CN107082976A - 一种高抗冲高流动性pvc配方及其制备方法 - Google Patents

一种高抗冲高流动性pvc配方及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗冲高流动性PVC配方及其制备方法，由下列重量份数的组份组成：PVC树脂：60～95份；ACR‑g‑VC树脂：3～50份；PVC细粉：3～15份；复合稳定剂：2～5份；内润滑剂：0.5～2份；外润滑剂：0.5～1份；碳酸钙：20～50份；采用常规挤出工艺，本发明通过加入低聚合度的PVC细粉和ACR‑g‑VC树脂(氯乙烯‑丙烯酸正丁酯接枝共聚物)，主要利用低聚合度PVC树脂、氯乙烯‑丙烯酸正丁酯接枝共聚物两者都具有的内增塑作用，协同提高塑化性能，降低塑化时间，同时显著提高塑料制品的抗冲性能。

Description

一种高抗冲高流动性PVC配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC领域，具体涉及一种高抗冲高流动性PVC配方及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是五大通用塑料原料之一，较易加工，具有良好的综合力学性能。但加工温度较高，通常在160℃，而PVC热稳定性差，当温度高于150℃时易发生分解，释放出HCl，使产品变色，且抗冲强度差。因此，如果通过配方改进，原料容易塑化，加工温度降低，则制品性能变好。
中国专利CN104031332A高流动性硬质聚氯乙烯材料及其制备方法，是采用加入一种热溶胶用的固体润湿剂，通过双螺杆挤出造粒，制成薄壁制品，通过螺杆的剪切力和热传递作用，促使固体润湿剂与PVC树脂分子间发生强烈的相互作用，进而制得一种与固体润湿剂相容性良好的高流动性硬质PVC材料。该材料较普通PVC材料具有更低的熔体粘度，更高的流动性能，产品的力学性能也得到一定的改善，耐热性能得以保持。该专利只是在流动性方面有一定改善，对制品冲击强度未改进，只能用于普通薄壁制品。
专利CN103602023A一种抗冲击的管材配方，采用加入ASA树脂的方法，通过对配方进一步优化，使得在PVC管材的加工过程中能促进无机填料的分散，提高PVC熔体的流动性，提升拉伸强度与断裂伸长率，改变了聚乙烯制品在使用氯化聚乙烯时，韧性好，硬度低的缺点。专利未提及具体提高性能到何种程度，也未分析清楚原理。
所以研发一种高抗冲高流动性PVC配方，是亟待解决的一个技术问题。
发明内容
针对PVC在加工中存在的加工温度高、熔体粘度大、热稳定性差等问题，本发明提出一种高抗冲高流动性配方及其制备方法，解决上述存在的这些问题。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
一种高抗冲高流动性PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂：60～95份；ACR-g-VC树脂：3～50份；
PVC细粉：3～15份；复合稳定剂：2～5份；
内润滑剂：0.5～2份；外润滑剂：0.5～1份；
碳酸钙：20～50份。
作为优选：一种高抗冲高流动性PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂：60份，ACR-g-VC树脂为30份；
PVC细粉为10份，复合稳定剂为3.5份；
内润滑剂：0.5份，外润滑剂：0.5份；
碳酸钙35份。
作为优选：所述PVC树脂为通用型SG5树脂。
所述ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸正丁酯接枝共聚物，聚合度与通用型SG5树脂相当。中国专利201610688034.3一种悬浮法氯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚树脂的制备方法，提供一种悬浮法氯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚树脂的制备方法，采用悬浮聚合工艺，通过调整优化聚合配方和控制丙烯酸正丁酯加入技术，制备的氯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚树脂产品，形态规整，粒径分布集中，呈透明状，且具有更高的表观密度和更低的吸油率，表现出明显的内增塑性和抗冲性能。
所述PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。
所述复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或多种复合。
所述的碳酸钙填料粒径为纳米级。
所述的外润滑剂选自聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的任意一种。
所述的内润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂醇、硬脂酸丁酯中的任意一种。
一种高抗冲高流动性PVC配方的制备方法，包括以下步骤：
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
有益效果
本发明通过加入低聚合度的PVC细粉和ACR-g-VC树脂(氯乙烯-丙烯酸正丁酯接枝共聚物)，主要利用低聚合度PVC树脂、氯乙烯-丙烯酸正丁酯接枝共聚物两者都具有的内增塑作用，协同提高塑化性能，降低塑化时间，细小PVC颗粒塑化温度较低和塑化时间较短，PVC细粉是采用低分子量树脂，低分子量树脂更容易塑化，是因为PVC在160～180℃时，粉粒破裂，细小的粒子更容易塑化，逐渐形成相互缠绕的链团结构，而分子间的缠绕使树脂流动性变差，采用低分子量树脂，与大分子量的树脂相比，相互间的缠绕少些，PVC熔体的粘度降低，使流动性更好；因为低分子量的PVC细粒，更易塑化，且氯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物促进塑化的同时增加抗冲性能，降低体系熔体粘度，提高流动性能，降低加工温度，减少塑化时间，提高产品抗冲性能并降低能耗。
本发明提供的配方，与采用全部用普通SG5型PVC树脂的配方比较，在同等配方下，通用型SG5树脂塑化时间为130～150s，加入ACR-g-VC树脂和PVC细粉，塑化时间为60～100s，缩短30％以上。在同等配方下，通用型SG5树脂制品冲击强度为3～5kJ/m2，加入ACR-g-VC树脂和PVC细粉，制品冲击强度达到50kJ/m2以上，提高10倍。主要用于挤出成型用。
通过用哈克流变仪作对比实验，同等配方下，塑化时间从长到短排列顺序为：通用型SG5树脂≥通用型SG5树脂+PVC细粉≥通用型SG5树脂+ACR-g-VC树脂≥通用型SG5树脂+PVC细粉+ACR-g-VC树脂；作出的制品冲击强度从大到小排列顺序为：通用型SG5树脂+PVC细粉+ACR-g-VC树脂≥通用型SG5树脂+ACR-g-VC树脂≥通用型SG5树脂+PVC细粉≥通用型SG5树脂。
表1、不同树脂样品的哈克流变性能数据
表2、不同树脂样品的冲击强度和拉伸强度比较
附图说明
图1：为流变仪曲线图
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能加以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
对比例
对比例的PVC配方，其各种成分的重量配比如下：
PVC树脂(SG5)：100份；复合稳定剂：3份；
碳酸钙：10份；润滑剂：1份。
所述的复合稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的任意一种。
所述的润滑剂采用内、外润滑剂混和物，内润滑剂为硬脂酸0.5份，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡0.5份。
