CN112321977A - 一种高热稳定性cpvc组合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种高热稳定性CPVC组合物的制备方法。该制备方法的步骤包括加热混料和快速冷却两步骤，其中加热混料步骤包括丁基锡热稳定剂和沸石复合物、CPVC树脂、外润滑剂、抗冲改性剂、氯化聚乙烯等助剂在高速混料机组中加热共混，然后快速冷却得到高热稳定性CPVC组合物。本发明明显提高了CPVC组合物的热稳定性，同时减少了丁基锡热稳定剂的用量，很好的解决了CPVC组合物热稳定性差、加工困难、成本高的问题。

Description

一种高热稳定性CPVC组合物的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法。

背景技术

氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)是聚氯乙烯树脂(PVC)进一步氯化后得到的一种高分子材料,含氯质量分数达到61%-73%。与PVC相比,CPVC分子的不规整度增大,结晶度下降,分子链的极性增强，因而其热变形温度升高，同时其耐候性、耐老化性、耐腐蚀性、机械强度等均比PVC有明显提高。但是CPVC熔体粘度高,不易塑化且塑化均匀度差,加工温度与分解温度接近，导致其加工性能远不及PVC，尤其表现为较差的热稳定性能。

目前，生产上多采用添加热稳定剂和对CPVC树脂进行接枝改性的方式来提高CPVC的稳定性。专利CN201210233820公开了一种具有良好热稳定性能的CPVC组合物及其制备方法。其组分包括:CPVC树脂100份，复合稳定剂3-6份，内润滑剂0.5-1.5份，外润滑剂0.5-1.5份，抗冲改性剂6-12份，填充剂3-20份。专利CN201711044748公开了一种高热稳定性的CPVC共混料的制备方法。其制备方法主要包括水滑石、乙基锡热稳定剂复配物、CPVC及助剂在混料机中加热共混。上述两个专利改善CPVC树脂热稳定性能的方法主要是提高稳定剂的用量，使用水滑石与硫醇锡类稳定剂复配成复合稳定剂，但由于CPVC的稳定性较PVC差，水滑石中的水镁石Mg(OH)₂成份能与CPVC降解过程中产生的HCl发生反应，从而加速CPVC的分解，使上述材料的热稳定性急剧下降。专利CN201910155964公开了一种高热稳定性的CPVC共混料制备方法。其制备方法是将PVC树脂、CPVC树脂、ACR树脂、磷酸二氢钠、轻质碳酸钙、冲击改性剂、热稳定剂、增容剂、钛白粉以及偶联剂等加入高速混合机搅拌混合，然后送至锥形双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒得到所述CPVC共混料。其所述的ACR树脂包括甲基丙烯酸甲酯20-30份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯酸乙酯5-10份，苯乙烯5-10份，引发剂1-5份，其工艺是在搅拌混合下引发反应，但搅拌状态下温度不易控制，对混料过程控制不利，生产的产品品质参差不齐。

发明内容

本发明的目的是提供一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，以丁基锡热稳定剂和沸石复合物与CPVC树脂加热共混的技术方案，解决CPVC组合物热稳定性差、加工困难、成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，一种高热稳定性的CPVC组合物的制备步骤包括在高速混料机内加热混料，然后低速混料机中快速冷却；所述加热混料步骤中的物质包括以下重量的组分:

CPVC树脂100份；

丁基锡热稳定剂和沸石复合物1.2-3份；

内润滑剂0.4-1份；

外润滑剂1.2-2.6份；

抗冲改性剂4-8份；

氯化聚乙烯1-3份；

填料1-7份；

加工助剂0.2-2份；

抗氧剂0.1-1份；

上述物质高混完毕后，再进行低速混料机中快速冷却，得到高热稳定性CPVC组合物。

如上所述的丁基锡热稳定剂和沸石复合物中丁基锡热稳定剂与沸石的重量比为1:0.5-l:l。

如上所述的丁基锡热稳定剂为二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、马来酸二丁基锡中至少一种。

如上所述的沸石为合成硅铝酸钠沸石，优选粒径为0.01-2μm，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

