CN1164462A - 一种硬质聚氯乙烯直混注塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种硬质聚氯乙烯直混注塑料。以悬浮法生产的注塑级聚氯乙烯为基体树脂，甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物为增韧剂，配以少量增塑剂、热稳定剂、内外润滑剂，在高速混合机中按一定程序进行混合处理，得到的一种聚氯乙烯混合料可以不经造粒，直接注塑出外观光洁、色彩艳丽并有良好机械性能的硬质聚氯乙烯水嘴、管件等制品，并有希望在其它硬质聚氯乙烯(UPVC)产品上获得广泛的应用。
Description
本发明涉及一种未填充硬质聚氯乙烯(UPVC)混合料，特别涉及到注塑成型的UPVC组合物领域。
PVC是通用大品种塑料，具有良好的物理机械性能、电绝缘性能和难燃性，通过配方设计的变化可以生产板材、管材、薄膜、电缆电线护套及人造革等软硬制品。可广泛使用压延、挤出、注射、压制、吹塑和搪塑等工艺成型技术，其制品在化工、轻工、建筑业及日用生活领域已获得了广泛的应用。
纯PVC树脂热稳定性差，其分解温度与加工温度极为接近，属热敏型高分子材料。PVC塑料配方中常包括如下组份：树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、染色剂、润滑剂等，对阻燃和发泡制品还分别有阻燃剂或发泡剂等组份。
由于PVC树脂的粉状结构特性以及在热和剪切力场作用下加工过程中流动单元的不断变化，在挤出和注塑成型中为了有效地发挥各种添加剂的作用，PVC树脂组合物的配混工艺十分重要，还要经过混炼、开片造粒或经螺杆熔融混合造粒这道工序。近年来随着高分子材料科学和加工技术的不断进步，采用混合、塑炼功能俱佳的异向旋转锥形双螺杆挤出机已可由PVC配混料直接挤出管材和异型材制品，但不能将这种配混物直接用于UPVC注塑工艺。
本发明克服了注塑成型中混炼，开片造粒等复杂工序，而提供一种直混注塑制品，和直混注塑工艺。
本发明正是为了省去造粒工序，对PVC树脂及各种添加剂进行了大量筛造，并严格了配混工艺，成功地研制出了一种UPVC配混料，可在普通注射成型机上注塑出外观光洁、色彩艳丽并具有良好机械性能的UPVC水嘴和管件制品。显著地降低了成本，并有希望在其它UPVC产品上获得广泛的应用。
本发明的UPVC直混注塑料的组成和含量如下：组份 重量份数聚氯乙烯 100稳定剂 1.0～2.0增塑剂 2.0～3.5增韧剂 8.0～10.0复合润滑剂 1.0～1.2聚丙烯酸酯类改性剂ACR 2.0～3.0染色剂 0.3～2.0
所述的PVC树脂为普通注塑级树脂，悬浮法生产的聚合度K值为55-60，以SG-7型K值为58的结果最好。
所述的增塑剂为DOP(邻苯二甲酸二辛酯)或环氧大豆油。
所述的增韧剂为MBS(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)，它与PVC有半互容能力，能形成两相结构，作为弹性体物质它可以吸收和分散冲击能量而起到增韧作用。组合物的冲击韧性随MBS含量的增加而增加，但在满足冲击韧性值的情况下，其含量越低越经济。
本发明提供的润滑剂为一组复合润滑剂。包括了硬脂酸、硬脂酸钙和石蜡，其重量组成比为3∶5∶2，这种内外润滑剂的搭配可以保证物料的加工性能，且不会产生分层现象。
所述的ACR为聚丙烯酸酯类改性剂，它与MBS有协同增韧作用，可有效地改善PVC对光和热的稳定性，耐候性优良。ACR的另一个重要作用是导致PVC低离模膨胀，可显著地改善PVC制品的表面光洁度。
所述的稳定剂为有机锡类稳定剂，稳定剂的种类和加入量在很大程度上决定着PVC的加工、制造和使用特征。如成型加工中的颜色、透明度、润滑作用、析出气味及对变化配方和加工条件的敏感性，并对制品的诸多性能如耐候性、渗出性、抗冲击性、电绝缘性、防微生物侵蚀等有显著的影响。因此合理的选择稳定剂的种类和用量是十分重要的。本发明的PVC配混料用于水嘴和管件产品，出于卫生标准的考虑选择了有机锡化合物为稳定剂，包括8831(辛基锡)和T-175(甲基锡)，对注塑制品而言两种稳定剂的效果基本一致。
所述的染色剂为各种适用于PVC染色的各种染色剂，选择时要注意它们对热和长期光照性能的稳定性。
本发明的硬质聚氯乙烯直混注塑料的制备方法是将PVC树脂100份与稳定剂1.0-2.0份混合20分钟，料温为80-86℃，再加入增塑剂2.0-3.5份，混合2-3分钟，继续加入润滑剂、染色剂混合10分钟，然后将物料放入低温搅拌罐中，待料温冷却至25-60℃时，加入增韧剂8.0-10.0份和改性剂2.0-3.0份，搅拌均匀，得到直混注塑料。将混配物料直接进入注塑机成型，得到硬质聚氯乙烯制品。
