CN1056384C - 降低氯化聚氯乙烯加工成形温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低氯化聚氯乙烯(以下简写为CPVC)加工成形温度的方法。其特征在于利用力化学作用的原理，对具有一定组成比的烯类单体与CPVC的混合物进行塑炼。混合物塑炼时受机械的剪切应力作用，导致CPVC分子链发生断裂，形成大分子自由基，引发烯类单体在CPVC分子链上进行接枝共聚(包括嵌段共聚)。所得的接枝共聚改性产物具有内增塑性能，加工成形温度为130～150℃；而未经接枝改形的CPVC加工成形温度为180℃。

Description

本发明是关于降低氯化聚氯乙烯(以下简写为CPVC)加工成形温度，避免在加工过程中热分解以及成形性差的方法。

CPVC具有许多比PVC更优良的物理性能、机械性能和化学性能。如使用温度高、机械强度大；更耐老化、耐化学腐蚀等。但存在不足之处，加工温度高，成形性能差，加工过程中容易发生热分解，严重时甚至不能加工。由于CPVC的加工温度和热分解温度相差无几，因而加工温度范围窄，导致成形性差。对此，人们常从提高CPVC的热稳定性着手，试图解决CPVC在高温下分解、成形差的问题。比如对CPVC添加环氧类化合物(《现代塑料加工应用》，1994，6(4)，34～37)、各种铅盐等。这些都是对CPVC起着稳定化作用，在一定程度上改善了加工性能，但这不是十分有效的。而且还带来其它问题。如小分子添加物的渗出，铅盐的毒性问题，稳定剂耗尽后明显降低机械性能等等。

本发明的目的在于针对上述CPVC加工温度高、成形性能差等缺点，采取力化学接枝办法，对CPVC进行接枝改性，使其加工温度降低，改善成形性能。力化学接枝效率高，操作容易，即时即地都能得到所需的产物。无需引发剂、溶剂和其它添加剂。产物无需提纯就有较好的稳定性。经有关单体接枝改性的CPVC，其接枝链段具有内增塑作用，因而成形温度大大降低。接枝共聚物中接枝链段的内增塑作用是永久性的，没有渗出问题，也不存在如铅盐那样毒性问题。接枝改性从根本上降低了CPVC的熔融温度，也就是降低了CPVC的加工成形温度。由于加工成形温度得到降低，热分解问题、成形差等问题，自然也就不复存在。为了实现上述发明的目的，本发明通过力化学方法将具有一定组成比的烯类单体和CPVC的混合物进行塑炼。CPVC在小于60℃下通过开炼机塑炼时，由于机械剪切力的作用，发生分子链断裂，形成大分子自由基，并引发已存在的烯基单体，按自由基反应机理与大分子自由基进行加成聚合，得加工成形温度明显降低的接枝共聚物。CPVC分子链断裂时发生的大分子自由基的弧电子要是在链端，则生成嵌段共聚物，要是弧电子转移到分子链的其它位置，则生成的为接枝共聚物。这里统称为接枝共聚物。

本发明所用单体，从原则上说可以包括所有的烯类单体，但更为适用的烯类单体主要包括：甲基丙烯酸烷基酯类、丙烯酸烷基酯类、苯乙烯、α-烷基苯乙烯、马来酸二烷基酯类以及易于生成结构化产物的单体；丙烯腈、丙烯酸烷基丙烯酸类、丙烯酸羟基烷基酯类、马来酸酐等。少量结构化对产物的机械强度提高有利。

本发明所用的CPVC其聚合度为590～2500；氯含量58～70％。

本发明用以发生力化学作用的机械包括：开炼机、密炼机、挤出机以及能产生剪切应力的其它设备。塑炼时这些机械要加以冷却，保持工作面温度不高于60℃为宜。温度高接枝效果差。

本发明所用的烯类单体与CPVC的用量比为5～35∶100质量份，更好为10～25∶100。用多种单体时，单体总用量与CPVC用量比也为5～35∶100质量份。

本发明与现采用的改性CPVC技术相比具有工艺过程简单，改性后的CPVC加工温度低，因而具有加工笥能好且不易发生热分解等突出优点。

实施例1.