如上所述的抗冲改性剂优选丙烯酸酯类抗冲改性剂，如：丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR。

如上所述的抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂，如受阻酚类抗氧剂1010。

在高速混料机内加热混料，然后低速混料机中快速冷却，具体是:

加热混料：

先将CPVC树脂、丁基锡热稳定剂和沸石复合物、内润滑剂加入高速混料机中，低转速状态下搅拌1-2min，调至高转速状态；当温度升至90-95℃时，再加入外润滑剂、抗冲改性剂、氯化聚乙烯、填料、加工助剂、抗氧剂；当温度升至115-120℃时，高速混料结束得到高温混合物；

快速冷却：

高温混合物从高速混料机转移至低速混料机中，开启低速混料机，并在3-6min内，将高温混合物冷却至40-45℃，得到高热稳定性CPVC组合物。

如上所述，本发明将丁基锡热稳定剂和沸石复合物和CPVC树脂加热共混能进一步提高CPVC组合物的热稳定性和可加工性。同时在共混配方中加入助稳定剂沸石后，能明显减少丁基锡热稳定剂用量，并且颗粒细小的助稳定剂沸石对CPVC制品的性能没有不良影响，起到了降低成本的作用。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

将CPVC树脂100份、丁基锡热稳定剂和沸石复合物2份、内润滑剂0.5加入高速混料机中，低转速状态下搅拌1min，调至高转速状态；当温度升至90℃时，加入外润滑剂2.5份、抗冲改性剂丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR6份、氯化聚乙烯3份、填料5份、加工助剂1.6份、抗氧剂受阻酚类抗氧剂1010为0.5份；当温度升至120℃时，高速混料结束得到高温混合物；从高速混料机放料至低速混料机中，打开低速混料机冷却水，在6min内将高温混合物冷却至40℃，得到CPVC组合物，上述沸石是合成硅铝酸钠沸石，粒径为2μm，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

实施例2

将CPVC树脂100份、丁基锡热稳定剂和沸石复合物2.2份、内润滑剂0.6加入高速混料机中，低转速状态下搅拌1.5min，调至高转速状态；当温度升至90℃时，加入外润滑剂2.4份、抗冲改性剂丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR7份、氯化聚乙烯2份、填料4份、加工助剂1.55份、抗氧剂受阻酚类抗氧剂1010为0.4份；当温度升至120℃时，高速混料结束得到高温混合物；从高速混料机放料至低速混料机中，打开低速混料机冷却水，在3min内将高温混合物冷却至45℃，得到CPVC组合物，上述沸石是合成硅铝酸钠沸石，粒径为0.01m，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

实施例3

将CPVC树脂100份、丁基锡热稳定剂和沸石复合物2.4份、内润滑剂0.5加入高速混料机中，低转速状态下搅拌2min，调至高转速状态；当温度升至95℃时，加入外润滑剂2.2份、抗冲改性剂丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR8份、氯化聚乙烯2份、填料5份、加工助剂2份、抗氧剂受阻酚类抗氧剂1010为0.6份；当温度升至118℃时，高速混料结束得到高温混合物；从高速混料机放料至低速混料机中，打开低速混料机冷却水，在5min内将高温混合物冷却至43℃，得到CPVC组合物，上述沸石是合成硅铝酸钠沸石，粒径为0.8μm，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

实施例4

将CPVC树脂100份、丁基锡热稳定剂和沸石复合物2.6份、内润滑剂0.6加入高速混料机中，低转速状态下搅拌1min，调至高转速状态；当温度升至93℃时，加入外润滑剂2份、抗冲改性剂丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR7份、氯化聚乙烯2份、填料5份、加工助剂2份、抗氧剂受阻酚类抗氧剂1010为0.5份；当温度升至118℃时，高速混料结束得到高温混合物；从高速混料机放料至低速混料机中，打开低速混料机冷却水，在5分钟内将高温混合物冷却至43℃，得到CPVC组合物，上述沸石是合成硅铝酸钠沸石，粒径为0.1μm，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