本发明的硬质聚氯乙烯直混注塑料可以不经造粒，直接注塑出外观光洁、色彩艳丽并有良好机械性能的硬质聚氯乙烯水嘴、管件等制品。
实施例1-5：
以悬浮法SG-7型树脂为基础料，其余组份及组合物性能分别列于表1、表2中。
表1、UPVC混合料组份及含量
实施例
重量份 1 2 3 4 5组份PVC(SG-7) 100 100 100 100 1008831(辛基锡) 1.33 1.86 2.0 - -T175 - - - 1.0 1.0DOP 2.0 3.0 3.5 - -环氧大豆油 - - - 3.0 3.0HSt(硬脂酸) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3CaSt(硬脂酸钙) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5石蜡 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2MBS 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0ACR 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0染色剂 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0工艺 造粒 直混 造粒 造粒 直混
注塑 注塑 注塑 注塑 注塑应用 水嘴 水嘴 水嘴 管件 管件
实施例1-5的各组份按下述程序在高速混合机中进行混合，PVC树脂+稳定剂混合20分钟，此时料温由于摩擦生热可达80-86℃，随后加入增塑剂混合2-3分钟，继续加入润滑剂、染色剂混合10分钟，然后将物料放入低温搅拌罐中，待料温冷却至60℃以下时，放入ACR和MBS，搅拌均匀至此物料配混工序完成。实施例1，3，4是将配混料在单螺杆中造粒，入料口至机头的温度为160℃-180℃，在相同温度下在普通注塑成型机中制成标准样条，供测定性能使用。实施例2和5是配混料直接注塑成型。其性能对比列于表2中。表2UPVC混合料物理机械性能
实施例 1 2 3 4 5性能拉伸强度MPa 53.1 53.0 52.8 51.8 51.0断裂伸长率 66 59 50 57 52悬臂梁(缺口)值 54.0 39.0 41.0 42.0 39.0
J/M弯曲模量MPa 81.6 86.0 82.0 83.0 85.1弯曲模量GPa 2.70 2.70 2.90 2.60 2.60比较例1-2：
比较例1为台湾进口水嘴料，比较例2为UPVC直混注塑料，其组份及含量如下：PVC(SG-7) 1008831 3.0DOP 3.0HSt 0.3CaSt 0.5石蜡 0.3MBS 10.0ACR 2.0混合程序及注塑工艺条件同实施例1-5，与台湾进口料性能对比如下：
比较例 1台湾料 2直混料性能拉伸强度MPa 51.9 50.8断裂伸长率％ 50 55悬臂梁(缺口)值J/M 33.0 37.0弯曲强度MPa 80.6 81.0弯曲模量GPa 2.65 2.61
Claims (6)
1、一种硬质聚氯乙烯UPVC直混注塑料包括聚氯乙烯PVC、稳定剂、增塑剂、润滑剂、改性剂及染色剂，其特征在于所述的组份和重量份数如下：组份 重量份数聚氯乙烯 100稳定剂 1.0～2.0增塑剂 2.0～3.5增韧剂 8.0～10.0复合润滑剂 1.0～1.2聚丙烯酸酯类改性剂ACR 2.0～3.0染色剂 0.3～2.0
所述的聚氯乙烯树脂聚合度K值为55-60。
2、根据权利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的聚氯乙烯树脂聚合度K值为58。
3、根据权利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的稳定剂为辛基锡或甲基锡。
4、根据权利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物。
5、根据权利要求1所述的UPVC直混注塑料，其特征在于所述的复合润滑剂中硬脂酸、硬脂酸钙和石蜡的重量百分比为3∶5∶2。
6、一种硬质聚氯乙烯UPVC直混注塑料的制备方法，其特征在于将PVC树脂100份与稳定剂1.0-2.0份混合20分钟，料温为80-86℃，再加入增塑剂2.0-3.5份，混合2-3分钟，继续加入润滑剂、染色剂混合10分钟，然后将物料放入低温搅拌罐中，待料温冷却至25-60℃时，加入增韧剂8.0-10.0份和改性剂2.0-3.0份，搅拌均匀，得到直混注塑料。
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