性加入到反应器中，在200转/分的搅拌速度下升温，并将反应温度控制在85℃以下，反应8小时，反应完成后降温至60℃以下得到的聚合物乳液，再经干燥，得可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度为16。
实施例2：取100kg的甲基丙烯酸烷基酯、0.3kg的十二烷基磺酸钠和0.1kg的过硫酸铵一次性加入到反应器中，在50转/分的搅拌速度下升温，并将反应温度控制在85℃以下，反应10小时，反应完成后降温至60℃以下得到的聚合物乳液，再经干燥，得可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂B，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度为13.1。
实施例3：取85kg的甲基丙烯酸烷基酯和15kg的丙烯酸烷基酯、0.25kg的十二烷基硫酸钠和0.3kg的过硫酸钾一次性加入到反应器中，在120转/分的搅拌速度下升温，并将反应温度控制在85℃以下，反应9小时，反应完成后降温至60℃以下得到的聚合物乳液，再经干燥，得可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂C，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度为15。
对比实验一：
取200g聚氯乙烯单体、10g碳酸钙、6g三盐基硫酸铅、4g二盐基亚磷酸铅、8g钛白粉、18g氯化聚乙烯、3g硬酯酸钙、2g硬酯酸铅、0.3g氯化聚乙烯蜡和0.4g硬酯酸均匀混合成聚氯乙烯混合料。
将可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A放入60℃恒温箱中保持8个小时，冷却后用万分之一的天平准确称取1.0000g聚氯乙烯加工改性剂A，将其与59g聚氯乙烯混合料均匀混合，通过RM-200A转矩流变仪通过测定可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A的最低扭矩(Nm)、最高扭矩(Nm)、平衡扭矩(Nm)和塑化时间(s)。
分别以背景技术表1所述现有PVC改性剂替代聚氯乙烯加工改性剂A，重复上述操作，测定其最低扭矩(Nm)、最高扭矩(Nm)、平衡扭矩(Nm)和塑化时间(s)，得表2：
众所周知：平衡扭矩越高，熔体强度越强；最大扭矩和最高扭矩越低，同时塑化时间越长，熔体强度越高。通过表4可以看出，与现有有PVC改性剂相比，以可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A制备的改性聚氯乙烯熔体强度远大于现有的改性聚氯乙烯的熔体强度。
以可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂B、C制备的改性聚氯乙烯虽在具体数值上有所差别，但均表现出了优于现有技术的熔体强度，略。
对比实验二
实施例4：取100kg聚氯乙烯单体、5kg碳酸钙、3kg三盐基硫酸铅、2kg二盐基亚磷酸铅、4kg钛白粉、9kg氯化聚乙烯、1.5kg硬酯酸钙、1kg硬酯酸铅、0.15kg氯化聚乙烯蜡和0.2kg硬酯酸以及2kg的可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A，置于双辊炼塑机，在190℃下开炼3分钟，拉成片材，然后按测试的厚度要求，在平板硫化机上，在190℃，15MPa的条件下，压制成改性聚氯乙烯片a。
实施例5：以1kg可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂B代替2kg可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A，重复实施例4所述操作，得相同厚度的改性聚氯乙烯片b。
实施例6：以3kg可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂C代替可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂A，重复实施例4所述聚合操作，得相同厚度的改性聚氯乙烯片c。
按照GB/T1043的要求，测试改性聚氯乙烯片a、b、C的简支梁冲击强度，得表3：
| 型号 | 添加重量份(phr) | -10℃单缺口冲击强度(KJ/m2) |
| 改性聚氯乙烯片a | 2 | 4.57 |
| 改性聚氯乙烯片b | 1 | 4.32 |
| 改性聚氯乙烯片c | 3 | 4.98 |
对比实验一：分别取背景技术表1所述现有PVC改性剂，重复实施例4所述聚合操作，得相同厚度的改性聚氯乙烯片I-VI，按照GB/T1043的要求，测试改性聚氯乙烯片I-VI的简支梁冲击强度，得表3：
| 型号 | 添加重量份(phr) | -10℃单缺口冲击强度(KJ/m2) |
| 改性聚氯乙烯片I | 8 | 4.21 |
| 改性聚氯乙烯片II | 8 | 4.12 |
| 改性聚氯乙烯片III | 8 | 4.05 |
| 改性聚氯乙烯片IV | 7 | 3.98 |
| 改性聚氯乙烯片V | 8 | 4.31 |
| 改性聚氯乙烯片VI | 8 | 4.07 |
对比表2、表3，可以看出：如果用1重量份的现有聚氯乙烯改性剂的话，使用本发明可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂，只要1/4重量份，就可以达到相同的抗冲击性能，甚至还略有胜出。用于生产抗冲击改性聚氯乙烯，可大幅减少PVC改性剂用量，大大降低生产成本。
Claims (3)
1.一种可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂，由70-100重量份的甲基丙烯酸烷基酯和0-30重量份的丙烯酸烷基酯组成的总重量份为100的组分共聚得高分子聚合物，以氯仿为溶剂，在25±0.1℃测定，其特性粘度在13.2～16之间。
2.一种权利要求1所述可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂的制备方法，详情如下：将由70-100重量份的甲基丙烯酸烷基酯和0-30重量份的丙烯酸烷基酯组成的总重量为100的组合物、0.2-0.3重量份的表面活性剂和0.002-0.3重量份的自由基引发剂一次性加入到反应器中，在50-200转/分的搅拌速度下升温，并将反应温度控制在85℃以下，反应8-10小时，反应完成后降温至60℃以下得到的聚合物乳液，再经干燥得到可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂。
3.一种改性聚氯乙烯，其特征在于：由100份重的聚氯乙烯单体、5份重的碳酸钙、3份重的三盐基硫酸铅、2份重的二盐基亚磷酸铅、4份重的钛白粉、9份重的氯化聚乙烯、1.5份重的硬酯酸钙、1份重的硬酯酸铅、0.15份重的氯化聚乙烯蜡和0.2份重的硬酯酸以及1～3份重的权利要求1所述可有效提高熔体强度的聚氯乙烯加工改性剂聚合而成。
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Cited By (3)
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| CN104262804A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-07 | 山东世拓高分子材料股份有限公司 | Pvc管件制品用抗冲改性剂组合物及其制备方法 |
| CN107057230A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-18 | 青岛赛诺新材料有限公司 | 一种高熔点、高硬度的聚乙烯蜡 |
| CN109071904A (zh) * | 2016-04-20 | 2018-12-21 | 罗门哈斯公司 | 包含聚氯乙烯制剂和作为加工助剂的丙烯酸类共聚物的取向热塑性聚合物组合物 |
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2009
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