CN102731945B - 一种改性氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性氯化聚氯乙烯合金材料，原料组份包括氯化聚氯乙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯结构改性剂、热稳定剂、润滑剂、加工助剂、抗冲改性剂、抗氧剂、填充剂。本发明还公开一种改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法。本发明很多性能指标通过广州合成材料研究院检测，已接近或达到日本进口材料要求。

Description

一种改性氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属高分子材料领域，具体涉及一种改性氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法。

背景技术

氯化聚氯乙烯（简称CPVC），是以聚氯乙烯（简称PVC）为基料，经氯化改性的产物，具有耐热、耐候、耐化学介质腐蚀、阻燃、阻烟及无色无味无嗅等优越的理化性能，是近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。由于它固有的特性，因此用途广泛，除汽车用切水条专用料外，还广泛应用于化学化工、石油、医学、电力电缆等工业领域，所以开发CPVC系列产品有着广泛的市场前景。然而，过高的氯含量给生产加工带来了极大困难，CPVC的氯含量大于65%，其内聚能远高于PVC，致使加工温度远高于PVC，同时由于分子链缠结更紧密，分子间摩擦力大，使熔体粘度大，流动性差，加工过程中稳定性极差，可加工温度范围窄。

发明内容

本发明的目的之一在于解决现有技术的不足，提供一种改性氯化聚氯乙烯合金材料。

为达到上述目的，本发明的多个实施例采取了如下技术方案：

一种改性氯化聚氯乙烯合金材料，原料组份包括氯化聚氯乙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯结构改性剂、热稳定剂、润滑剂、加工助剂、抗冲改性剂、抗氧剂、填充剂。

作为优选，所述氯化聚氯乙烯结构改性剂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS

作为优选，所述的加工助剂为丙烯酸酯类树脂，包括含羟基的丙烯酸树脂、含羧基的丙烯酸树脂、含环氧基的丙烯酸树脂、含氨基的丙烯酸树脂、含酰胺基的丙烯酸树脂、含烷氧基的丙烯酸树脂中的一种或多种。

作为优选，所述的聚氯乙烯聚合度为900-1100。

作为优选，所述的填充剂包括活性碳酸钙、活性滑石粉中的一种或多种。

进一步的技术方案是，原料组份按重量份数计为：氯化聚氯乙烯100份，聚氯乙烯60~100份，氯化聚氯乙烯结构改性剂10~25份，热稳定剂6~8份，润滑剂0.5~1份，加工助剂1~3份，抗冲改性剂5~20份，抗氧剂0.2~0.5份，填充剂5~10份。

一种上述改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，将所述原料经高速热混、低速混合搅拌降温、放料、塑化造粒、挤出、切断，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料制品。

进一步的技术方案是，所述高速热混是搅拌至120℃并保持15分钟，所述高速热混包括用高速搅拌机搅拌，所述低速混合搅拌包括用低速混合机搅拌，所述降温是降温至60℃，所述放料后要冷却至室温，所述塑化造粒包括用双螺杆塑料挤出机塑化造粒，所述挤出包括用塑料挤出机挤出，所述切断包括用切割机切断。

一种上述改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法的另一技术方案是，将所述原料经高速热混、低速混合搅拌降温、放料后冷却至室温，塑化，压片制成改性氯化聚氯乙烯合金材料。

进一步的技术方案是，所述高速热混包括用高速搅拌机搅拌至120℃并保持15分钟，所述塑化包括用双辊炼塑机在170℃温度下塑化5分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）原料方面，

选用氯化聚氯乙烯结构改性剂和复合加工改性剂，与CPVC共混复合，降低CPVC的熔体粘度，改善流动性，在保持CPVC高耐热性和强度的前提下，其加工改性得到明显提高；热稳定剂能改善CPVC/PVC热稳定性，在专用料生产过程中防止或抑制CPVC/PVC的降解，同时在制品的使用过程中保持足够的热稳定性，延长使用寿命；抗氧剂是捕捉在CPVC/PVC加工或使用过程中因受热或受到紫外线的作用形成的自由基，保证材料使用的寿命；加工助剂能够促进CPVC/PVC的塑化且能保证塑化均匀；润滑剂能够保证降低材料的熔体粘度、防止物料在加工设备或模具上的粘附。

