CN103387718A - 一种pvc/abs合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子合金技术领域，涉及一种PVC/ABS合金及其制备方法，其由包含以下重量份的组分制成：PVC类树脂25-70份、SAN类树脂15-50份、稳定剂1-4份、润滑剂0.2-1份、抗氧剂0.2-0.5份、ABS高胶粉0-40份、填料0-20份。本发明还公开了该PVC/ABS合金的制备方法。本发明提供的无卤阻燃PVC/ABS合金具有流动性好、易于加工，阻燃性好，综合性能良好的特点，可以替代部分PC、阻燃ABS、ABS/PC合金、改性聚苯醚等工程塑料。
Description
技术领域
本发明属于高分子合金技术领域，涉及一种PVC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）是世界上最早工业化的树脂之一，目前是世界上仅次于PE的第二大树脂品种，占所有树脂用量的29%，而在我国PVC已经超过PE和PP成为第一大树脂。PVC具有良好的物理性能和化学性能，并且具有优异的化学稳定性、阻燃性和电绝缘性，因此被广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域，但PVC也存在着缺口敏感、耐热性差、难加工等缺陷。利用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）共混改性PVC可以改善PVC的缺口冲击强度和流动性，许多研究表明PVC和ABS具有中等的相容性，按一定比例共混可以获得超过纯PVC和ABS性能的PVC/ABS合金，并且具有良好的韧性、耐热性、阻燃性和化学稳定性，PVC/ABS合金可以将PVC性能提升为工程塑料，并可以在部分领域取代PC、ABS/PC合金、改性聚苯醚等工程塑料。
ABS/PVC合金的性能受多种因素的影响，其中两种树脂的相容性及组成比例是关键因素。PVC的溶解度参数为19.6，而ABS的两相结构溶解度参数各有不同，其中根据组分比例的不同SAN相的溶解度参数一般在19.0-20.1之间，PB相为17.3，因此PVC和ABS属于半相容体系，仍存在一定的相分离，研究表明当SAN中AN的含量在20-28%之间是ABS与PVC有很好的相容性，因此若能控制SAN含量和橡胶相含量，则可以获得相容性良好、性能优异的PVC/ABS合金。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供了一种PVC/ABS合金及其制备方法。该合金使用SAN和ABS高胶粉共混的方式来控制PVC/ABS合金中各组分比例，通过调整SAN和ABS高胶粉的含量可以达到不同的性能要求。
为实现上述目的，本发明使用的技术方案如下：
一种PVC/ABS合金，由包含以下重量份的组分制成：
PVC树脂 25-70份，
苯乙烯-丙烯腈共聚物 15-50份，
稳定剂 1-4份，
润滑剂 0.2-1份，
ABS高胶粉 0-40份，
填料 0-20份，
抗氧剂 0.2-0.5份。
所述的PVC树脂为硬质聚乙烯，聚合度为650-1400。
所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）中丙烯腈含量在20-30%之间。
所述的稳定剂选自铅盐稳定剂、有机锡类稳定剂、金属皂类稳定剂或环氧类稳定剂中的一种或一种以上。
所述的铅盐稳定剂选自三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅或二碱式硬脂酸铅等中的一种或一种以上。
所述的有机锡类稳定剂选自月桂酸二丁基锡、硫酸二丁基锡、硫酸二辛基锡或马来酸辛基锡等。
所述的金属皂类稳定剂选自硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镉等。
所述的环氧类稳定剂选自环氧大豆油等。
所述的润滑剂包括聚乙烯蜡（PE蜡）、氧化聚乙烯蜡、蒙旦酯蜡或液体石蜡中的一种或一种以上。
所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂，包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-（4-羟基-3,5-二叔丁基苯基）丙烯酸十八基酯（抗氧剂1076）、三（2,4-叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）或四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）中的一种或一种以上。
所述的ABS高胶粉为橡胶含量在60-70%的ABS粉料。
所述的填料包括碳酸钙、滑石粉或钛白粉粉状填料中的一种或一种以上。
一种上述PVC/ABS合金的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）按上述配比称取各组分原料，将PVC类树脂25-70份，稳定剂1-4份，润滑剂0.2-1份，抗氧剂0.2-0.5份，填料0-20份加入高速搅拌机中在60-80℃下混合5-10min；
（2）将ABS高胶粉0-40份、SAN类树脂15-50份按顺序分别加入高速搅拌机中继续在60-80℃下混合5-10min；
（3）通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所述的步骤（3）中双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为20：1-35：1；螺杆各区的温度设置为140-190℃。
有益效果：
与现有技术相比，本发明具有各组分比例可控、易于调整合金的性能，成本低，综合性能优异，流动性好、易于加工等特点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
下列各实施例中PVC类树脂为硬质聚乙烯，聚合度为650-1400。
实施例1
配方如下：
PVC（聚合度650-750）70份，
SAN（丙烯腈含量27%）25份，
铅盐稳定剂（1.8份三碱式硫酸铅、1.2份二碱式亚磷酸铅） 3份，
硬脂酸钙 0.5份，
硬脂酸锌 0.5份，
PE蜡 0.8份，
抗氧剂1010 0.2份，
滑石粉 5份；
首先按比例将精确称量的PVC、各种助剂和滑石粉按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min。然后将SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min，然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为140-180℃。
实施例2
配方如下：
PVC（聚合度650-750） 70份，
SAN（丙烯腈含量27%） 15份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%） 15份，
月桂酸二丁基锡 1.5份，
硬脂酸钙 0.8份，
环氧大豆油 0.5份，
PE蜡 1份，
抗氧剂1010 0.5份；
首先按比例将精确称量的PVC和各种助剂按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为140-180℃。
实施例3
配方如下：
PVC（聚合度970-1070） 50份，
SAN（丙烯腈含量27%） 33份，
铅盐稳定剂（1.5份三碱式硫酸铅、1份二碱式亚磷酸铅）2.5份，
硬脂酸钙 0.4份，
硬脂酸锌 0.4份，
PE蜡 0.5份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%） 17份；
