CN114957555A - 一种改性氯化聚乙烯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性氯化聚乙烯的制备方法，所述的改性氯化聚乙烯通过化学接枝法在高密度聚乙烯分子链上引入羧酸盐接枝单体，然后经水相悬浮氯化工艺制备侧链带有羧酸盐基团的氯化聚乙烯，以此改性氯化聚乙烯为改性剂，添加到聚氯乙烯树脂中，来提高聚氯乙烯的冲击韧性和热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物接枝改性领域，具体涉及一种改性氯化聚乙烯的制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是一种价格低廉、综合性能良好的通用塑料，被广泛用于管道、皮革、电缆材料等领域。但是聚氯乙烯由于结构特性导致其韧性和热稳定性能不佳，在实际应用中需要对其进行改性来提高聚氯乙烯的韧性和热稳定性。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯经氯化所制备的高分子聚合物。氯化聚乙烯的结构与高密度聚乙烯相似，只是分子链上部分氢原子被氯原子取代。由于氯原子的存在，使得其具有更稳定的化学结构，相比高密度聚乙烯有着更高的耐油性能、耐热性能、耐老化性能和阻燃性能，在塑料、橡胶、涂料、医药、包装等领域有着广泛的应用。其中在塑料加工领域，在聚氯乙烯中添加氯化聚乙烯，可有效可以有效提高聚氯乙烯的冲击韧性。
为提高聚氯乙烯的韧性和热稳定性，通过化学接枝法在高密度聚乙烯分子链上引入羧酸盐接枝单体，然后经水相悬浮氯化工艺制备侧链带有羧酸盐基团的氯化聚乙烯，以此改性氯化聚乙烯为改性剂，添加到聚氯乙烯树脂中，来提高聚氯乙烯的冲击韧性和热稳定性。
发明内容
本发明的目的在于合成一种侧链带有羧酸盐的氯化聚乙烯接枝共聚物，通过将其添加到聚氯乙烯中，来提高聚氯乙烯的冲击韧性和热稳定性。本发明目的通过以下技术方案来实现：
本发明的目的在于提出一种侧链带有羧酸盐的氯化聚乙烯接枝共聚物的制备方法，其特征在于，采用不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯为原料，通过水相悬浮氯化法制备。
所述的不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯，其特征在于，是以高密度聚乙烯为原料，不饱和羧酸盐为改性剂，添加氧化剂，通过双螺杆挤出机熔融反应挤出，经气流磨粉碎制备而成。
所述的高密度聚乙烯，其特征在于，熔融指数为0.3-1.0g/10min(190℃，5kg)，优选的为0.4-0.8g/10min。
所述的高密度聚乙烯，其特征在于，用量为100份。
所述的不饱和羧酸盐，其特征在于，为丙烯酸钠、丙烯酸钙、丙烯酸镁、丙烯酸锌中的一种，优选的为丙烯酸钙和丙烯酸锌。
所述的不饱和羧酸盐，其特征在于，用量为1-5份。
所述的氧化剂为N-羟基邻苯二甲酰亚胺。
所述的N-羟基邻苯二甲酰亚胺，其特征在于，用量为0.3-0.6份。
所述的双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为200-500rpm。
所述的不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯，其特征在于，改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。
所述的改性氯化聚乙烯的制备方法，其特征在于，改性高密度聚乙烯粉料、表面活性剂、分散剂和氧化剂分散于水相中，升温至60℃，保持15分钟，通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.4-0.5MPa，反应时间2-2.5小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到氯化聚乙烯。
所述的表面活性剂，其特征在于，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
所述的分散剂为三聚磷酸钠。
所述的过氧化物引发剂为过硫酸钾。
所述的聚乙烯粉料：水：表面活性剂：分散剂：氧化剂的比例为100：2000：0.5-0.8：0.5：0.3。
所述的改性氯化聚乙烯，添加到聚氯乙烯配方体系中，可以有效提高聚氯乙烯制品的冲击韧性和热稳定性。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
通过化学接枝技术，在聚乙烯分子链结构中引入丙烯酸盐接枝单体，侧链的羧酸盐基团有着优异的热稳定性，可以赋予改性氯化聚乙烯耐热稳定剂的功能。与传统的氯化聚乙烯相比，改性氯化聚乙烯在聚氯乙烯中既可以起到增韧效果，还可以起到提高聚氯乙烯热稳定性的效果。
具体实施方式
本发明各实例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。各实施例中所用原料均为市场购得。
实施例1
将100份高密度聚乙烯、1份丙烯酸钠、0.3份N-羟基邻苯二甲酰亚胺混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒制备改性高密度聚乙烯。双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为 200rpm。将改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。将改性聚乙烯粉料：水：十二烷基硫酸钠：三聚磷酸钠：过硫酸钾按比例100：2000：0.5：0.5：0.3混合，升温至 60℃，保持15分钟。然后开始通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.4MPa，反应时间2小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到改性氯化聚乙烯。将10份改性氯化聚乙烯加入到100份聚氯乙烯中，经熔融共混制备改性聚氯乙烯，测定材料的冲击强度和热稳定性，具体结果见表1。
实施例2