（2）很多性能指标通过广州合成材料研究院检测，已接近或达到日本进口材料要求，如下：

项目产品改性氯化聚氯乙烯合金材料主要性能指标：

试验项目	单位	进口材料指标	测试结果
				维卡软化点（B法）	℃	≥102	103
拉伸强度	MPa	≥45	51
				断裂伸长率	％	≥30	35
缺口抗冲击强度	kJ/㎡	≥15	18
				邵D硬度	度	80--82	82
密度	g/㎝3	1.4±0.2	1.5

具体实施方式

实施例1

将100份CPVC树脂、60份聚合度为1000的PVC、10份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS、6份亚磷酸钙铅锌复合物、0.5份氧化聚乙烯、5份丙烯酸酯类树脂ACR、0.2份含硫酯类抗氧剂、5份活性碳酸钙、1份含烷氧基的丙烯酸树脂，用高速搅拌机搅拌至120℃，保持15分钟，后在低速混合机搅拌降温至60℃，放料后冷却至室温，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料粉料。取200克该粉料用双辊炼塑机在170℃温度下塑化5分钟，压片制成1mm、4mm板材，制成拉伸、冲击、维卡软化点测试样条，其测试结果见表1。

表1改性氯化聚氯乙烯合金材料性能对照

性能参数	拉伸强度/Mpa	冲击强度/KJ/㎡	维卡软化点/℃
				实施例1产品	52	18	103
未改性产品	50	9	102

实施例2：

将100份CPVC树脂、80份聚合度为1000的PVC树脂、15份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS、8份亚磷酸钙铅锌复合物、1份甘油酯、15份氯化聚乙烯CPE、0.5份含硫酯类抗氧剂、10份活性碳酸钙、3份含氨基的丙烯酸树脂，用高速搅拌机搅拌至120℃，保持15分钟，后在低速混合机搅拌降温至60℃，放料后冷却至室温，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料粉料。取250克该粉料用双辊炼塑机在170℃温度下塑化5分钟，压片制成1mm、4mm板材，制成拉伸、冲击、维卡软化点测试样条，其测试结果见表2。

表2改性氯化聚氯乙烯合金材料性能对照

性能参数	拉伸强度/Mpa	冲击强度/KJ/㎡	维卡软化点/℃
				实施例2产品	51	19	104
未改性产品	50	9	102

实施例3：

将100份CPVC树脂、100份聚合度为1000的PVC树脂、25份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS、7份亚磷酸钙铅锌复合物、1份甘油酯、20份氯化聚乙烯CPE、0.2份亚磷酸酯类抗氧剂、10份活性滑石粉、3份含环氧基的丙烯酸树脂，用高速搅拌机搅拌至120℃，保持15分钟，后在低速混合机搅拌降温至60℃，放料后冷却至室温，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料粉料。取230克该粉料用双辊炼塑机在170℃温度下塑化5分钟，压片制成1mm、4mm板材，制成拉伸、冲击、维卡软化点测试样条，其测试结果见表3。

表3改性氯化聚氯乙烯合金材料性能对照

性能参数	拉伸强度/Mpa	冲击强度/KJ/㎡	维卡软化点/℃
				实施例3产品	52	20	103
未改性产品	50	9	102

实施例4：

将氯化聚氯乙烯100份，聚氯乙烯60份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS 10份，亚磷酸钙铅锌复合物6份，亚甲基双硬脂酰胺0.5份，含羧基的丙烯酸树脂1份，氯化聚乙烯CPE 5份，胺类抗氧剂0.2份，活性碳酸钙5份用高速搅拌机搅拌至120℃并保持15分钟，再用低速混合机搅拌降温至60℃，放料并冷却至室温，用双螺杆塑料挤出机塑化造粒，用塑料挤出机挤出，切割机切断，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料制品。

