CN104817812A - 一种以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以聚(苯乙烯-co-丙烯腈)-聚氯乙烯嵌段共聚物(SAN-b-PVC)为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法。首先采用活性自由基聚合方法制备SAN-b-PVC，再将PVC树脂、ABS树脂、SAN-b-PVC共聚物、热稳定剂和润滑剂等高速混合、双辊混炼或挤出加工、切粒得到ABS/PVC共混合金。采用本发明方法制备的ABS/PVC共混合金具有抗冲强度高、热稳定和阻燃性能好等优点，可以制备管材、汽车内饰面板、仪表和仪器外壳等。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种ABS/PVC共混合金的制备方法。
背景技术
ABS树脂是指聚丁二烯橡胶与苯乙烯、丙烯腈生成的接枝共聚物和苯乙烯-丙烯腈无规共聚物(SAN)的混合物，其中聚丁二烯为分散相，SAN为连续相。ABS树脂具有卓越的物理、机械性能，如韧性、刚性、加工流动性、耐化学药品性和尺寸稳定性等，是一种通用工程塑料，广泛应用于建筑工程、机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表行业等。
聚氯乙烯(PVC)塑料是以PVC树脂为基本原料，与稳定剂、润滑剂等多种助剂混合，经塑化成型而成。根据增塑剂添加与否和添加量的多少，PVC塑料可以制成硬制品、半硬制品和软制品。PVC具有阻燃、耐磨、耐化学腐蚀、电绝缘性好、综合力学性能较好等特点，是性价比高的通用高分子材料之一。
近年来，世界各国对家用电器、建筑材料等产品的阻燃性能的要求日益提高，而大量用于这类产品的ABS本身不能阻燃。为了提高ABS的阻燃性，通常采用添加无机或有机阻燃剂改性的方法，如发明人为王崇高的专利(申请号200510125571.9)报道了由ABS树脂、三氧化二锑、十溴联苯醚、氢氧化铝(经偶联处理)、抗氧剂、磷酸三甲苯酯、氯化聚乙烯、PVC等组成的阻燃ABS生产配方及其制作方法，其中氯化聚乙烯和PVC的质量比都为3％～10％，因此阻燃性能的提高主要依靠小分子无机阻燃剂和有机阻燃剂，为了达到较好阻燃效果所需添加的阻燃剂量往往较大，这不仅增加制品成本，而且造成制品力学性能的下降。
在不添加小分子无机阻燃剂和/或有机阻燃剂的情况下要获得阻燃性能良好的ABS，可以采用ABS与PVC共混的方法，得到具有优良阻燃性能和力学性能的ABS/PVC合金，可替代ABS应用。ABS树脂含有侧苯基、氰基和不饱和双键，与PVC有一定的相容性。在该共混体系中PVC与SAN树脂相的相互作用和界面情况是影响相容性的重要因素。PVC与SAN的相容性又受到SAN中丙烯腈(AN)含量的影响，AN含量过高或过低均易导致相容性降低，其中AN含量为12％～26％的SAN可以与PVC达到较好的混合效果。当PVC与ABS混合良好时，共混体系具有与ABS树脂一样的“海-岛”结构，其中PVC和SAN为共同连续相，聚丁二烯橡胶为分散相，这种相态结构使得共混物具有较好的韧性，抗冲击强度高。
为了最大程度地改善ABS与PVC的相容性和共混合金的力学等性能，通常要在ABS与PVC共混过程中加入适宜的相容剂。ABS和PVC的相容剂主要包括氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯类聚合物(ACR)、MBS、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)等。申屠宝卿等(中国塑料,1997,11(1):31-33)采用α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(α-SAN)为ABS/PVC的相容剂，通过研究α-SAN用量对ABS/PVC共混合金力学性能的影响发现α-SAN用量为5％时共混材料的综合性能最佳。朱伟平以SAN接枝甲基丙烯酸甲酯共聚物(代号YW)为ABS/PVC共混合金的相容剂，发现加入YW相容剂的ABS/PVC合金的抗冲强度虽小于以CPE为相容剂的ABS/PVC合金(CPE本身具有一定的韧性，也是PVC的抗冲改性剂)，但拉伸和弯曲强度、拉伸和弯曲模量均大于以CPE为相容剂的ABS/PVC。
本发明提出了以聚(苯乙烯-co-丙烯腈)-聚氯乙烯嵌段共聚物(SAN-b-PVC)为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，由于SAN-b-PVC同时含SAN和PVC链段，分别与ABS/PVC合金中的PVC和SAN组分的结构一致，因此对ABS和PVC有很好的增容作用，能有效促进ABS和PVC的混溶，形成组成均匀的SAN/PVC连续相，并使聚丁二烯橡胶均匀分散在连续相中，发挥此其对合金的增韧作用。由于SAN-b-PVC相容剂的存在，可以在提高PVC质量分率的前提下，仍保持ABS和PVC之间的良好相容性和共混合金良好的力学性能，而PVC质量分率的提高，能够更好发挥PVC对ABS的阻燃改性作用。
发明内容
本发明提出了一种以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，其特征在于，方法的步骤为：
(1)将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30～35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在35～40℃继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。
(2)将100份PVC树脂、20～40份以上SAN-b-PVC、1.0～3.0份热稳定剂、0.5～1.5份润滑剂高速混合，双辊混炼或挤出加工、切粒得到改性PVC粒料。
(3)将60～80份ABS粒料、40～20份改性PVC粒料混合，双辊混炼或挤出加工得到ABS/PVC共混合金。
