CN112159571A - 一种抗冲击pvc片材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及塑料制品的领域，公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法。抗冲击PVC片材包括如下重量份数的原料：60‑80份PVC；4‑5份硅橡胶；1‑2份MBS树脂；2‑3份1‑丁烯；3‑4份甘油氢化松脂酸酯；制备方法为：初材料制备、挤出压延和成品入库；本申请具有以下优点和效果：采用高弹性体硅橡胶以及适量MBS树脂的进一步添加，阻止裂纹从表面引发和扩展，使PVC材料的冲击强度随硅橡胶和MBS树脂的加入而有所提高；1‑丁烯和甘油氢化松脂酸酯混合后得到的产物可弥补各组分间相互作用较弱的情况，解决组分分布不均匀导致的应力集中的问题，使共混界面的结合牢度得到加强，从而使PVC片材的性能达到较好的平衡，稳定提升PVC片材的抗冲击性。
Description
技术领域
本申请涉及塑料制品的技术领域，尤其是涉及一种抗冲击PVC片材及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯塑料是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，简称PVC；在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品，应用于建材、包装、医药等诸多行业。
聚氯乙烯具有耐油、耐酸碱、电气性能优良、透光性好、加工成型容易等优点，但PVC树脂属脆性材料，纯PVC抗冲性能差，特别是低温冲击性能差，导致韧性及耐候性差，在很多领域应用受限，因此仍有待改进。
申请内容
为了提升PVC片材的耐冲击性，本申请提供一种抗冲击PVC片材及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗冲击PVC片材，采用如下技术方案：
一种抗冲击PVC片材，包括如下重量份数的原料：
60-80份PVC；
4-5份硅橡胶；
1-2份MBS树脂；
2-3份1-丁烯；
3-4份甘油氢化松脂酸酯。
通过采用上述技术方案，高弹性体硅橡胶以及适量MBS树脂的进一步添加可阻止裂纹从表面引发和扩展，使PVC材料的冲击强度随硅橡胶和MBS树脂的加入而有所提高；1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯混合后得到的产物可弥补各组分间相互作用较弱的情况，解决组分分布不均匀导致的应力集中的问题，使共混界面的结合牢度得到加强，从而使PVC片材的性能达到较好的平衡，稳定提升PVC片材的抗冲击性。
优选的：按重量份数计，所述原料还包括2-3份妥尔油酸钾、0.8-1份邻苯二甲酸酯和0.1-0.2份催化剂。
通过采用上述技术方案，具有增塑性能的邻苯二甲酸酯在催化剂的存在下可与妥尔油酸钾发生反应，得到对PVC片材具有显著增韧作用的产物，继而提升PVC片材的抗冲击性能，并提升PVC片材的抗冲击性能的耐久性。
优选的：所述催化剂为镁碱沸石。
通过采用上述技术方案，经试验证明，以镁碱沸石作为催化剂相较于二氧化锰，可对邻苯二甲酸酯和妥尔油酸钾的反应起到较为理想的催化作用，提升得到的产物的性能。
优选的：按重量份数计，所述原料还包括1-2份偶氮羟基乙酯。
通过采用上述技术方案，由具有空间位阻的大分子偶氮羟基乙酯的添加，提高各组分间相容后的分散稳定性，以进一步保持PVC抗冲击的耐久性。
优选的：按重量份数计，所述原料还包括2-3份安息香醚。
通过采用上述技术方案，通过偶氮羟基乙酯和安息香醚的混合，辅助提高大分子偶氮羟基乙酯在PVC片材的组分中的分散均匀度，从而有助于进一步保持抗冲击的耐久性。
优选的：按重量份数计，所述原料还包括1-2份衣康酸。
通过采用上述技术方案，衣康酸和安息香醚聚合得到与偶氮羟基乙酯相容性更优异的乳液聚合物，从而进一步提高偶氮羟基乙酯和PVC片材各组分的界面相容性，以辅助提升PVC各组分的稳定性，提高PVC片材的抗冲击耐久性。
第二方面，本申请提供一种抗冲击PVC片材的制备方法，采用如下技术方案：
一种抗冲击PVC片材的制备方法，包括以下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在70-80℃条件下搅拌20-25min；继续加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150-160℃，搅拌1.5-2h，冷却至90-110℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为90-110℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为140-160℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
优选的：所述S1中，加入硅橡胶和MBS树脂前，继续添加在70-80℃条件下混合并反应30-40min得到的妥尔油酸钾、邻苯二甲酸酯和催化剂的混合产物，搅拌6-8min；将安息香醚和衣康酸在40-50℃条件下搅拌反应20-25min，再与偶氮羟基乙酯混合搅拌30-35min，得到大分子混合乳液，将得到的大分子混合乳液加入到混合产物中，继续搅拌0.5-1h；最后加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150-160℃，搅拌1.5-2h，冷却至90-110℃，得到初材料。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请采用高弹性体硅橡胶以及适量MBS树脂的进一步添加，阻止裂纹从表面引发和扩展，使PVC材料的冲击强度随硅橡胶和MBS树脂的加入而有所提高；1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯混合后得到的产物可弥补各组分间相互作用较弱的情况，解决组分分布不均匀导致的应力集中的问题，使共混界面的结合牢度得到加强，从而使PVC片材的性能达到较好的平衡，稳定提升PVC片材的抗冲击性；
2.采用具有增塑性能的邻苯二甲酸酯，在催化剂的存在下，与妥尔油酸钾发生反应，得到对PVC片材具有显著增韧作用的产物，继而提升PVC片材的抗冲击性能，并提升PVC片材的抗冲击性能的耐久性；
3.衣康酸和安息香醚聚合得到与偶氮羟基乙酯相容性更优异的乳液聚合物，从而进一步提高具有空间位阻的大分子偶氮羟基乙酯和PVC片材各组分的界面相容性，以辅助提升PVC各组分的稳定性，提高PVC片材的抗冲击耐久性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请中，妥尔油酸钾购于上海誉宇新材料科技有限公司；镁碱沸石选用河南海韵环保科技有限公司的墨脱县镁碱沸石。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
实施例1
