CN110305254A - 一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料及其反应挤出生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工技术领域，公开了一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料及其反应挤出生产方法。该超亲水性聚氯乙烯薄膜材料包括以下重量份的组分：PVC100重量份、甲基硫醇锡1.0～1.5重量份、稳定剂3.5～4重量份、增塑剂30～35重量份、环氧大豆油3～8重量份、硬脂酸0.6～1.0重量份、引发剂0.4～0.6重量份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸6～10重量份、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺3～6重量份；本发明接枝后的聚氯乙烯不仅亲水性得到较大幅度的提高，其抗静电性能也得到显著的提高。

Description

一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料及其反应挤出生产方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体公开了一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料及其反应挤出生产方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种具有较好的物理机械性能综合性能较好的通用塑料。广泛应用于工业制品、日用品、电线电缆，大量应用于包装薄膜等方面。但是因为聚氯乙烯具有憎水性、疏水性较强，亲水性较差，使其在包装薄膜使用方面受到很大的限制。通常对聚氯乙烯提高亲水性的方法，大都采用共混法，通过加入亲水性聚合物老提高PVC的亲水性，或者用离子体处理、紫外光照射等方法来提高PVC的亲水性。不仅效果不佳，有的方法操作复杂，且成本较高。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料。
本发明的另一目的是提供上述材料的反应挤出生产方法。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，包括以下重量份的组分：
优选上述超亲水性聚氯乙烯薄膜材料包括以下重量份的组分：
优选上述稳定剂是钙锌复合稳定剂。
优选上述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
优选上述引发剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷。
上述超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法包括以下步骤：
(1)按配方比例依次将PVC、甲基硫醇锡、稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85～90℃后，加入增塑剂、环氧大豆油，搅拌均匀，制得PVC混合料，出料备用。按此顺序加料，并在后序部分升温是为了让PVC混合料更均匀。
(2)在长径比为L/D＝48的双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机有12个区段，第一个进料口位于挤出机第1个区段处，第二个进料口位于挤出机第5个区段处。
(3)将引发剂、单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，按配方比例混合；
(4)将PVC混合料加到以120-130r/min轻速下运行的双螺杆挤出机的第一进料口；
(5)将混合后的引发剂、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合物在1.3～1.5MPa的压力下，加到第二进料口；PVC分子链接枝反应随之发生；各区段加工温度如下表所示：
加工温度逐渐从第一区段的70℃～80℃逐渐升高到第八区段的170℃左右，挤出机末段温度逐步降至120℃左右。
物料在挤出机平均停留时间约为1.8～2分钟。
优选上述第二料斗与第一料斗的距离与螺杆总长之比为20：48。
上述步骤(4)的加料速率为80-90kg/h，优选加料速率为85kg/h。
上述步骤(5)的加料速率为0.5-0.8kg/h，优选加料速率为0.62kg/h。
与现有技术比较本发明的有益效果：本发明是在聚氯乙烯挤出加工过程中，加入含酰胺基、硫磺基的功能性单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和另一种具有协同效应的含酰胺基具有抗静电性的功能性单体N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在引发剂2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷的作用下，在聚氯乙烯分子链中反生接板反应。接枝后的聚氯乙烯不仅亲水性得到较大幅度的提高，其抗静电性能也得到显著的提高。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行进一步解释说明：
材料购买来源：
①甲基硫醇锡
采购方：杭州杰恒化工有限公司
②2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)
采购方：成都惟精喜望精细化工有限公司
③2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸
采购方：厦门慧嘉生物科技有限公司
④N,N-亚甲基双丙烯酰胺
采购方：郑州蓝翔化工产品有限公司
⑤醋酸纤维素CA
采购方：江苏维科特瑞化工有限公司
实施例1
上述超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法包括以下步骤：
(1)按配方比例依次将PVC、甲基硫醇锡、钙锌复合稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85～90℃后，加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油，搅拌6分钟，制得PVC混合料，出料备用。
(2)在长径比为L/D＝48的双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机有12个区段，第一个进料口位于挤出机第一个区段处，第二个进料口位于挤出机第五个区段处，第二料斗与第一料斗的距离与螺杆总长之比为20：48。
(3)将引发剂2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，按配方比例混合；
(4)将PVC混合料以85kg/h的加料速率加到以120r/min轻速下运行的双螺杆挤出机第一进料口；
(5)将混合后的引发剂、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合物在1.3～1.5mpa的压力下，以0.62kg/h的速率下加到第二进料口；PVC分子链接枝反应随之发生；挤出机加工温度如下表所示：
物料在挤出机平均停留时间约为1.8～2分钟。
实施例2
上述超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法包括以下步骤：
(1)按配方比例依次将PVC、甲基硫醇锡、钙锌复合稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85～90℃后，加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油，搅拌6分钟，制得PVC混合料，出料备用。
(2)在长径比为L/D＝48的双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机有12个区段，第一个进料口位于挤出机第一个区段处，第二个进料口位于挤出机第五个区段处，第二料斗与第一料斗的距离与螺杆总长之比为20：48。
(3)将引发剂2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，按配方比例混合；
(4)将PVC混合料以90kg/h的加料速率加到以130r/min轻速下运行的双螺杆挤出机第一进料口；
(5)将混合后的引发剂、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合物在1.3～1.5mpa的压力下，以0.7kg/h的速率下加到第二进料口；PVC分子链接枝反应随之发生；挤出机加工温度如下表所示：
1# 2# 3# 4#
70℃～80℃ 120℃～130℃ 130℃～140℃ 140℃～150℃
5# 6# 7# 8#
150℃～160℃ 150℃～160℃ 160℃～170℃ 160℃～170℃
9# 10# 11# 12#
150℃～160℃ 140℃～150℃ 130℃～140℃ 120℃～130℃
物料在挤出机平均停留时间约为1.8～2分钟。
对比例1：(PVC未接枝)
生产工艺：
(1)按配方比例依次将PVC、甲基硫醇锡、钙锌复合稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85℃～90℃，加入DOP、环氧大豆油搅拌6分钟左右。
(2)在长径比L/D＝32的双螺杆挤出机上挤出，挤出机有8个区段，进料口位于第1区段处。
(3)将PVC混合料以75kg/h的加料速率加到以110r/min速度运行的双螺杆挤出上的位于1D处的加料口。挤出机从第一区段的70℃～80℃逐渐升高到第五区段的170℃左右，挤出机末段温度降至120℃左右，机头温度为130℃～135℃。
(4)各区段工艺温度
对比例2：(用共混法加入亲水性聚合物)
生产工艺：
(1)按配方比例依次将PVC、甲基硫醇锡、钙锌复合稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85℃～90℃，加入DOP、环氧大豆油搅拌6分钟左右，然后将醋酸纤维素CA加入，搅拌3.5分钟后出料备用。
(2)在长径比L/D＝32的双螺杆挤出机上挤出，挤出机有8个区段，进料口位于第1区段处。
(3)将PVC混合料以75kg/h的加料速率加到以110r/min速度运行的双螺杆挤出上的位于1D处的加料口。挤出机从第一区段的70℃～80℃逐渐升高到第五区段的170℃左右，挤出机末段温度降至120℃左右，机头温度为130℃～135℃。
(4)各区段工艺温度
1# 2# 3# 4#
70℃～80℃ 110℃～120℃ 130℃～140℃ 150℃～160℃
5# 6# 7# 8#
160℃～170℃ 140℃～150℃ 130℃～140℃ 120℃～130℃
机头
130℃～135℃
将上述实施例1，对比例1、对比例2进行性能检测，数据如下：