其中SAN-b-PVC采用活性自由基聚合方法制备，更具体的是采用单电子转移(SET)活性自由基聚合方法制备。采用活性自由基方法可有效控制聚合物的结构，聚合物分子量基本随单体转化率(反应单体的量)的增加而增加，聚合物分子量分布窄，并具有继续引发聚合的能力，因此可通过改变单体类型得到嵌段共聚物。能用于苯乙烯和丙烯腈的活性自由基聚合方法较多，包括原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移(ATRP)、碘转移聚合等，但氯乙烯聚合具有向单体链转移显著、形成的PVC热稳定性差等问题，适用的活性自由基聚合方法并不多，本发明采用的单电子转移聚合是少数适合氯乙烯的活性自由基聚合方法之一，它是以烷基碘化合物为引发剂，以连二亚硫酸钠、单价铜化合物或铜为催化剂的活性自由基聚合方法。本发明采用三碘甲烷为引发剂，其用量为单体质量的0.5％，连二亚硫酸钠为催化剂，其用量为单体质量的2％。由于三碘甲烷亲油，而连二亚硫酸钠水溶，为了提高水相连二亚硫酸钠分解产生的自由基进入油相，并与三碘甲烷通过单电子转移形成初级自由基，引发聚合，本发明采用细乳液聚合方法进行SAN-b-PVC的合成。具体如下，先将十二烷基硫酸钠主乳化剂和多元醇助乳化剂水中溶解形成乳化液，再通过乳化液与单体的高剪切或超声分散，形成苯乙烯和丙烯腈混合单体的细乳化液，单体以微小液滴形成存在，三碘甲烷均匀分散在单体微液滴中，当体系升温至反应设定温度下，加入碳酸氢钠pH调节剂和连二亚硫酸钠催化剂，开始聚合。由于单体液滴的尺寸小，比表面积大，水相连二亚硫酸钠分解产生的自由基易扩散进入单体液滴并与三碘甲烷更快发生单电子转移形成自由基，因此可提高聚合速率。为了形成稳定、液滴尺寸较小的单体细乳化液，十二烷基硫酸钠的用量为初始单体质量的1.5％，多元醇采用十六-十八醇，其用量为初始单体质量的2.0％。苯乙烯和丙烯腈单体与去离子水的质量比为2/1，苯乙烯和丙烯腈单体的投料质量比为3/1，接近两者共聚的恒比点，以利于形成组成均匀的SAN。苯乙烯-丙烯腈细乳液单电子转移聚合的活性较高，聚合温度在30～35℃之间，聚合时间为5小时。
在单电子转移聚合合成活性SAN的基础上，可以进一步进行氯乙烯的单电子转移活性自由基聚合，这时端基为碘的SAN起到大分子引发剂的作用，为了提高聚合速度，在加入氯乙烯单体后补加连二亚硫酸钠催化剂，用量为氯乙烯单体质量的2％。相对苯乙烯-丙烯腈共聚，氯乙烯单电子转移聚合的速率较低，因此适当提高聚合温度至35～40℃之间。氯乙烯聚合时，体系压力在氯乙烯饱和蒸汽压附近保持恒定，当氯乙烯浓度降低到一定程度下，压力逐渐下降，当压力下降0.05MPa后可结束聚合，排除未反应单体，得到SAN-b-PVC乳液，经凝聚、分离、干燥即可得到粉末状SAN-b-PVC固体。
在以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金制备过程中，采用先将PVC树脂、SAN-b-PVC相容剂和加工助剂混合、熔融加工和造粒，再将含相容剂的PVC粒料与ABS粒料熔融共混的方法制备ABS/PVC共混合金。这是由于PVC和SAN-b-PVC均为粉末状，而ABS树脂多为粒状，三者直接混合，混合物组成不均匀。在PVC和SAN-b-PVC相容剂混合时，SAN-b-PVC相容剂的用量为20-40份/100份PVC树脂。为了克服PVC/相容剂和ABS/PVC共混加工过程中含氯聚合物的热分解，加入有机锡类、钙锌稳定剂或两者的复合物为热稳定剂，热稳定剂用量为0.5～5份/100份PVC树脂。同时在PVC与SAN-b-PVC相容剂的共混过程中，加入聚乙烯蜡、硬脂酸或两者复合型润滑剂，以提高PVC的加工塑化性能，降低加工物与加工机械的黏连。PVC树脂与SAN-b-PVC相容剂、ABS与含相容剂的PVC的熔融共混，可以采用双辊混炼、挤出等加工方式，加工温度为175～200℃。
本发明采用SAN-b-PVC为制备ABS/PVC共混合金的相容剂，其与PVC和ABS的SAN组分相容性好，可使PVC和SAN形成混溶良好的连续相，ABS的聚丁二烯橡胶相在连续相中分散均匀，能有效挥发其对ABS/PVC合金的抗冲改性作用；相比CPE等相容剂，SAN-b-PVC刚性好，因此得到的ABS/PVC合金具有抗冲和拉伸强度大、模量高等优点；此外，采用SAN-b-PVC为相容剂，可实现高含量PVC与ABS的共混，得到的ABS/PVC共混合金具有阻燃性能良好等优点。采用本发明方法制备的ABS/PVC合金可用于管材、汽车内饰面板、仪表和仪器外壳等的生产。
本发明的有益之处在于：
1、由于SAN-b-PVC同时含SAN和PVC链段，分别与ABS/PVC合金中的PVC和SAN组分的结构一致，因此对ABS和PVC有很好的增容作用，能有效促进ABS和PVC的混溶，形成组成均匀的SAN/PVC连续相，并使聚丁二烯橡胶均匀分散在连续相中，发挥此其对合金的增韧抗冲改性作用。
2、由于SAN-b-PVC相容剂的存在，可以在提高PVC质量分率的前提下，仍保持ABS和PVC之间的良好相容性和共混合金良好的力学性能，而PVC质量分率的提高，能够更好发挥PVC对ABS的阻燃改性作用。
3、相比CPE等相容剂，SAN-b-PVC刚性好，因此得到的ABS/PVC合金具有抗冲和拉伸强度大、模量高等优点。
4、采用本发明方法制备的ABS/PVC合金可用于管材、汽车内饰面板、仪表和仪器外壳等的生产，商业前景非常好。
具体实施方式
