CN108373570B - 一种超高维卡pvc改性胶粒 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑料胶粒技术领域，具体涉及一种超高维卡PVC改性胶粒，以质量份计包括如下组分：PVC 100份；CPVC 95‑105份；无毒稳定剂4‑6份；乙丙橡胶10‑15份；聚乙二醇70‑120份；增塑剂3‑7份；着色剂1‑3份；抗氧化剂3‑8份，步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。

Description

一种超高维卡PVC改性胶粒
技术领域
本发明属于塑料胶粒技术领域，具体涉及一种超高维卡PVC改性胶粒。
背景技术
PVC，又称为聚氯乙烯，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂，PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77-90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万-11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80-85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160-180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能和优异的介电性能。
CPVC，又称氯化聚氯乙烯，是一种应用前景广阔的新型工程塑料。树脂由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得。CPVC为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。PVC树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。提高了数值的热变形温度的机械性能，氯含量由56.7％提高到63-69％，维卡软化温度由72-82℃，提高到90-125℃，最高使用温度可达110℃，长期使用温度为95℃。
综上所述，PVC材料的维卡温度角度，在使用过程中，虽然无固定熔点，但是其较低的维卡软化温度大大降低了PVC材料的使用寿命；而CPVC本身具有分子间的不规则性，虽然在PVC氯化过程中提升了化学稳定性，具有高维卡软化温度，但是CPVC的成本较为昂贵，加工性能较差，增加了加工难度。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种超高维卡PVC改性胶料，解决了现有技术中PVC维卡软化温度较低的问题，利用CPVC本身的特性与PVC形成混合改性，大大提升了PVC维卡性能。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种超高维卡PVC改性胶料，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 95-105份；
无毒稳定剂 4-6份；
乙丙橡胶 10-15份；
聚乙二醇 70-120份；
增塑剂 3-7份；
着色剂 1-3份；
抗氧化剂 3-8份。
所述无毒稳定剂采用硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或者几种。
所述增塑剂采用邻苯二甲酸二正辛酯。
所述着色剂采用有机颜料。
所述抗氧化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
PVC改性粒料的制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为50-60℃，搅拌速度为500-800r/min。
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1000-1500r/min。
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为70-75℃，搅拌速度为3000-5000r/min，所述低温冷却搅拌的温度为5-10℃。
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为175-185℃。
无毒稳定剂采用硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙,采用硬脂酸类稳定剂，不仅本身具有无毒特性，具备良好的润滑特性，同时稳定性高，能够在PVC内形成良好的稳定结构，解决了PVC和CPVC的易氧化问题。
乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶在该配方中不仅能够提升PVC与CPVC之间的连接效果，同时也能够提升其附属性能，提升改性效果,保证材料本身的基础特性，同时与PVC和CPVC相促进，已解决了乙丙橡胶在使用过程中溶剂稳定性差的问题。
增塑剂采用邻苯二甲酸二正辛酯，能够与聚乙二醇混溶，形成溶液体系的增塑溶液，有助于完全附着在PVC和CPVC表面，有助于提升造粒过程中的柔软和黏度。
聚乙二醇本身具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在该配方中，聚乙二醇利用其本身的分散性能，能够快速的作用至PVC和CPVC表面，且不溶解CPVC和PVC粉料，形成悬浊液结构，同时聚乙二醇能够起到润湿、粘结和柔软的作用，提升PVC和CPVC之间的粘结效果。
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚是较为常用的抗氧化剂，具有良好的稳定性，同时也可以作为良好的稳定剂，能够提升改性粒料的稳定性和抗氧化性能，解决PVC易氧化的问题。
步骤1将PVC和CPVC加入聚乙二醇中进行恒温搅拌，在该过程中，聚乙二醇不仅能够作为溶剂和分散剂，将PVC和CPVC形成分散体系，并且利用其自身粘稠效果，能够形成稳定的悬浊体系，保证PVC和CPVC的良好混合效果，为改性充分提供条件。
步骤2将乙丙橡胶作为粘稠剂，提供其耐热性和耐候性作为PVC和CPVC之间的调节剂，能够在造粒过程中提升改性胶粒的物理机械性能，同时也能够保持良好的挤出后的挺性；乙丙橡胶在无水乙醇中形成分散，通过搅拌的方式形成PVC、CPVC和乙丙橡胶的三者混合体系。
步骤3将其他辅料放入反应液中恒温搅拌与低温搅拌，得到PVC和CPVC为主的混合胶料，且在CPVC和PVC的表面附着有大量的助剂，起到良好的改性效过。
步骤4在造粒机中挤出造粒过程中，能够将PVC和CPVC形成混合，形成良好的混合体系，提升PVC本身的维卡性能，同时辅料造粒过程中对PVC和CPVC的渗透性掺杂，不仅保证了PVC本身的性能，同时在耐候、耐温和耐氧化性能上得到提高。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有技术中PVC维卡软化温度较低的问题，利用CPVC本身的特性与PVC形成混合改性，大大提升了PVC维卡性能。
2.本发明采用聚乙二醇作为分散剂能够形成良好的分散体，提供了良好的原料混合体系，同时聚乙二醇具有良好的可回收性能，且该工艺能够形成良好的重复使用，体现出良好的节能环保特性，降低了原料成本。
3.本发明以乙丙橡胶作材料的耐候和耐热改性剂，能够有效的提升改性效果，提升CPVC和PVC的连接性，同时也能够规避乙丙橡胶本身的缺陷，在处于维卡软化温度时，乙丙橡胶利用其高于该温度的软化溶解温度，能够保证胶料产品的完整，防止其快速软化变形。
4.本发明采用多组分材料的粘结特性，能够形成稳定的粘结效果，提高PVC与CPVC之间的改性连接效果，同时利用各组分材料本身的其他特性，提升改性PVC特性。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如无特殊说明，以下实施例所涉及各原料均为市售通用商品，所涉及各生产设备均为本领域常规设备。
