CN109181158A - 一种高分子抗冲改性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子改性技术领域，一种高分子抗冲改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯50～70份，氯化聚氯乙烯3型40～60份，钙锌稳定剂5～10份，耐寒剂3～8份，润滑剂1～3份，丁腈橡胶粉12～25份，玻璃粉5～10份，抗紫外剂0.030～0.100份，隔离剂5～15份，白油2～5份，抗老化剂0.030～0.050份，阻燃剂1～3份，芳香烃2～5份。高分子抗冲改性剂能与物料充分的相融，提高产品质量和效率，提高PVC的熔体强度，提高制品内外光洁度和流动性，断裂伸长率、抗冲击强度及环刚度；耐侯性，耐老化性能、耐低温性能得到明显改善，提高热稳定性，促进塑化效果，达到连续性生产。

Description

一种高分子抗冲改性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子改性技术领域，具体提供了一种高分子抗冲改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
聚氯乙稀(PVC)是常用的大品种塑料，但其具有韧性差、抗冲击强度低、弹性不足等缺点，为了使它适应不同的使用要求和工艺要求，在其加工过程中往往添加一些助剂，如(填充料、增塑剂、稳定剂等)或采取适当的手段以改善某一种或几种特定性能，橡胶改性也是常用的方法之一。
PVC与丁腈橡胶(NBR)相容性好，两者并用可制得性能优异的共混材料，以PVC为主的体系中。丁腈橡胶起高分子增加塑性的作用，可提高PVC的低温韧性，耐候性，耐油性等，并可提高其密度，硬度和撕裂强度等性能，但是NBR是块状弹性体，为使其与PVC掺和均匀，NBR必须预先塑炼后，再与PVC合炼，而且并用丁腈橡胶一般采用橡胶的硫工艺，工艺复杂时间长，且不能重复加工使用，应用受到很大的限制。
中国发明专利申请号201510530244.5公开了一种提高聚氯乙烯加工性能的抗冲改性剂。该发明公开了一种提高聚氯乙烯加工性能的抗冲改性剂，由下列重量份的原料制备制成：甲基丙烯酸甲酯20-23、丙烯酸丁酯30-35、十二烷基苯磺酸钠0.3-0.5、二乙烯基苯0.3-0.5、过硫酸钾0.3-0.4、纳米碳酸钙35-40、硬脂酸钠0.1-0.2、聚氧化乙烯0.6-0.8、二甲基硅油0.4-0.6、丁腈橡胶粉12-14、尿素4-5、膨胀云母粉10-13、硅烷偶联剂kh550 0.5-0.7、去离子水适量。虽然该改性剂强度相比现有改性剂有较大提高，但是其硬度还是较差，断裂伸长率不够，成型性能和加工性能较差。
从上述现有技术来看，目前提高聚氯乙烯加工性能的抗冲改性剂存在成本高、改性剂硬度较差、断裂伸长率低、成型性能和加工性能差，稳定性差等缺陷，严重影响了在工业聚氯乙烯的规模化生产及应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种能提高PVC的熔体强度，提高PVC塑胶制品内外光洁度和流动性、断裂伸长率、抗冲击强度及环刚度等的高分子抗冲改性剂。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种高分子抗冲改性剂，其中所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯50～70份，氯化聚氯乙烯3型40～60份，钙锌稳定剂5～10份，耐寒剂3～8份，润滑剂1～3份，丁腈橡胶粉12～25份，玻璃粉5～10份，抗紫外剂0.030～0.100份，隔离剂5～15份，白油2～5份，抗老化剂0.030～0.050份，阻燃剂1～3份，芳香烃2～5份。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂，其中所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯55～65份，氯化聚氯乙烯3型45～55份，钙锌稳定剂6～9份，耐寒剂5～8份，润滑剂1～3份，丁腈橡胶粉15～20份，玻璃粉6～9份，抗紫外剂0.050～0.080份，隔离剂8～12份，白油2～5份，抗老化剂0.030～0.050份，阻燃剂1～3份，芳香烃3～5份。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂，其中所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯60份，氯化聚氯乙烯3型50份，钙锌稳定剂8份，耐寒剂6份，润滑剂2份，丁腈橡胶粉18份，玻璃粉8份，抗紫外剂0.060份，隔离剂10份，白油3份，抗老化剂0.040份，阻燃剂2份，芳香烃4份。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂，其中所述耐寒剂由POE与EPDM按照1～3:1的重量配比混合而成；耐寒剂能够大幅度提高产品的耐寒性，与其它组分协同作用，还同时提高了材料的机械性能。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂，其中所述隔离剂为硫酸钡。
本发明还提供上述一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将芳香烃加入反应釜中，加去离子水和丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应5～10h，得到乳液；
b、将氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯3型、钙锌稳定剂、耐寒剂、润滑剂、玻璃粉、抗紫外剂、隔离剂、白油、抗老化剂和阻燃剂按照配比混合均匀，研磨，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化3～6h，即得。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂的制备方法，b步骤中所述研磨采用三辊式研磨机或四辊式研磨机中的一种，研磨时间为60～90min。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂的制备方法，c步骤中加热至温度为60～90℃。
本发明还提供上述一种高分子抗冲改性剂在PVC塑胶制品加工增韧改性中的应用；本发明PVC塑胶制品包括但不限于PⅤC电线电缆、电工套管、排水管、电力管、农网灌溉管、波纹管、型材、板材和木塑材料。
