CN105273325B - 一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法，属于聚氯乙烯材料技术领域。其特征在于，重量份组成为：PVC树脂100份、稀土稳定剂4~10份、丙烯腈‑氯化聚乙烯‑苯乙烯共聚物20~80份、增塑剂1.0~5.0份、抗冲改性剂0.5~3.0份、润滑剂0.4~0.8份、纳米活性碳酸钙5~15份；上述物料680~1400r/min搅拌升温至100~120℃时，再在85r/min搅拌冷却，降温至40~50℃后，再加入丙烯腈‑氯化聚乙烯‑苯乙烯共聚物混合2~8min得干混料；干混料在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。提高了产品的耐寒性、耐磨性和抗冲性能；适于制备除雪工具。

Description

一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法

技术领域

一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法，属于聚氯乙烯材料技术领域。

背景技术

寒冷的冬天，为了防止积雪给人们的出行和生活造成重大影响，除雪铲、除雪楸、推雪板等除雪工具必不可少。当下此类工具的主要功能部位主要有塑料或金属材质，所用塑料主要是复合PE材料或其它工程塑料制得，耐磨性好、硬度强、锋利，能在-40℃使用，但是这些塑料由于采用的原料珍惜所以塑料价格较高。聚氯乙烯（PVC）是一种价格低廉、性价比高的树脂，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、强度高等优点，但是其耐磨耐寒性能不理想，在寒冷环境下容易变脆，抗冲击性能降低，很容易损毁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成本低、耐寒、耐磨、低温下高抗冲的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于，重量份组成为：聚氯乙烯树脂100份、稀土稳定剂4~10份、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物（ACS）20~80份、增塑剂1.0~5.0份、抗冲改性剂0.5~3.0份、润滑剂0.4~0.8份、纳米活性碳酸钙5~15份；

所述的聚氯乙烯树脂为聚合度1700~2000的悬浮法聚氯乙烯树脂；所述的增塑剂为甘油酯和N，N-二烷基取代的脂肪酰胺按照质量比0.5~3.5：0.5~1.5混合的组合物，其中N，N-二烷基取代的脂肪酰胺的链长为4~6个碳。

本发明选用ACS和甘油酯与N，N-二烷基取代的脂肪酰胺混制的增塑剂来配合特定聚合度的高聚合度PVC树脂，以得到最佳的耐寒性、耐磨性和抗冲性能。本发明配制的特定链长特定比例的增塑剂能最大限度的分散至ACS之间，保证了ACS与聚合度1700~2000的聚氯乙烯树脂的相容，使两者的性能相互弥补、相互增强产生最佳的耐寒性、耐磨性。另外本发明使用了环保型的稀土稳定剂，有效改善PVC体系的力学性能，改善其加工流动性，有利于注塑成型；使用了少量纳米活性碳酸钙，提高制品硬度和抗冲击性能。

优选的，聚氯乙烯树脂100份、稀土稳定剂6~8份、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物（ACS）40~70份、增塑剂3.0~4.0份、抗冲改性剂1~2份、润滑剂0.4~0.5份、纳米活性碳酸钙8~10份。此优选重量份配比能够最大限度的提高组合物整体性能。

优选的，所述的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物（ACS）的重量份为40~70份。ACS作为与聚合度1700~2000的聚氯乙烯树脂配合使用的关键，其实质是作为PVC改性剂，ACS的用量改变能够产生较大的影响，优选的重量份为40~70份既能保证组合物的最佳耐寒、耐磨性能，又能保持PVC自身的高强度。

优选的，所述的抗冲改性剂为ACR类抗冲改性剂。ACR类抗冲改性剂能使硬质PVC产品具有耐寒性好的特点。赋予制品优异的抗冲击性能、耐磨性能、耐寒性能和良好的流动性，其中ACS和ACR类抗冲改性剂对组合物耐寒性具有明显的协同作用。

优选的，所述的润滑剂为ACR类润滑剂。ACR类润滑剂为加工助剂型润滑剂，如日本钟渊生产的PA101。ACR类润滑剂同样作为ACR产品的一种，能够与ACS和ACR类抗冲改性剂具有更好的相容性，组合物的成份更均匀，质量更稳定。润滑剂也可以使用微晶蜡、PE蜡中的一种或两种任意比例的组合物。

一种上述耐寒耐磨聚氯乙烯组合物的制备方法，具体制备步骤为：

（1）干混料的制备：将聚氯乙烯树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙按上述重量份组成称量，一同放入680~1400r/min的高速混合机中搅拌，当温度升至100~120℃时，将高速混合机中的混合料放入85r/min的低速混合机中搅拌冷却，温度降至40~50℃后，加入上述用量的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物在85r/min的低速混合机混合2~8min即得干混料；

（2）组合物的制备：将制备好的干混料加入挤出机中，在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。

在制备过程中先将PVC树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙高速高温混合均匀，在混匀的物料逐渐降温至40~50℃时再加入ACS即可较好的混匀，挤出成份均匀的粒料，在增塑剂的作用下无需预先在高温下是PVC和ACS接近软化温度混合。