实施例1：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在35℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、20份SAN-b-PVC相容剂、1.0份有机锡稳定剂、0.5份硬脂酸润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例2：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、30份SAN-b-PVC相容剂、3.0份钙锌稳定剂、0.5份硬脂酸和1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例3：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、40份SAN-b-PVC相容剂、2.5份钙锌稳定剂、0.5份硬脂酸和1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为175℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例4：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在35℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、30份SAN-b-PVC相容剂、2.0份钙锌稳定剂、1.5份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例5：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在38℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、30份SAN-b-PVC相容剂、1.5份钙锌稳定剂和0.5份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的挤出机加工，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的挤出机中加工，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例6：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、25份SAN-b-PVC相容剂、2.5份钙锌稳定剂、0.5份硬脂酸和1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的挤出机中加工，切粒得到改性PVC粒料。
将60份ABS粒料、40份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的挤出机中加工，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例7：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、40份SAN-b-PVC相容剂、2.0份钙锌稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的挤出机加工，切粒得到改性PVC粒料。
将80份ABS粒料、20份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的挤出机中加工，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例8：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至35℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、35份SAN-b-PVC相容剂、2.0份钙锌稳定剂、1.0份有机锡稳定剂和1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为175℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为190℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例9：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在40℃下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、30份SAN-b-PVC相容剂、2.0份钙锌稳定剂、0.5份硬脂酸蜡润滑剂高速混合，加入到温度为175℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将65份ABS粒料、35份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为190℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例10：
将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75℃，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30℃，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在37℃继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC。，
将100份悬浮PVC树脂、30份SAN-b-PVC相容剂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到改性PVC粒料。
将75份ABS粒料、25份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
实施例11
比较例1
将100份悬浮PVC树脂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到PVC粒料。
将80份ABS粒料、20份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
比较例2
将100份悬浮PVC树脂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到PVC粒料。
将75份ABS粒料、25份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
比较例3