进一步的，上述一种高分子抗冲改性剂在PVC塑胶制品加工增韧改性中的应用，所述高分子抗冲改性剂添加量为PVC塑胶制品总质量的3～10％。
本发明的有益效果是：
1、高分子抗冲改性剂在混料过程中，料温达到80℃以上就能和物料充分的相融；能均匀分散在有机物和无机物中间搭起一道畅通的桥梁；在挤出过程中充分塑化、聚合，减轻设备扭矩，提高产品质量和效率；
2、加工过程中促进塑化，提高PVC的熔体强度，提高制品内外光洁度和流动性，断裂伸长率、抗冲击强度及环刚度；
3、耐侯性，耐老化性能、耐低温性能得到明显改善，同时还提高了PVC制品的维卡软化温度；
4、稳定性，在PVC配方中添加高分子抗冲改性剂能够大大提高热稳定性，促进塑化效果，达到连续性生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将4kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和18kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应8h，得到乳液；
b、将60kg氯化聚乙烯、50kg氯化聚氯乙烯3型、8g钙锌稳定剂、6kg耐寒剂、2g润滑剂、8g玻璃粉、0.060kg抗紫外剂、10kg隔离剂、3kg白油、0.040kg抗老化剂和2kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用三辊式研磨机或四辊式研磨机进行研磨，研磨时间为80min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至70℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化5h，即得。
将实施例1制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的10％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
实施例2
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将5kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和15kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应10h，得到乳液；
b、将55kg氯化聚乙烯、40kg氯化聚氯乙烯3型、10kg钙锌稳定剂、7kg耐寒剂、1kg润滑剂、6kg玻璃粉、0.035kg抗紫外剂、6kg隔离剂、5kg白油、0.050kg抗老化剂和3kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用三辊式研磨机进行研磨，研磨时间为60min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至90℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化3h，即得。
将实施例2制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的9％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
实施例3
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将2kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和16kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应5h，得到乳液；
b、将55kg氯化聚乙烯、55kg氯化聚氯乙烯3型、7kg钙锌稳定剂、8kg耐寒剂、3kg润滑剂、9kg玻璃粉、0.080kg抗紫外剂、12kg隔离剂、4kg白油、0.040kg抗老化剂和2kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用四辊式研磨机进行研磨，研磨时间为70min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至60℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化6h，即得。
将实施例3制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的4％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
实施例4
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将3kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和20kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应9h，得到乳液；
b、将65kg氯化聚乙烯、40kg氯化聚氯乙烯3型、10kg钙锌稳定剂、3kg耐寒剂、1kg润滑剂、8kg玻璃粉、0.090kg抗紫外剂、10kg隔离剂、2kg白油、0.035kg抗老化剂和2kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用四辊式研磨机进行研磨，研磨时间为60min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至80℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化6h，即得。
将实施例4制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的3％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
实施例5
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将5kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和22kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应5h，得到乳液；