将100份高密度聚乙烯、3份丙烯酸钙、0.5份N-羟基邻苯二甲酰亚胺混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒制备改性高密度聚乙烯。双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为300rpm。将改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。将改性聚乙烯粉料：水：十六烷基三甲基溴化铵：三聚磷酸钠：过硫酸钾按比例100：2000：0.6：0.5：0.3混合，升温至60℃，保持15分钟。然后开始通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.5MPa，反应时间2.5小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到氯化聚乙烯。将10 份改性氯化聚乙烯加入到100份聚氯乙烯中，经熔融共混制备改性聚氯乙烯，测定材料的冲击强度和热稳定性，具体结果见表1。
实施例3
将100份高密度聚乙烯、5份丙烯酸锌、0.6份N-羟基邻苯二甲酰亚胺混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒制备改性高密度聚乙烯。双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为 300rpm。将改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。将改性聚乙烯粉料：水：十二烷基硫酸钠：三聚磷酸钠：过硫酸钾按比例100：2000：0.8：0.5：0.3混合，升温至 60℃，保持15分钟。然后开始通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.5MPa，反应时间2.5小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到氯化聚乙烯。将10份改性氯化聚乙烯加入到100份聚氯乙烯中，经熔融共混制备改性聚氯乙烯，测定材料的冲击强度和热稳定性，具体结果见表1。
实施例4
将100份高密度聚乙烯、5份丙烯酸镁、0.6份N-羟基邻苯二甲酰亚胺混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒制备改性高密度聚乙烯。双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为 300rpm。将改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。将改性聚乙烯粉料：水：十六烷基三甲基溴化铵：三聚磷酸钠：过硫酸钾按比例100：2000：0.8：0.5：0.3混合，升温至60℃，保持15分钟。然后开始通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.5MPa，反应时间2.5小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到氯化聚乙烯。将10 份改性氯化聚乙烯加入到100份聚氯乙烯中，经熔融共混制备改性聚氯乙烯，测定材料的冲击强度和热稳定性，具体结果见表1。
表1不同实施例中聚氯乙烯的冲击强度和热稳定性
| 冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 开始热分解温度(℃) | |
| 聚氯乙烯 | 5.6 | 255.1 |
| 实施例1 | 10.7 | 263.0 |
| 实施例2 | 11.1 | 263.7 |
| 实施例3 | 11.0 | 263.4 |
由表1的数据可以看出，说明本发明所制备的改性氯化聚乙烯能有效的提高聚氯乙烯的冲击韧性和热稳定性。
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种改性氯化聚乙烯的制备方法，其特征在于，以不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯为原料，通过水相悬浮氯化法制备。
2.根据权利要求1所述的不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯，其特征在于，是以高密度聚乙烯为原料，不饱和羧酸盐为改性剂，添加氧化剂，通过双螺杆挤出机熔融反应挤出，经气流磨粉碎制备而成。
3.根据权利要求2所述的高密度聚乙烯，其特征在于，熔融指数为0.3-1.0g/10min(190℃，5kg)；所述的不饱和羧酸盐，其特征在于，为丙烯酸钠、丙烯酸钙、丙烯酸镁、丙烯酸锌中的一种；所述的氧化剂为N-羟基邻苯二甲酰亚胺；所述的双螺杆挤出加工温度为180℃，螺杆转速为200-500rpm。
4.根据权利要求3所述的不饱和羧酸盐，其特征在于，用量为1-5份；所述的N-羟基邻苯二甲酰亚胺，其特征在于，用量为0.3-0.6份。
5.根据权利要求2所述的不饱和羧酸盐改性高密度聚乙烯，其特征在于，改性高密度聚乙烯经气流磨粉碎，细度为300-500目。
6.根据权利要求1所述的改性氯化聚乙烯的制备方法，其特征在于，将改性高密度聚乙烯粉料、表面活性剂、分散剂和氧化剂分散于水相中，升温至60℃，保持15分钟，通入氯气，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.4-0.5MPa，反应时间2-2.5小时，经过滤脱酸、中和、离心脱水、干燥，得到氯化聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的表面活性剂，其特征在于，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种；所述的分散剂，其特征在于，分散剂为三聚磷酸钠；所述的氧化剂，其特征在于，氧化剂为过硫酸钾；所述的聚乙烯粉料：水：表面活性剂：分散剂：氧化剂的比例为100：2000：0.5-0.8：0.5：0.3。
8.根据权利要求6所述的改性氯化聚乙烯，其特征在于，添加到聚氯乙烯配方体系中，可以有效提高聚氯乙烯制品的冲击韧性和热稳定性。
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