实施例1
一种超高维卡PVC改性胶料，其特征在于，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 95份；
硬脂酸锌 4份；
乙丙橡胶 10份；
聚乙二醇 70份；
邻苯二甲酸二正辛酯 3份；
联苯胺黄G 1份；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 3份。
其制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为50℃，搅拌速度为500r/min。
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1000r/min。
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为70℃，搅拌速度为3000r/min，所述低温冷却搅拌的温度为5℃。
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为175℃。
实施例2
一种超高维卡PVC改性胶料，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 105份；
硬脂酸镁 6份；
乙丙橡胶 15份；
聚乙二醇 120份；
邻苯二甲酸二正辛酯 7份；
永固橙RN 3份；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 8份。
其制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为60℃，搅拌速度为800r/min。
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1500r/min。
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为75℃，搅拌速度为5000r/min，所述低温冷却搅拌的温度为10℃。
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为185℃。
实施例3
一种超高维卡PVC改性胶料，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 98份；
硬脂酸钙 5份；
乙丙橡胶 13份；
聚乙二醇 90份；
邻苯二甲酸二正辛酯 5份；
耐晒湖蓝色淀 2份；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 5份。
其制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为55℃，搅拌速度为600r/min。
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1200r/min。
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为72℃，搅拌速度为4000r/min，所述低温冷却搅拌的温度为7℃。
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为178℃。
实施例4
一种超高维卡PVC改性胶料，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 102份；
硬脂酸锌 2份、硬脂酸镁 2份、硬脂酸钙 1份；
乙丙橡胶 12份；
聚乙二醇 110份；
邻苯二甲酸二正辛酯 6份；
酞菁紫 2份；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 6份。
PVC改性粒料的制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切粒料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性粒料。
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为58℃，搅拌速度为700r/min。
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1400r/min。
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为73℃，搅拌速度为4500r/min，所述低温冷却搅拌的温度为8℃。
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为80℃。
实施例1-实施例4制备的PVC改性粒料与PVC、CPVC的性能比对如下表
Figure BDA0001595911130000081
由上述测试可知，实施例1-实施例4与PVC相比较，维卡耐热温度得到提升，同时冲击强度和拉伸强度相较于原材料，也形成了不断的良性提升。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有技术中PVC维卡软化温度较低的问题，利用CPVC本身的特性与PVC形成混合改性，大大提升了PVC维卡性能。
2.本发明采用聚乙二醇作为分散剂能够形成良好的分散体，提供了良好的原料混合体系，同时聚乙二醇具有良好的可回收性能，且该工艺能够形成良好的重复使用，体现出良好的节能环保特性，降低了原料成本。
3.本发明以乙丙橡胶作材料的耐候和耐热改性剂，能够有效的提升改性效果，提升CPVC和PVC的连接性，同时也能够规避乙丙橡胶本身的缺陷，在处于维卡软化温度时，乙丙橡胶利用其高于该温度的软化溶解温度，能够保证胶料产品的完整，防止其快速软化变形。
4.本发明采用多组分材料的粘结特性，能够形成稳定的粘结效果，提高PVC与CPVC之间的改性连接效果，同时利用各组分材料本身的其他特性，提升改性PVC特性。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种超高维卡PVC改性胶料，其特征在于，以质量份计包括如下组分：
PVC 100份；
CPVC 95-105份；
无毒稳定剂4-6份；
乙丙橡胶10-15份；
聚乙二醇70-120份；
增塑剂3-7份；
着色剂1-3份；
抗氧化剂3-8份；
所述无毒稳定剂采用硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或者几种；
所述增塑剂采用邻苯二甲酸二正辛酯；
所述着色剂采用有机颜料；
所述抗氧化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；
所述胶料的制备方法如下：
步骤1，按照上述组分称取原材料，然后将PVC和CPVC依次加入至聚乙二醇中进行恒温持续搅拌，得到悬浊分散液；
步骤2，将乙丙橡胶加入至悬浊分散液中，机械搅拌至完全分散，得到粘稠混合液；
步骤3，将增塑剂、着色剂、抗氧化剂和无毒稳定剂加入至混合反应液中恒温搅拌，然后低温冷却搅拌至室温，过滤得到混合粉料；
步骤4，将上述混合粉料放入PVC锥形双螺杆挤出造粒机中进行造粒，热切胶料冷却至低于40℃后，得到超高维卡PVC改性胶料；
所述制备方法中步骤1的恒温持续搅拌的温度为50-60℃，搅拌速度为500-800r/min；
所述制备方法中步骤2的机械搅拌的搅拌速度为1000-1500r/min；
所述制备方法中步骤3的恒温搅拌的温度为70-75℃，搅拌速度为3000-5000r/min，所述低温冷却搅拌的温度为5-10℃；
所述制备方法中步骤4的PVC锥形双螺杆挤出造粒机的主机螺杆转速为30转/分，加料螺杆转速为22转/分，温度为175-185℃。
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