CN109627657B - 丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子领域，针对现有的AS/CPVC合金材料冲击强度低、流动性差的问题，本发明提供一种高冲击强度、高流动的AS/CPVC合金材料，由下述重量份的组分组成：AS树脂40‑60份；CPVC树脂40‑60份；增韧剂5‑15份；相容剂超支化聚苯乙烯‑马来酸酐4‑8份；阻燃剂2‑8份；稳定剂1‑3份；抗氧剂0.1‑0.5；润滑剂0.5‑2份；加工助剂1‑2份；流动改性剂C5/C9共聚石油树脂1‑3份。本发明还提供该合金材料的制备方法，将CPVC树脂粉、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合，然后加入加工助剂和流动改性剂；将AS树脂从主喂料口加入双螺杆挤出机，从侧喂料口加入预混料，挤出造粒。本发明以超支化聚苯乙烯‑马来酸酐作为相容剂制备的AS/CPVC合金材料，具有高冲击强度、高流动性，具有广阔的应用空间。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)，是一种将丙烯腈(AN)和苯乙烯(ST)两种单体共聚而形成的合成树脂，有较好的机械性能和加工性能，但是易脆易燃，限制了其应用范围；氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)，是聚氯乙烯树脂进一步氯化改性后制得的产品，其氯元素的质量含量范围通常为62％～69％，有优异的阻燃性、耐热性、耐候性等，但是黏度大，不易加工。两种树脂共混改性的合金材料虽然具有优异的阻燃性能和耐热性能，但是冲击强度很低，流动性差，不能满足使用要求，严重限制了应用范围。
目前提高物料体系冲击强度的方式主要有以下两种：1)加入增韧剂或提高增韧剂份数：当少量增加增韧剂份数时，体系冲击强度会有小幅增加，但还不足以满足使用要求，但增韧剂含量不能显著增加，因为增韧剂增加必然使刚性和阻燃性下降，使树脂失去了改性的意义。2)提高体系中不同组分的相容性：目前常用的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物与丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物，但是这两种相容剂对提高丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料的冲击强度效果不明显。
目前如何有效提高丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料的冲击强度和流动性，已成为一大技术难题。
发明内容
针对现有的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料冲击强度低、流动性差的上述问题，本发明提供一种高冲击强度、高流动的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料及其制备方法。
一种丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料，其由下述重量份的组分组成：
丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂40-60份；
氯化聚氯乙烯树脂40-60份；
增韧剂5-15份；
相容剂超支化聚苯乙烯-马来酸酐4-8份；
阻燃剂2-8份；
稳定剂1-3份；
抗氧剂0.1-0.5；
润滑剂0.5-2份；
加工助剂1-2份；
流动改性剂C5/C9共聚石油树脂1-3份。
进一步地，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物是融指10g/Min(200℃/5Kg)以上的高流动丙烯腈-苯乙烯共聚物。
进一步地，所述的氯化聚氯乙烯树脂是氯含量66-69％的氯化聚氯乙烯树脂。
进一步地，所述的增韧剂为抗冲ACR、MBS、CPE、ABS高胶粉中的一种或几种。
进一步地，所述的阻燃剂为三氧化二锑、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、溴化环氧树脂，溴代三嗪中的一种或者几种。
进一步地，所述的稳定剂为硫醇甲基锡、钙锌稳定剂、水滑石的一种或几种。
进一步地，所述抗氧剂为四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
进一步地，所述的润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硅酮母粒的一种或几种。
进一步地，所述的加工助剂为加工助剂ACR。
本发明还提供上述丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，包含以下步骤：
A)混合：首先将称量好的氯化聚氯乙烯树脂粉、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂加入高混锅中，100-200转混合2分钟后加稳定剂并转为300-400转混合，3分钟后加入加工助剂和流动改性剂；2分钟后混合均匀停止混合，将预混料卸入储料罐待用；
B)挤出成型：将丙烯腈-苯乙烯共聚物从主喂料口加入双螺杆挤出机，从侧喂料口加入A)的预混料，挤出拉条造粒，侧喂料口前温度为180-200℃，侧喂料口后温度为160-180℃，模头温度为180℃。双螺杆挤出机螺杆长径比48:1。
与现有改性丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料相比，本发明提供的以超支化聚苯乙烯-马来酸酐作为相容剂制备的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料，具有高冲击强度、高流动性，具有广阔的应用空间。
附图说明
图1为实施例1丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1
配方：AS320 60kg，CPVC H727 40kg，高胶粉181 8kg，抗冲ACR 4kg，相容剂超支化聚苯乙烯-马来酸酐4kg,三氧化二锑4kg，溴代三嗪4kg，硫醇甲基锡1kg，水滑石1kg，抗氧剂1010 0.1kg，抗氧剂168 0.2kg，EBS 0.5kg，聚乙烯蜡0.5kg，氧化聚乙烯蜡0.3kg，硬脂酸钙0.5kg，加工助剂ACR PA-20 1kg，流动改性剂C5/C9共聚石油树脂1kg。
制备工艺：将上述CPVC H727、高胶粉181、抗冲ACR、相容剂、三氧化二锑、溴代三嗪、水滑石、抗氧剂1010、抗氧剂168、EBS、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙加入高混锅中，低速(100-200转)混合2分钟后加硫醇甲基锡并转为300-400转混合，3分钟后加入加工助剂ACR PA-20和C5/C9共聚石油树脂；2分钟后混合均匀停止混合得到预混料，将预混料卸入储料罐待用。然后将AS320加入双螺杆挤出机，从侧喂料口加入上述预混料，挤出拉条造粒，侧喂料口前温度为180-200℃，侧喂料口后温度为160-180℃，模头温度为180℃。制备流程如图1所示。挤出工艺如下表1所示：