首先按比例将精确称量的PVC和各种助剂按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为150-185℃。
实施例4
配方如下：
PVC（聚合度970-1070） 50份，
SAN（丙烯腈含量27%） 30份，
铅盐稳定剂（1.2份三碱式硫酸铅、0.8份二碱式亚磷酸铅）2份，
硬脂酸钙 0.5份，
硬脂酸锌 0.5份，
PE蜡 0.5份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%）10份；
纳米碳酸钙 10份
首先按比例将精确称量的PVC、各种助剂和纳米碳酸钙按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为150-185℃。
实施例5
配方如下：
PVC（聚合度1370-1250） 40份，
SAN（丙烯腈含量27%） 50份，
铅盐稳定剂（1.2份三碱式硫酸铅、0.8份二碱式亚磷酸铅）2份，
硬脂酸钙 0.3份，
硬脂酸锌 0.3份，
PE蜡 0.5份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%） 5份，
纳米碳酸钙 5份；
首先按比例将精确称量的PVC、各种助剂和纳米碳酸钙按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为150-185℃。
实施例6
配方如下：
PVC（聚合度970-1135） 25份，
SAN（丙烯腈含量27%） 35份，
月桂酸二丁基锡 0.5份，
环氧大豆油 0.5份，
PE蜡 0.2份，
抗氧剂1010 0.5份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%） 40份；
首先按比例将精确称量的PVC和各种助剂按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为155-190℃。
实施例7
配方如下：
PVC（聚合度650-750） 60份，
SAN（丙烯腈含量27%） 15份，
铅盐稳定剂（1.8份三碱式硫酸铅、1.2份二碱式硬脂酸铅）3份，
硬脂酸钙 0.5份，
硬脂酸锌 0.5份，
PE蜡 0.6份，
抗氧剂1010 0.2份，
纳米碳酸钙 20份；
首先按比例将精确称量的PVC、各种助剂和纳米碳酸钙按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中在70℃下混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为145-180℃。
实施例8
PVC（聚合度650-750） 45份，
SAN（丙烯腈含量27%） 15份，
硫酸二辛基锡 1份，
硬脂酸钙 0.5份
氧化聚乙烯蜡 0.5份，
抗氧剂1010 0.5份，
ABS高胶粉（橡胶含量62%） 20份，
纳米碳酸钙 15份
钛白粉 5份。
首先按上述比例称区各组分原料，将精确称量的PVC、纳米碳酸钙、钛白粉和各种助剂按顺序加入辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合5min；
然后将ABS高胶粉和SAN加入高速搅拌机中继续在70℃下混合8min；
然后通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所用双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为25:1；螺杆各区的温度设置为150-185℃。
以上实施例的性能如表1所示：
表1
注：拉伸强度测试方法依据ASTM D638；弯曲强度的测试方法依据ASTM D790；冲击强度测试方法依据ASTM D256。阻燃性能的测试方法依据UL94。
从实验结果可以看出，当PVC含量接近的时候，SAN和ABS的比例发生变化，其力学性能也随之发生线性的变化，说明PVC/ABS合金的性能可以通过调整PVC、SAN和ABS的比例来控制。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PVC/ABS合金，其特征在于；由包含以下重量份的组分制成：
PVC树脂 25-70份，
苯乙烯-丙烯腈共聚物 15-50份，
稳定剂 1-4份，
润滑剂 0.2-1份，
ABS高胶粉 0-40份，
填料 0-20份，
抗氧剂 0.2-0.5份。
2.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的PVC树脂为硬质聚乙烯，聚合度为650-1400。
3.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物中丙烯腈含量在20-30%之间。
4.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的稳定剂选自铅盐稳定剂、有机锡类稳定剂、金属皂类稳定剂或环氧类稳定剂中的一种或一种以上。
5.根据权利要求4所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的铅盐稳定剂选自三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅或二碱式硬脂酸铅中的一种或一种以上；
或所述的有机锡类稳定剂选自月桂酸二丁基锡、硫酸二丁基锡、硫酸二辛基锡或马来酸辛基锡；
或所述的金属皂类稳定剂选自硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镉；
或所述的环氧类稳定剂选自环氧大豆油。
6.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、蒙旦酯蜡或液体石蜡中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂，优选2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-（4-羟基-3,5-二叔丁基苯基）丙烯酸十八基酯（抗氧剂1076）、三（2,4-叔丁基苯基）亚磷酸酯或四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的PVC/ABS合金，其特征在于；所述的ABS高胶粉为橡胶含量在60-70%的ABS粉料；
或所述的填料包括碳酸钙、滑石粉或钛白粉粉状填料中的一种或一种以上。
9.一种权利要求1-8中任一所述的PVC/ABS合金的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）按权利要求1所述的配比称取各组分原料，将PVC类树脂25-70份，稳定剂1-4份，润滑剂0.2-1份，抗氧剂0.2-0.5份，填料0-20份加入高速搅拌机中在60-80℃下混合5-10min；
（2）将ABS高胶粉0-40份、SAN类树脂15-50份按顺序分别加入高速搅拌机中继续在60-80℃下混合5-10min；
（3）通过精密计量的送料装置，将混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中双螺杆挤出机为带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，长径比为20∶1-35∶1；螺杆各区的温度设置为140-190℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131113 |