实施例5：

将氯化聚氯乙烯100份，聚氯乙烯100份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS 25份，有机钡镉铅复合物8份，硬脂酸1份，含羟基的丙烯酸树脂3份，丙烯酸酯类树脂ACR 20份，酚类抗氧剂0.5份，活性滑石粉10份用高速搅拌机搅拌至120℃并保持15分钟，再用低速混合机搅拌降温至60℃，放料并冷却至室温，用双螺杆塑料挤出机塑化造粒，用塑料挤出机挤出，切割机切断，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料制品。

在本说明书中所谈到的“实施例1”、“实施例2”“实施例3”，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点，为材料性能检测制样方法。“实施例4”、“实施例5”为型材产品生产方法。

在说明书中多个地方出现“优选”，指的是最佳技术方案，并不是唯一的技术方案。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

本发明的氯化聚氯乙烯结构改性剂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS，热稳定剂包括有机钡镉铅复合物、亚磷酸钙铅锌复合物、碱式硫酸铅亚硫酸铅复合物等，润滑剂包括硬脂酸、亚甲基双硬脂酰胺、甘油酯、氧化聚乙烯等，加工助剂包括含羟基的丙烯酸树脂、含羧基的丙烯酸树脂、含环氧基的丙烯酸树脂、含氨基的丙烯酸树脂、含酰胺基的丙烯酸树脂、含烷氧基的丙烯酸树脂等，抗冲改性剂包括丙烯酸酯类树脂ACR、氯化聚乙烯CPE等，抗氧剂包括酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂等，填充剂包括活性碳酸钙、活性滑石粉等。

尽管这里参照本发明的实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种改性氯化聚氯乙烯合金材料，其特征在于：原料组份按重量份数计为：氯化聚氯乙烯100份，聚氯乙烯60～100份，氯化聚氯乙烯结构改性剂10～25份，热稳定剂6～8份，润滑剂0.5～1份，加工助剂1～3份，抗冲改性剂5～20份，抗氧剂0.2～0.5份，填充剂5～10份；

所述的聚氯乙烯聚合度为900-1100；

所述氯化聚氯乙烯结构改性剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS；

所述的加工助剂为丙烯酸酯类树脂，为含羟基的丙烯酸树脂、含羧基的丙烯酸树脂、含氨基的丙烯酸树脂、含酰胺基的丙烯酸树脂、含烷氧基的丙烯酸树脂中的一种或多种；

热稳定剂为有机钡镉铅复合物、亚磷酸钙铅锌复合物、碱式硫酸铅亚硫酸铅复合物，

抗冲改性剂为丙烯酸酯类树脂ACR、氯化聚乙烯CPE，

抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的一种改性氯化聚氯乙烯合金材料，其特征在于：所述的填充剂为活性碳酸钙、活性滑石粉中的一种或多种。

3.一种权利要求1所述的改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：将所述原料经高速热混、低速混合搅拌降温、放料、塑化造粒、挤出、切断，制得改性氯化聚氯乙烯合金材料制品。

4.根据权利要求3所述的改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：所述高速热混是搅拌至120℃并保持15分钟，所述高速热混包括用高速搅拌机搅拌，所述低速混合搅拌包括用低速混合机搅拌，所述降温是降温至60℃，所述放料后要冷却至室温，所述塑化造粒包括用双螺杆塑料挤出机塑化造粒，所述挤出包括用塑料挤出机挤出，所述切断包括用切割机切断。

5.一种权利要求1所述的改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：将所述原料经高速热混、低速混合搅拌降温、放料后冷却至室温，塑化，压片制成改性氯化聚氯乙烯合金材料。

6.根据权利要求5所述的改性氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：所述高速热混包括用高速搅拌机搅拌至120℃并保持15分钟，所述塑化包括用双辊炼塑机在170℃温度下塑化5分钟。