制备方法为：将上述重量份的PVC树脂、复合稳定剂、碳酸钙在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
实施例1
本实施例的高抗冲高流动PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂(SG5)：85份；ACR-g-VC树脂：5份
PVC细粉：10份；复合稳定剂： 3份
内润滑剂：0.5份外润滑剂：0.5份
碳酸钙：10份。
本实施例的ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸正丁酯接枝共聚物，聚合度与SG5相当；PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。所述的复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的任意一种或多种。所述的内润滑剂为硬脂酸，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡；所述的填料采用纳米级碳酸钙。
一种高抗冲高流动性PVC配方的制备方法，包括以下步骤：
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
实施例2
本实施例的高抗冲高流动PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂(SG5)：47份；ACR-g-VC树脂：50份；
PVC细粉：3份；复合稳定剂：3.5份；
内润滑剂：0.5份；外润滑剂：0.5份；
碳酸钙：15份。
所述的ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸正丁酯接枝共聚物，聚合度与SG5相当。所述的PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。
所述的复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁一种或多种复合。
本实施例的内润滑剂为硬脂酸，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡。
本实施例的填料采用纳米级碳酸钙。
一种高抗冲高流动性PVC配方的制备方法，包括以下步骤：
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
实施例3
本实施例的高抗冲高流动PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂(SG5)：74份；ACR-g-VC树脂：20份
PVC细粉：6份；复合稳定剂：3.5份
内润滑剂：0.5份；外润滑剂：0.5份
碳酸钙：10份。
本实施例的ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸正丁酯接枝共聚物，聚合度与通用型SG5树脂相当。
本实施例的PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。本实施例的复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁的一种或多种复合。
内润滑剂为硬脂酸，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡。本实施例的填料采用纳米级碳酸钙。
一种高抗冲高流动性PVC配方的制备方法，包括以下步骤：
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
实施例4
本实施例的高抗冲高流动PVC配方，由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂(SG5)：60份；ACR-g-VC树脂：30份
PVC细粉：10份；复合稳定剂：3.5份
内润滑剂：0.5份；外润滑剂：：0.5份
碳酸钙：10份。
本实施例的ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸酯接枝共聚物，聚合度与SG5相当。本实施例的PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。
本实施例的复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁的一种或多种复合。
本实施例的内润滑剂为硬脂酸，外润滑剂为氧化聚乙烯蜡。本实施例的填料采用纳米级碳酸钙。
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
通过本发明制得的高抗冲高流动性制品，其性能检测结果如下表：
表3、不同树脂样品的哈克流变性能数据
表4、不同配方的制品冲击强度和拉伸强度比较
以上所述实例仅是本发明的较好的实施例，并非对发明作其它形式的限制，本技术领域的技术人员在本发明的基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂：60～95份；ACR-g-VC树脂：3～50份；
PVC细粉：3～15份；复合稳定剂：2～5份；
内润滑剂：0.5～2份；外润滑剂：0.5～1份；
碳酸钙：20～50份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：由下列重量份数的组份组成：
PVC树脂：60份，ACR-g-VC树脂为30份；
PVC细粉为10份，复合稳定剂为3.5份；
内润滑剂：0.5份，外润滑剂：0.5份；
碳酸钙35份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述的PVC树脂为通用型SG5型树脂。
4.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述的ACR-g-VC树脂是氯乙烯与丙烯酸正丁酯接枝共聚树脂，聚合度与通用型SG5树脂相当。
5.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述PVC细粉为粒径小于20um、聚合度为300-800的低分子量聚氯乙烯。
6.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述的复合稳定剂选自有机锡、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或多种复合。
7.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述的碳酸钙粒径为纳米级。
8.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：所述的外润滑剂选自聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的任意一种。
9.根据权利要求1或2所述的一种高抗冲高流动性PVC配方，其特征在于：内润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂醇、硬脂酸丁酯中的任意一种。
10.根据上述任意一项权利要求所述的一种高抗冲高流动性PVC配方的制备方法，包括以下步骤：
将上述重量份的PVC树脂、ACR-g-VC树脂、PVC细粉、复合稳定剂、碳酸钙、内润滑剂在高速混和机中混和5分钟，温度控制在90～100℃，再加入外润滑剂，混和温度达到105～120℃后，然后转至低速搅拌冷却到40～60℃，将混和后的物料停放12小时以上再进入双螺杆挤出机挤出，挤出过程的温度控制在140～170℃，即得高抗冲高流动性PVC。
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