将100份悬浮PVC树脂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到PVC粒料。
将70份ABS粒料、30份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
比较例4
将100份悬浮PVC树脂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到PVC粒料。
将65份ABS粒料、35份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
比较例5
将100份悬浮PVC树脂、1.0份有机锡稳定剂、1.0份聚乙烯蜡润滑剂高速混合，加入到温度为180℃的双辊混炼机中混炼加工8分钟，切粒得到PVC粒料。
将60份ABS粒料、40份以上改性PVC粒料混合，加入到温度为195℃的双辊混炼机中混炼加工6分钟，切粒得到ABS/PVC共混合金。
以上实施例和比较例得到的ABS/PVC合金加工制得抗冲和拉伸样条，分别采用摆锤冲击仪和万能材料试验及测定其室温缺口抗冲强度和拉伸强度等，结果如表1所示。
表1 ABS/PVC合金的力学性能
实施例12：其他指标测评
(1)阻燃性能
采用常规方法测试实施例1-10所得ABS/PVC共混合金的阻燃性能。
表1为实施例1-10所得ABS/PVC共混合金的阻燃性能数据。
表1 阻燃性能数据
| 组别 | 垂直燃烧 | 水平燃烧/(mm/min) | 氧指数 |
| 实施例1 | 离火5s灭 | 不能燃烧 | 31.6 |
| 实施例2 | 离火6s灭 | 不能燃烧 | 30.8 |
| 实施例3 | 离火4s灭 | 不能燃烧 | 32.1 |
| 实施例4 | 离火5s灭 | 不能燃烧 | 30.5 |
| 实施例5 | 离火5s灭 | 不能燃烧 | 30.9 |
| 实施例6 | 离火6s灭 | 不能燃烧 | 31.7 |
| 实施例7 | 离火5s灭 | 不能燃烧 | 31.1 |
| 实施例8 | 离火6s灭 | 不能燃烧 | 30.6 |
| 实施例9 | 离火5s灭 | 不能燃烧 | 31.6 |
| 实施例10 | 离火4s灭 | 不能燃烧 | 30.8 |
而利用双螺杆挤出机进行了阻燃ABS试验,试验结果表明Z11.7达到UL94V-0级。
由此可见，本发明获得的合金具有优秀的阻燃性能。
(2)力学性能
采用常规方法测试实施例1-10所得ABS/PVC共混合金的力学性能进行测定，包括：弯曲强度/MPa、弯曲模量/MPa、洛氏硬度(R标度)。
表2为实施例1-10所得ABS/PVC共混合金的力学性能数据。
表2 力学性能数据
由此可见，本发明获得的合金具有优秀的力学性能。
综上所述，本发明提出了以聚(苯乙烯-co-丙烯腈)-聚氯乙烯嵌段共聚物(SAN-b-PVC)为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，由于SAN-b-PVC同时含SAN和PVC链段，分别与ABS/PVC合金中的PVC和SAN组分的结构一致，因此对ABS和PVC有很好的增容作用，能有效促进ABS和PVC的混溶，形成组成均匀的SAN/PVC连续相，并使聚丁二烯橡胶均匀分散在连续相中，发挥此其对合金的增韧作用。由于SAN-b-PVC相容剂的存在，可以在提高PVC质量分率的前提下，仍保持ABS和PVC之间的良好相容性和共混合金良好的力学性能，而PVC质量分率的提高，能够更好发挥PVC对ABS的阻燃改性作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种以聚(苯乙烯-co-丙烯腈)-聚氯乙烯嵌段共聚物(SAN-b-PVC)为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，其特征在于，方法的步骤为：
(1) 将1.5克十二烷基硫酸钠溶解在200克去离子水中，加入2克十六-十八混合醇，升温到75oC，搅拌1小时溶解，降至室温；加入75克苯乙烯和25克丙烯腈单体、0.50克三碘甲烷引发剂，高速剪切或超声分散形成单体均化液，将均化液加入到反应釜中，升温至30~35 oC，加入0.45克碳酸氢钠pH调节剂、2.0克连二亚硫酸钠催化剂，搅拌反应5小时，得到活性SAN乳液；然后加入100克氯乙烯单体，并补加2.0克连二亚硫酸钠催化剂，在35~40 oC下继续反应至体系压力下降0.05MPa，排除未反应单体，凝聚、分离、干燥得到SAN-b-PVC；
(2) 将100份PVC树脂、20~40份以上SAN-b-PVC、1.0~3.0份热稳定剂、0.5~1.5份润滑剂高速混合，双辊混炼或挤出加工、切粒得到改性PVC粒料；
(3) 将60~80份ABS粒料、40~20份改性PVC粒料混合，双辊混炼或挤出加工得到ABS/PVC共混合金。
2.根据权利要求1所述的一种以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，其特征在于所述的热稳定剂为有机锡类、钙锌稳定剂或两者的复合物。
3.根据权利要求1所述的一种以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，其特征在于所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸或两者的复合物。
4.根据权利要求1所述的一种以SAN-b-PVC为相容剂的ABS/PVC共混合金的制备方法，其特征在于所述双辊混炼和挤出加工的温度175~195oC。
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| CN107474438A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-15 | 王春望 | 一种聚氯乙烯基相容剂及其制备方法 |
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2015
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