CPVC(聚合度约1000，由XS-3型PVC以固相法制得，氯含量67.8％，粉状体)100质量份，甲基丙烯酸甲酯(MMA)20质量份。将两者混合，在开炼机上塑炼，塑化后薄通30次(约5分钟)。操作过程中，开炼机的辊温要保持勿超过60℃为宜。将塑炼薄通后产物置于平板硫化机上模压。开始时压板温度为120℃，施加压力约为10MPa。加热压板，压板温度每上升5℃，观察一次试料溶化的情况。直至可以成形时的温度，即为该试料的最低成形温度。模压物约为1mm厚薄片。

参考例1.

未接枝改性的CPVC(同实施例1中说明)100质量份，氯化聚乙烯(CPE，氯含量40％，牌号140B，潍坊化工厂产品020质量份。将两者混合，同实施例1，在开炼机上进行塑炼，但难得塑化产物，故直接置入180℃压机中加压，进行塑化。把塑化后的片状物剪碎做为试料，将该试料置于已热至120℃压板中，施加10MPa压力，升温，同样每升5℃，观察一次试料溶化情况，直至可以成形的温度，记为最低成形温度。

参考例2.

未接枝改性的CPVC(同实施例1中说明)100重量份，置入已加热至180℃压机加压塑化。把塑化后片状物剪成碎片后，同参考例1一样处理，得最低成形温度。

将实施例1、参考例1、参考例2的最低成形温度列于表中。

表1最低成形温度的比较

例子   CPVC   MMA    CPE质量份 质量份 质量份	最低成形温度℃
		实施例1  100    20   -参考例1  100    -    20参考例2  100    -    -	140180180

实施例2.

CPVC(同实例1中说明)100质量份，丙烯酸丁酯5质量份，MMA14质量份，环氧棉籽油5重量份，混合后同实施例1操作，进行力化学接枝共聚。产物的最低成形温度为150℃。实施例3～7.

CPVC(聚合度约1000，由XS-3型PVC以固相氯化法制得，氯含量65.6％，粉状体)分别与不同单体力化学接枝的例子(实施例3～7)示于表2。其中各组分用量为：CPVC100质量份，单体20质量份。操作手续同实施例。

参考例3

CPVC(同实施例3～7中说明)100质量份，同参考例2一样操作手续，产物的最低成形温度列入表2。(表见文后)

             表2最低成形温度、强度、软化点的比较例子           CPVC        单体             单体量    最低成    拉伸强度      维卡

                                                  形温度                 软化点

           质量份                       质量份      ℃         MPa         ℃实施例3        100        甲基丙烯酸甲酯      20        150        71.3        109实施例4        100        甲基丙烯酸乙酯      20        140        76.5        103实施例5        100        丙烯酸乙酯          20        140        77.9        109实施例6        100        丙烯酸丁酯          20        140        78.2        106实施例7        100        苯乙烯              20        130        73.3        111实施例3        100                                      180        82.4        117

Claims (3)

1.一种降低氯化聚氯乙烯加工成形温度的方法，其特征在于通过力化学方法将烯类单体和氯化聚氯乙烯的混合物塑炼，得嵌段共聚物或接枝共聚物，其氯化聚氯乙烯的聚合度为590-2500，氯含量为58-70％，烯类单体与氯化聚氯乙烯组成比为5-35∶100质量份。

2.根据权利要求1所述的降低氯化聚氯乙烯加工成形温度的方法，其特征在于力化学方法的剪切应力是通过开炼机、密炼机、挤出机以及能产生剪切应力的其他设备来提供。

3.根据权利要求1所述的降低氯化聚氯乙烯加工成形温度的方法，其特征在于烯类单体主要包括：甲基丙烯酸烷基酯类、丙烯酸烷基酯类、苯乙烯、α-烷基苯乙烯、马来酸二烷基酯类以及丙烯腈、丙烯酸烷基丙烯酸类、丙烯酸羟基烷基酯类、马来酸酐。