表1丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料挤出工艺
实施例2
配方：AS320 45kg，CPVC H727 55kg，高胶粉181 6kg，抗冲ACR 6kg，相容剂超支化聚苯乙烯-马来酸酐6kg,三氧化二锑2kg，硫醇甲基锡1.5kg，水滑石1kg，抗氧剂10100.1kg，抗氧剂168 0.2kg，EBS 0.5kg，聚乙烯蜡0.5kg，氧化聚乙烯蜡0.3kg，硬脂酸钙0.5kg，加工助剂ACR PA-20 1kg，流动改性剂C5/C9共聚石油树脂1.5kg。
混料工艺和挤出工艺同实施例1。
对比例1
配方：AS320 60kg，CPVC H727 40kg，高胶粉181 8kg，抗冲ACR 4kg，相容剂超支化聚苯乙烯-马来酸酐4kg,三氧化二锑4kg，溴代三嗪4kg，硫醇甲基锡1kg，水滑石1kg，抗氧剂1010 0.1kg，抗氧剂168 0.2kg，EBS 0.5kg，聚乙烯蜡0.5kg，氧化聚乙烯蜡0.3kg，硬脂酸钙0.5kg，加工助剂ACR PA-20 1kg。
混料工艺和挤出工艺同实施例1。
对比例2
配方：AS320 60kg，CPVC H727 40kg，高胶粉181 8kg，抗冲ACR 4kg,三氧化二锑4kg，溴代三嗪4kg，硫醇甲基锡1kg，水滑石1kg，抗氧剂1010 0.1kg，抗氧剂168 0.2kg，EBS0.5kg，聚乙烯蜡0.5kg，氧化聚乙烯蜡0.3kg，硬脂酸钙0.5kg，加工助剂ACR PA-20 1kg。
混料工艺和挤出工艺同实施例1。
对比例3
配方：AS320 60kg，CPVC H727 40kg，高胶粉181 8kg，抗冲ACR 4kg,丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐4kg，三氧化二锑4kg，溴代三嗪4kg，硫醇甲基锡1kg，水滑石1kg，抗氧剂10100.1kg，抗氧剂168 0.2kg，EBS 0.5kg，聚乙烯蜡0.5kg，氧化聚乙烯蜡0.3kg，硬脂酸钙0.5kg，加工助剂ACR PA-20 1kg。
混料工艺和挤出工艺同实施例1。
表2实施例及对比例配方
表3实施例及对比例制备的材料性能
实施例1-2及对比例1-3的性能测试结果如表2所示，结果表明，相容剂对丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料冲击强度和刚性影响非常大，流动改性剂对丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料冲击强度和刚性进行了进一步提升，超支化聚苯乙烯-马来酸酐作为相容剂和C5/C9共聚石油树脂作为流动改性剂可以制备出冲击强度102J/m的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料，解决了一直以来由于丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料质脆而限制其应用的技术难题；同时意外的发现，超支化聚苯乙烯-马来酸酐作为相容剂和C5/C9共聚石油树脂作为流动改性剂制备的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料熔融指数高达18g/10min，极大的提高了材料的加工性能。C5/C9共聚石油树脂流动性好，同时能改善主体材料的润湿性，一方面可以快速提升合金材料的流动性，另一方面对合金材料组分中的组分进行润湿分散，进一步提高合金材料组分间的相容性，从而进一步提高了合金材料的冲击强度和刚性。因此，本发明制备的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料具有广阔的应用空间。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料，其特征在于，其由下述重量份的组分组成：
丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂40-60份；
氯化聚氯乙烯树脂40-60份；
增韧剂5-15份；
相容剂超支化聚苯乙烯-马来酸酐4-8份；
阻燃剂2-8份；
稳定剂1-3份；
抗氧剂0.1-0.5；
润滑剂0.5-2份；
加工助剂1-2份；
流动改性剂C5/C9共聚石油树脂1-3份。
2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物是200℃/5Kg条件下熔指10g/Min以上的高流动丙烯腈-苯乙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的氯化聚氯乙烯树脂是氯含量66-69％的氯化聚氯乙烯树脂。
4.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的增韧剂为抗冲ACR、MBS、CPE、ABS高胶粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的阻燃剂为三氧化二锑、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、溴化环氧树脂、溴代三嗪中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的稳定剂为硫醇甲基锡、钙锌稳定剂、水滑石的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硅酮母粒的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述的加工助剂为加工助剂ACR。
10.一种权利要求1所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物/氯化聚氯乙烯合金材料的制备方法，包含以下步骤：
A)混合：首先将称量好的氯化聚氯乙烯树脂粉、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂加入高混锅中，100-200转混合2分钟后加稳定剂并转为300-400转混合，3分钟后加入加工助剂和流动改性剂；2分钟后混合均匀停止混合，将预混料卸入储料罐待用；
B)挤出成型：将丙烯腈-苯乙烯共聚物从主喂料口加入双螺杆挤出机，从侧喂料口加入A)的预混料，挤出拉条造粒，侧喂料口前温度为180-200℃，侧喂料口后温度为160-180℃，模头温度为180℃，双螺杆挤出机螺杆长径比48:1。
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