对比例1

将CPVC树脂100份、丁基锡热稳定剂2.6份、内润滑剂0.8入高速混料机中，低转速状态下搅拌2min，调至高转速状态；当温度升至93℃时，加入外润滑剂2.2份、抗冲改性剂丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR8份、氯化聚乙烯3份、填料3份、加工助剂1.6份、抗氧剂受阻酚类抗氧剂1010为0.8份；当温度升至118℃时，高速混料结束得到高温混合物；从高速混料机放料至低速混料机中，打开低速混料机冷却水，在5min内将高温混合物冷却至42℃，得到CPVC组合物。

对实施例1-4和对比例5所制得的CPVC组合物进行静态热稳定性测试和动态热稳定性测试，测试的条件和测试结果如下所述:

静态热稳定性测试条件:按照国家标准GB/T9349-2002《聚氯乙烯、相关含氯均聚物和共聚物及其共混物热稳定性的测定变色法》B法，烘箱温度温度设置在188℃。

动态热稳定性测试条件:转矩流变仪的温度185℃，转子转速40转/分，将实施例1-4和和对比例1中的65gCPVC组合物加入流变仪密炼室混合，直到分解。

上述实施例1-4和对比例1的CPVC组合物的静态热稳定性和动态热稳定性测试结果如表1所示。

表1：实施例1-4和对比例1产品的静态热稳定性和动态热稳定性测试结果

对比项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						静态热稳定时间（min）	45	48	50	54	45
动态热稳定时间（min）	37	39	42	45	35

从表1实施例4和对比例1结果可以看出CPVC组合物热稳定剂用量不变时，加入助稳定剂沸石后，静态热稳定时间和动态热稳定时间均明显提高；实施例1-4可以看出，降低丁基锡热稳定剂和沸石复合物的用量，完全可以达到甚至超过单独使用丁基锡热稳定剂的效果，说明丁基锡热稳定剂和沸石复合物和CPVC树脂加热共混能明显提高了CPVC组合物的热稳定性，同时减少了丁基锡热稳定剂的用量，很好的解决了CPVC组合物热稳定性差、加工困难、成本高的问题。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的在遵循本发明原理实施方式也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代技术方案应视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (7)

1.一种高热稳定性CPVC组合物的制备方法，其特征在于，该组合物的制备步骤包括在高速混料机内加热混料，然后低速混料机中快速冷却；

所述加热混料步骤中的物质包括以下重量的组分：

CPVC树脂100份；

丁基锡热稳定剂和沸石复合物1.2-3份；

内润滑剂0.4-1份；

外润滑剂1.2-2.6份；

抗冲改性剂4-8份；

氯化聚乙烯1-3份；

填料1-7份；

加工助剂0.2-2份；

抗氧剂0.1-1份；

上述物质高混完毕后，再进行低速混料机中快速冷却，得到高热稳定性CPVC组合物。

2.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述的丁基锡热稳定剂和沸石复合物中丁基锡热稳定剂与沸石的重量比为1:0.5-l:l。

3.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述的丁基锡热稳定剂为二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、马来酸二丁基锡中至少一种。

4.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述的沸石是合成硅铝酸钠沸石，粒径为0.01-2μm，化学式为[Na₁₂(Al₁₂Si₁₂O₄₈)·27H₂O]₈。

5.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述的抗冲改性剂是丙烯酸酯类抗冲改性剂。

6.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂。

7.如权利要求1所述的一种高热稳定性的CPVC组合物的制备方法，其特征在于，所述在高速混料机内加热混料，然后低速混料机中快速冷却，具体是:

加热混料：

先将CPVC树脂、丁基锡热稳定剂和沸石复合物、内润滑剂加入高速混料机中，低转速状态下搅拌1-2min，调至高转速状态；当温度升至90-95℃时，再加入外润滑剂、抗冲改性剂、氯化聚乙烯、填料、加工助剂、抗氧剂；当温度升至115-120℃时，高速混料结束得到高温混合物；

快速冷却：

高温混合物从高速混料机转移至低速混料机中，开启低速混料机，并在3-6min内，将高温混合物冷却至40-45℃，得到高热稳定性CPVC组合物。