CN103467886A - 添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的pvc型材及制备方法 - Google Patents

添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的pvc型材及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明述及添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，属于氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂在PVC树脂加工中的技术应用。本发明所述利用氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂独有的内增塑性能、良好的加工性能和韧性性能等特性，对普通PVC树脂进行改性，按照重量单位其加工配方为PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5-10份，热稳定剂1-5份，填料5-20份，其他助剂3-6份。在PVC型材的加工过程中，使用氯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂替代加工改性剂ACR和CPE，采用特定混料工艺，使其与无机粒子起到协同作用，从而降低PVC型材的加工温度，提高PVC型材的力学性能。

Description

添加氯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法
技术领域
本发明涉及添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，特别是涉及到一种氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂在PVC型材加工中的应用技术。
背景技术
聚氯乙烯在加工应用时，尤其在加工硬制品时，材料抗冲击性能较差、热稳定性欠佳，严重制约了材料的力学性能指标，不能满足加工和使用要求，必须加入各种改性剂。改性剂的加入虽然使硬质PVC材料的抗冲击性得到一定的提高，但改性剂与PVC的相容性有限，影响硬质PVC材料的其它力学性能，如对PVC型材的焊角强度提高幅度有限，同时价格昂贵的改性助剂提高了PVC型材的加工成本，从而制约后加工产品的应用与推广。据《中国塑料》27卷第4期中《一种新型交联剂对ACR增韧PVC的影响》报道，当经二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）交联改性的丙烯酸酯类核壳增韧改性剂（ACR）在PVC加工中含量达到8份时，材料的冲击强度是纯PVC的39倍。可以看出改性后的ACR有利于提高PVC材料的力学性能，与加工改性剂相比，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂性价比高，与聚氯乙烯树脂具有更好的相容性好，当氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂含量达到5份时可完全替代加工改性剂，并使材料具有较高的力学性能。因此，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂在PVC型材中具备很好的应用优势。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，来提高PVC型材的力学性能。
本发明所采用的技术方案是：
选用合适的氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂，逐步替代加工配方中的加工改性剂，从而确定基本加工配方，采用特定预混料工艺进行原料和助剂的混合，通过在生产线上进行PVC型材的加工，优化加工工艺及控制参数，制备出添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材。
所述氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂是采用氯乙烯和丙烯酸酯两种单体经悬浮共聚法制得，第二单体丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种，共聚树脂颗粒表面褶皱多且厚，表皮较少，玻璃化温度低于普通PVC树脂，易塑化等特性，使其具备独有的内增塑性能、良好的加工性能和韧性性能，可对普通PVC树脂进行改性，使改性材料的性能得到大幅度的提高，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的性能指标为：粘数108-115，丙烯酸酯含量5-15%，表观密度0.48-0.55g/ml，鱼眼不大于8个，100g树脂增塑剂吸收量不小于20g。
所述氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂替代加工改性剂，加工配方中，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂含量达到5份或5份以上时，可以完全替代加工改性剂ACR和CPE。
所述PVC型材加工配方为，按照重量单位其加工配方为PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5-10份，有机锡类稳定剂1-5份，无机填料5-20份，颜料、润滑等辅助性助剂3-6份。
所述PVC型材加工配方中，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂与填料复合具有协同作用，可改善材料的加工流动性，同时提高热稳定性、尺寸稳定性等性能，填料可选择轻质碳酸钙、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、白炭黑、大理石粉、红泥、高岭土、膨润土中的一种或以上。
所述特定预混料工艺，是先将称量好的PVC树脂和氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂在40℃以下混合一分钟后加入混合机中，在400r/min的低转速下继续混合，温度达到50℃时，调成1000r/min高转速并加入稳定剂，75℃时加入其他助剂，85℃时加入填料，温度达到105-115℃时，调低转速并将物料送入转动着的冷混机中，待温度低于40℃后可排出预混料进行过筛、在20-30℃下放置24小时以上进行检测、待用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是利用氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂独有的内增塑性能、良好的加工性能和韧性性能等特性，对普通PVC树脂进行改性，使改性材料的性能得到大幅度的提高，成本明显降低。在降低加工成本方面表现在，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂可部分或完全替代加工改性及ACR和CPE，降低助剂成本；在原有的填料基础上增加填料用量，降低原料成本。PVC硬制品的抗冲击强度提高了50%。
具体实施方式
下面以结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
通用SG-5型PVC树脂100份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份，ACR1.5份，CPE9.5份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）1.3/1.2，焊角强度4060 N，简支梁冲击强度20.28kJ/m2。
实施例2
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂1份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份， CPE9.5份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）1.1/1.2，焊角强度4674 N，简支梁冲击强度30.01kJ/m2。
实施例3
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份， CPE5.0份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）1.0/0.8，焊角强度4728 N，简支梁冲击强度37.11kJ/m2。
实施例4
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）1.1/0.9，焊角强度4587 N，简支梁冲击强度32.52kJ/m2。
实施例5
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙25份， CPE5.0份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）1.0/1.1，焊角强度4694 N，简支梁冲击强度36.80kJ/m2。
实施例6
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂8份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份， CPE5.0份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）0.9/1.0，焊角强度4712 N，简支梁冲击强度38.23kJ/m2。
实施例7
通用SG-5型PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂10份，有机锡稳定剂5份，轻质碳酸钙20份， CPE5.0份，润滑剂0.086份，钛白粉5.3份，群青和荧光增白剂各微量。
按照以上配方混料后，在挤出机上进行挤出，加工制品性能检测如下：
加热后尺寸变化率（％）0.8/0.9，焊角强度4735 N，简支梁冲击强度39.09kJ/m2。
通过以上7个实例对比可以看出，在PVC型材加工过程中加入氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂，制品的焊角强度、简支梁冲击强度等力学性能明显提高。氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂可部分或完全替代加工改性剂ACR和CPE，当氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂加入量为5-10份，在完全替代加工改性剂的情况下，其制品冲击强度提高幅度达40%-50%。与普通硬质PVC材料相比，添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材的加工成本得到一定幅度的降低。

Claims (5)

1.添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，其特征在于，按照重量单位其加工配方为PVC树脂100份，氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂5-10份，有机锡类稳定剂1-5份，无机填料5-20份，颜料、润滑等辅助性助剂3-6份，经混料、熟化、挤出、成型制得PVC型材。
2.根据权利要求1所述添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，其特征在于氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂中的丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种。
3.根据权利要求1所述添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，其特征在于添加的氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的粘数108-115ml/g，丙烯酸酯含量5-15%。
4.根据权利要求1所述添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法，其特征在于加工配方中的无机填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、白炭黑、大理石粉、红泥、高岭土、膨润土中的一种或以上。
5.根据权利要求1所述添加氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂的PVC型材及制备方法中原料和助剂的预混料工艺其特征在于，先将称量好的PVC树脂和氯乙烯－丙烯酸酯共聚树脂在40℃以下混合一分钟后加入混合机中，在低转速下继续混合，温度达到50℃时，调成高转速并加入稳定剂，75℃时加入其他助剂，85℃时加入填料，温度达到105-115℃时，调低转速并将物料送入转动着的冷混机中，待温度低于40℃后可排出预混料进行过筛、检测、待用。
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