Claims (10)

1.一种超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，其特征在于该超亲水性聚氯乙烯薄膜材料包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，其特征在于该超亲水性聚氯乙烯薄膜材料包括以下重量份的组分：
3.根据权利要求1或2所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，其特征在于所述的稳定剂是钙锌复合稳定剂。
4.根据权利要求1或2所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
5.根据权利要求1或2所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料，其特征在于所述的引发剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷。
6.一种权利要求1所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
(1)依次将PVC、甲基硫醇锡、稳定剂、硬脂酸加入高速混合机中搅拌2～3分钟，然后将高速混合机升温到85～90℃后，加入增塑剂、环氧大豆油，搅拌均匀，制得PVC混合料，出料备用；
(2)在长径比为L/D＝48的双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机有12个区段。
(3)将引发剂、单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，按配方比例混合；
(4)将PVC混合料加到以120-130r/min轻速下运行的双螺杆挤出机的第一进料口；
(5)将混合后的引发剂、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合物在1.3～1.5MPa的压力下加到第二进料口2；各区段加工温度如下表所示：
1# 2# 3# 4# 70℃～80℃ 120℃～130℃ 130℃～140℃ 140℃～150℃ 5# 6# 7# 8# 150℃～160℃ 150℃～160℃ 160℃～170℃ 160℃～170℃ 9# 10# 11# 12# 150℃～160℃ 140℃～150℃ 130℃～140℃ 120℃～130℃
7.根据权利要求6所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法，其特征在于第二料斗与第一料斗的距离与螺杆总长之比为20：48。
8.根据权利要求6所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤(4)的加料速率为80-90kg/h。
9.根据权利要求6所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤(5)的加料速率为0.5-0.8kg/h。
10.根据权利要求6所述的超亲水性聚氯乙烯薄膜材料的制备方法，其特征在于物料在挤出机平均停留时间为1.8～2分钟。
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