b、将55kg氯化聚乙烯、60kg氯化聚氯乙烯3型、7kg钙锌稳定剂、7kg耐寒剂、3kg润滑剂、6kg玻璃粉、0.080kg抗紫外剂、8kg隔离剂、5kg白油、0.040kg抗老化剂和3kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用三辊式研磨机进行研磨，研磨时间为75min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至70℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化5h，即得。
将实施例5制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的6％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
实施例6
本发明一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其包括以下步骤：
a、将4kg芳香烃加入反应釜中，加去离子水和15kg丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应7h，得到乳液；
b、将65kg氯化聚乙烯、55kg氯化聚氯乙烯3型、6kg钙锌稳定剂、8g耐寒剂、3kg润滑剂、8kg玻璃粉、0.040kg抗紫外剂、13kg隔离剂、3kg白油、0.040kg抗老化剂和2kg阻燃剂按照配比混合均匀，采用四辊式研磨机进行研磨，研磨时间为80min，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热至85℃塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化4h，即得。
将实施例6制备得到的高分子抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的8％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
对比例1
将聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
对比例2
按照申请号为201510530244.5，公开的一种提高聚氯乙烯加工性能的抗冲改性剂中实施例1的技术方案制备得到抗冲改性剂，将该抗冲改性剂按照PVC塑胶制品总质量的6％和聚氯乙烯树脂与其他的固态原辅料助剂一起加入高速搅拌机内，混合高速搅拌。搅拌直至到达120℃～130℃之间，使物料充分混合均匀，将混合好的料放入冷却搅拌机内，等温度冷却到50℃左右即可，对产品进行性能测试，结果如表1所示。
表1实施例1～6及对比例1、对比例2的产品的物化指标
检查项目 邵氏硬度(HA) 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％)
技术要求 GB/T528-2009 GB/T528-2009 GB/T528-2009
实施例1 67 15.72 1924.98
实施例2 65 15.12 1920.05
实施例3 66 15.10 1918.90
实施例4 63 14.98 1921.22
实施例5 60 14.78 1918.01
实施例6 61 14.91 1918.34
对比例1 15 4.58 50.04
对比例2 35 13.02 203.14

Claims (10)

1.一种高分子抗冲改性剂，其特征在于，所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯50～70份，氯化聚氯乙烯3型40～60份，钙锌稳定剂5～10份，耐寒剂3～8份，润滑剂1～3份，丁腈橡胶粉12～25份，玻璃粉5～10份，抗紫外剂0.030～0.100份，隔离剂5～15份，白油2～5份，抗老化剂0.030～0.050份，阻燃剂1～3份，芳香烃2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种高分子抗冲改性剂，其特征在于，所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯55～65份，氯化聚氯乙烯3型45～55份，钙锌稳定剂6～9份，耐寒剂5～8份，润滑剂1～3份，丁腈橡胶粉15～20份，玻璃粉6～9份，抗紫外剂0.050～0.080份，隔离剂8～12份，白油2～5份，抗老化剂0.030～0.050份，阻燃剂1～3份，芳香烃3～5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高分子抗冲改性剂，其特征在于，所述改性剂是由以下重量份原料制备而成：氯化聚乙烯60份，氯化聚氯乙烯3型50份，钙锌稳定剂8份，耐寒剂6份，润滑剂2份，丁腈橡胶粉18份，玻璃粉8份，抗紫外剂0.060份，隔离剂10份，白油3份，抗老化剂0.040份，阻燃剂2份，芳香烃4份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种高分子抗冲改性剂，其特征在于，所述耐寒剂由POE与EPDM按照1～3:1的重量配比混合而成。
5.根据权利要求1～3任一项所述的一种高分子抗冲改性剂，其特征在于，所述隔离剂为硫酸钡。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将芳香烃加入反应釜中，加去离子水和丁腈橡胶粉，搅拌均匀，在80℃下反应5～10h，得到乳液；
b、将氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯3型、钙锌稳定剂、耐寒剂、润滑剂、玻璃粉、抗紫外剂、隔离剂、白油、抗老化剂和阻燃剂按照配比混合均匀，研磨，得到混合物料；
c、将b步骤得到的混合物料与a步骤得到的乳液加入合成机中，加热塑解成棉絮状，最后进入氧化池在空气中氧化3～6h，即得。
7.根据权利要求6所述的一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，b步骤中所述研磨采用三辊式研磨机或四辊式研磨机中的一种，研磨时间为60～90min。
8.根据权利要求6所述的一种高分子抗冲改性剂的制备方法，其特征在于，c步骤中加热至温度为60～90℃。
9.根据权利要求1～5任一项所述的一种高分子抗冲改性剂在PVC塑胶制品加工增韧改性中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述高分子抗冲改性剂添加量为PVC塑胶制品总质量的3～10％。
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