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在70℃条件下搅拌20min；继续加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150℃，搅拌1.5h，冷却至90℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为90℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为140℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表1所示。
实施例2
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在80℃条件下搅拌25min；继续加入硅橡胶和MBS树脂，升温至160℃，搅拌2h，冷却至110℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为110℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为160℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表1所示。
实施例3
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在75℃条件下搅拌23min；继续加入硅橡胶和MBS树脂，升温至155℃，搅拌1.8h，冷却至100℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为100℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为150℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表1所示。
实施例4
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在70℃条件下搅拌20min；继续添加在70℃条件下混合并反应30min得到的妥尔油酸钾、邻苯二甲酸酯和催化剂镁碱沸石的混合产物，搅拌6min；将安息香醚和衣康酸在40℃条件下搅拌反应20min，再与偶氮羟基乙酯混合搅拌30min，得到大分子混合乳液，将得到的大分子混合乳液加入到混合产物中，继续搅拌0.5h；最后加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150℃，搅拌1.5h，冷却至90℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为90℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为140℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表2所示。
实施例5
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在80℃条件下搅拌25min；继续添加在80℃条件下混合并反应40min得到的妥尔油酸钾、邻苯二甲酸酯和催化剂镁碱沸石的混合产物，搅拌8min；将安息香醚和衣康酸在50℃条件下搅拌反应25min，再与偶氮羟基乙酯混合搅拌35min，得到大分子混合乳液，将得到的大分子混合乳液加入到混合产物中，继续搅拌1h；最后加入硅橡胶和MBS树脂，升温至160℃，搅拌2h，冷却至110℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为110℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为160℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表2所示。
实施例6
本申请公开了一种抗冲击PVC片材及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在75℃条件下搅拌23min；继续添加在75℃条件下混合并反应35min得到的妥尔油酸钾、邻苯二甲酸酯和催化剂镁碱沸石的混合产物，搅拌7min；将安息香醚和衣康酸在45℃条件下搅拌反应23min，再与偶氮羟基乙酯混合搅拌32min，得到大分子混合乳液，将得到的大分子混合乳液加入到混合产物中，继续搅拌0.8h；最后加入硅橡胶和MBS树脂，升温至155℃，搅拌1.8h，冷却至100℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为100℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为150℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
各组分含量如下表2所示。
实施例7
与实施例4的区别在于，将妥尔油酸钾替换为油酸，各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例7的区别在于，将邻苯二甲酸酯替换为脂肪酸甲酯，各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例4的区别在于，将催化剂镁碱沸石替换为二氧化锰，各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例4的区别在于，将偶氮羟基乙酯替换为乙酸丙酯，各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例10的区别在于，将安息香醚替换为乙醚，各组分含量如下表2所示。
实施例12
与实施例11的区别在于，将衣康酸替换为草酸，各组分含量如下表2所示。
对比例
对比例1
选用市售的普通PVC片材作为对比例。
对比例2
与实施例1的区别在于，不添加硅橡胶，各组分含量如下表1所示。
对比例3
与对比例2的区别在于，不添加MBS树脂，各组分含量如下表1所示。
对比例4
与实施例1的区别在于，将1-丁烯替换为乙醚，各组分含量如下表1所示。
对比例5
与对比例4的区别在于，将甘油氢化松脂酸酯替换为十二烷基苯磺酸钠，各组分含量如下表1所示。
表1 实施例1-3和对比例1-5的组分含量表
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
| PVC | 60 | 80 | 70 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 硅橡胶 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| MBS树脂 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1-丁烯/乙醚 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 甘油氢化松脂酸酯/十二烷基苯磺酸钠 | 3 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表2 实施例4-12的组分含量表
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | |
| PVC | 60 | 80 | 70 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 硅橡胶 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| MBS树脂 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1-丁烯 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 甘油氢化松脂酸酯 | 3 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 妥尔油酸钾/油酸 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 邻苯二甲酸酯/脂肪酸甲酯 | 0.8 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 催化剂 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 偶氮羟基乙酯/乙酸丙酯 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 安息香醚/乙醚 | 2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 衣康酸/草酸 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
性能检测试验
参照标准ASTM D256-97《塑料的悬臂梁冲击性能检测的标准试验方法》进行冲击强度检测；将各实施例和对比例的试样放入高压汞灯快速老化箱内，经灯光照射24h，再采用上述冲击强度的检测方法，对加速老化后的试样进行冲击强度检测，计算获得老化试验后样品的冲击强度下降率，冲击强度下降率的计算公式为：冲击强度下降率=（老化前冲击强度-老化后冲击强度）/老化前冲击强度×100%。
以老化前冲击强度表征抗冲击性能，老化前冲击强度越大，抗冲击性能越强；冲击强度下降率表征耐久性，冲击强度下降率越小，耐久性越好。
测试结果如下表3所示。
表3 各实施例和对比例的测试结果表
| 老化前冲击强度（J/m） | 冲击强度下降率（%） | |
| 实施例1 | 75 | 10.7 |
| 实施例2 | 79 | 10.5 |
| 实施例3 | 78 | 10.6 |
| 实施例4 | 80 | 10.4 |
| 实施例5 | 83 | 10.1 |
| 实施例6 | 82 | 10.2 |
| 实施例7 | 58 | 21.0 |
| 实施例8 | 62 | 19.7 |
| 实施例9 | 67 | 15.1 |
| 实施例10 | 72 | 22.4 |
| 实施例11 | 74 | 12.8 |
| 实施例12 | 75 | 12.2 |
| 对比例1 | 19 | 66.3 |
| 对比例2 | 58 | / |
| 对比例3 | 52 | / |
| 对比例4 | 66 | / |
| 对比例5 | 60 | / |
综上所述，可以得出以下结论：
1.根据实施例1和对比例1并结合表3可以看出，本申请的PVC片材相较于市售的普通PVC片材具有更好的抗冲击性和耐久性。
2.根据实施例1和对比例2-3并结合表3可以看出，高弹性体硅橡胶以及适量MBS树脂的进一步协同添加并与PVC共混，可阻止裂纹从表面引发和扩展，使PVC片材的冲击强度有所提高。
3.根据实施例1和对比例4-5并结合表3可以看出，1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯的共同添加有利于提高PVC片材的抗冲击性。
4.根据实施例4和实施例7-8并结合表3可以看出，邻苯二甲酸酯和妥尔油酸钾具有协同作用，可提升PVC片材的抗冲击性和耐久性。
5.根据实施例4和实施例9并结合表3可以看出，催化剂镁碱沸石的特定添加可在一定程度上提升PVC的抗冲击性和耐久性，可见镁碱沸石对邻苯二甲酸酯和妥尔油酸钾的反应具有较为理想的催化作用，可提升得到的产物的性能。
6.根据实施例4和实施例10并结合表3可以看出，偶氮羟基乙酯的添加可提高PVC片材的耐久性。
7.根据实施例4和实施例10-12并结合表3可以看出，衣康酸和安息香醚聚合得到与偶氮羟基乙酯相容性更优异的乳液聚合物，有利于进一步辅助提升PVC各组分的稳定性，提高PVC片材的抗冲击耐久性。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种抗冲击PVC片材，其特征在于：包括如下重量份数的原料：
60-80份PVC；
4-5份硅橡胶；
1-2份MBS树脂；
2-3份1-丁烯；
3-4份甘油氢化松脂酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击PVC片材，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括2-3份妥尔油酸钾、0.8-1份邻苯二甲酸酯和0.1-0.2份催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种抗冲击PVC片材，其特征在于：所述催化剂为镁碱沸石。
4.根据权利要求3所述的一种抗冲击PVC片材，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括1-2份偶氮羟基乙酯。
5.根据权利要求4所述的一种抗冲击PVC片材，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括2-3份安息香醚。
6.根据权利要求4所述的一种抗冲击PVC片材，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括1-2份衣康酸。
7.一种抗冲击PVC片材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.初材料制备；首先将PVC、1-丁烯和甘油氢化松脂酸酯在70-80℃条件下搅拌20-25min；继续加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150-160℃，搅拌1.5-2h，冷却至90-110℃，得到初材料；
S2.挤出压延；将S1得到的初材料经过加工温度为90-110℃的挤出机进行挤出，再用压延机在温度为140-160℃下压延加工，形成片材，自然冷却至室温后，成品入库。
8.根据权利要求7所述的一种抗冲击PVC片材的制备方法，其特征在于：所述S1中，加入硅橡胶和MBS树脂前，继续添加在70-80℃条件下混合并反应30-40min得到的妥尔油酸钾、邻苯二甲酸酯和催化剂的混合产物，搅拌6-8min；将安息香醚和衣康酸在40-50℃条件下搅拌反应20-25min，再与偶氮羟基乙酯混合搅拌30-35min，得到大分子混合乳液，将得到的大分子混合乳液加入到混合产物中，继续搅拌0.5-1h；最后加入硅橡胶和MBS树脂，升温至150-160℃，搅拌1.5-2h，冷却至90-110℃，得到初材料。
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