与现有技术相比，本发明的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物及其制备方法所具有的有益效果是：本发明使用了聚合度为1700~2000的高聚合度PVC树脂，提高了产品的耐寒性、耐磨性和抗冲性能；使用了环保型的稀土稳定剂，有效改善PVC体系的力学性能，改善其加工流动性，有利于注塑成型；同时使用了以下组分：PVC改性剂的ACS、耐寒型ACR和少量耐寒增塑剂，赋予制品优异的抗冲击性能、耐磨性能、耐寒性能和良好的流动性，其中ACS和ACR对组合物耐寒性具有明显的协同作用；使用少量纳米活性碳酸钙，提高制品硬度和抗冲击性能，降低成本。

本发明组合物的低温脆点可达-45℃，所生产的除雪工具可在-40℃下使用；耐磨性可低至18mg，经久耐用；熔体流动速率可达19g/10min，有利于注塑；洛氏硬度可达M116。使用本专利发明的PVC组合物生产的除雪工具，价廉物美，具有耐寒、耐磨、高抗冲等优点。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。

各实施例和对比例的物料配比及其参照GB 3960《塑料滑动摩擦磨损试验方法》和GB5470《塑料冲击脆化温度试验方法》检测的性能测试结果见表1、表2

实施例1~8及对比例1~5的组合物的制备方法为：（1）干混料的制备：将PVC树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙按上述重量份组成称量，一同放入680~1400r/min的高速混合机中搅拌，当温度升至100~120℃时，将高速混合机中的混合料放入85r/min的低速混合机中搅拌冷却，温度降至40~50℃后，加入已干燥好的所需用量的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物在85r/min的低速混合机混合2~8min即得干混料；

（2）组合物的制备：将干混料加入双螺杆挤出机或双/单螺杆双阶挤出机中，在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。

对比例6的制备方法为：（1）将PVC树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物按上述重量份组成称量，一同放入680~1400r/min的高速混合机中搅拌，当温度升至100~120℃时，将高速混合机中的混合料放入85r/min的低速混合机中搅拌冷却，温度降至40~50℃即得干混料；

（2）组合物的制备：将干混料加入双螺杆挤出机或双/单螺杆双阶挤出机中，在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。

对比例7的制备方法为：（1）干混料的制备：干混料的制备：将PVC树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙按上述重量份组成称量，一同放入500r/min的高速混合机中搅拌，当温度升至140℃时，将高速混合机中的混合料放入85r/min的低速混合机中搅拌冷却，温度降至20℃后，才加入已干燥好的所需用量的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物在85r/min的低速混合机混合2~8min即得干混料；

（2）组合物的制备：将干混料加入双螺杆挤出机或双/单螺杆双阶挤出机中，在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。

表1实施物料配比及组合物所的产品性能（重量份）

表2对比例料配比及组合物所的产品性能（重量份）

对比例1~4与各实施例相比，没有使用ACS和耐寒型ACR配合，仅使用普通抗冲改性剂时组合物的耐寒性、耐磨性、熔体流动、硬度都受到非常严重的影响，与传统PVC没有什么区别；对比例5与各实施例相比虽然具有ACS与PVC配合，但是增塑剂在未采用本发明所述的配制比例时，在ACS的作用下性能有一定提升，但是未能达到理想的效果，不能满足寒冷条件下除雪工具的要求。对比例6和对比例7未按照本发明的组合物制备方法制备，虽然在组合物成份的作用下产生了较大的性能提升，但是还达不到最佳的效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于，重量份组成为：聚氯乙烯树脂100份、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物20~80份、增塑剂1.0~5.0份、稀土稳定剂4~10份、抗冲改性剂0.5~3.0份、润滑剂0.4~0.8份、纳米活性碳酸钙5~15份；

所述的聚氯乙烯树脂为聚合度1700~2000的悬浮法聚氯乙烯树脂；所述的增塑剂为甘油酯和N，N-二烷基取代的脂肪酰胺按照质量比0.5~3.5：0.5~1.5混合的组合物，其中N，N-二烷基取代的脂肪酰胺的链长为4~6个碳；

所述的抗冲改性剂为ACR类抗冲改性剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于，重量份组成为：聚氯乙烯树脂100份、稀土稳定剂6~8份、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物40~70份、增塑剂3.0~4.0份、抗冲改性剂1~2份、润滑剂0.4~0.5份、纳米活性碳酸钙8~10份。

3.根据权利要求1所述的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物的重量份为40~70份。

4.根据权利要求1所述的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述的润滑剂为ACR类润滑剂。

5.根据权利要求1所述的一种耐寒耐磨聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述的润滑剂为微晶蜡和/或PE蜡。

6.一种权利要求1~5任一项所述的耐寒耐磨聚氯乙烯组合物的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

（1）干混料的制备：将聚氯乙烯树脂、稀土稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂和纳米活性碳酸钙按上述重量份组成称量，一同放入680~1400r/min的高速混合机中搅拌，当温度升至100~120℃时，将高速混合机中的混合料放入85r/min的低速混合机中搅拌冷却，温度降至40~50℃后，加入上述用量的丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物在85r/min的低速混合机混合2~8min即得干混料；

（2）组合物的制备：将制备好的干混料加入挤出机中，在110~170℃温度条件下熔融共混挤出，经塑料切粒机切成粒料即得。