CN1613909A - 一种透明高抗冲聚氯乙烯组合物及制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明高抗冲聚氯乙烯组合物及制备方法和用途，尤其涉及一种适用于制造透明工具柄，特别是木凿柄的聚氯乙烯组合物，基本组成为：聚氯乙烯100份；有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂1－10份；聚氯乙烯增塑剂2－30份；丁二烯2－30份；螯合剂0.5－1.6份；紫外线吸收剂0.3－1份；抗氧剂0.8－1.5份。本发明聚氯乙烯组合物，既有高的强度和抗冲击性，又有高透明度，耐候性优异，可保持长时间高透明度，价格低廉，性能不仅可与聚碳酸酯相媲美，而且价格仅为聚碳酸酯的50％左右；与MBS改性基本相等，但其抗冲强度、透明度明显高于用MBS改性。尤其是制作厚制品时仍具有高透明度，因此特别适用于制作各种工具手柄，尤其是高抗冲要求的木凿柄。

Description

一种透明高抗冲聚氯乙烯组合物及制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种透明高抗冲聚氯乙烯组合物及制备方法和用途，尤其涉及一种适用于制造透明工具柄，特别是木凿柄的聚氯乙烯组合物。

背景技术

聚碳酸酯因具有色彩艳丽，永不退色，高透明及高抗冲击，并可通过注塑成各种形状等特点，国外有被用作以塑代木，用于手工工具柄，尤其是抗冲击要求较高的木工用凿子柄，以减少木材消耗。然而由于聚碳酸酯价格较高，一般原料价格在2.5万元/吨左右，用于木凿柄成本较大，价格难以接受。而价格相对较低的PVC、PP、PE、ABS等，虽然抗冲击性能基本能满足要求，但由于材料不透明，美观性差，难以取代聚碳酸酯用于木凿等手工工具柄。

有报导在聚氯乙烯树脂(PVC)中添加高抗冲剂MBS(丁二烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯三元接枝共聚物)，可以在较少影响透明性的前提下，提高抗冲击性能。而实际添加MBS改性剂，透明度仍然会有一定的下降，在做薄的制品时尚能有较好的透明度，但在做厚度较厚制品，如工具手柄、木凿柄等，只能维持半透明，所以添加MBS改进剂，通常只适用于做透明油瓶料及塑料片材、薄膜。其次，MBS中使用苯乙烯为原料，而苯乙烯是一种脆性材料，会使得抗冲击强度下降，正如有文献报导，若要使MBS具有高透明性，将会影响冲击改性效果。因此采用MBS树脂改性后，仍不适宜做抗冲击要求和透明度要求较高，厚度大的制品，尤其是抗冲击要求较高的木凿柄。

另外，采用MBS改性不耐候，时间长会发生变色，影响透明度。中国专利99124878.3公开了一种采用有机锡的硫醇盐/羧酸盐与自由水杨酸苯酯化合物作稳定剂，以获得对热、紫外光和侵蚀的高抵抗能力。但其仅是改善透明聚氯乙烯组合物的耐候性，没有报导对抗冲击性改性，并且实际上添加有机锡的硫醇盐/羧酸盐会影响透明度，所以仍然不能用作透明工具手柄，尤其是抗冲击要求较高的木凿柄。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种价格低，抗冲强度和透明度可与聚碳酸酯接近和相等，并可长期保持不变色的透明高抗冲聚氯乙烯组合物。

本发明的另一目的在于提供一种上述透明高抗冲聚氯乙烯组合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述透明高抗冲聚氯乙烯组合物的用途。

本发明透明高抗冲聚氯乙烯组合物，基本组成为：聚氯乙烯100份，有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂1-10份，聚氯乙烯增塑剂2-30份，丁二烯2-30份，螯合剂0.5-1.6份，紫外线吸收剂0.3-1份，抗氧剂0.8-1.5份混合组成。

为确保本发明聚氯乙烯组合物在制造较厚产品时仍能有高的透明度，所用聚氯乙烯原料，较好采用乙烯法合成的聚氯乙烯，因乙烯法合成的聚氯乙烯透明度相对较电石法生产的聚氯乙烯高，影响透明度的不溶物(鱼眼)少，因此制得的聚氯乙烯透明度更高，在制作诸如工具柄等较厚制品时透明度较高。

本发明中有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂，主要起热稳定作用，防止聚氯乙烯在加热过程中碳化，具有热稳定性好，对透明度损害少，经试验较好为甲基硫醇锡、丁基硫醇锡、辛基硫醇锡、丁基羧酸锡，它们可以混用，也可以单用。本发明中稳定剂上限值，仅是考虑成本因素，如果勿略成本因素，则加入量还可以提高，虽然加入量高对热稳定性和透明度有积极作用，但加入量超过此上限值，则会引起成本大幅度高，然而对性能提高则不会太多，性价比会下降。本发明试验确定最为适宜的加入量为1-5份。

所述聚氯乙烯增塑剂，为聚氯乙烯改性所常用，主要用于聚氯乙烯增塑改性。它可以是各种聚氯乙烯增塑剂。本发明中优选采用具有价格低的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和/或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，可以降低改性成本。如果勿略成本因素，其它各种增塑助剂均可使用，如葵二酸二辛酯(DOS)，二异辛酯(DIOP)，环氧十八丁酯，二异丁酯(DIBP)等。

本发明中丁二烯，为增强和抗冲击改性剂，加入聚氯乙烯中主要起增强抗冲击作用，以代替MBS增强改性，不仅改性抗冲击强度高，而且基本不影响聚氯乙烯透明度，此乃本发明保持高透明度一个关键，特别适用于木凿柄等高抗冲及高透明要求。

所述螯合剂，在本发明中作为丁二烯的助剂，主要用于改善丁二烯与聚氯乙烯结合性，使两者能达到充分混和均匀，以提高丁二烯增强改性效果，否则丁二烯难以与聚氯乙烯充分混合均匀，发挥改性作用，用量随丁二烯用量增加而增加。

所说紫外线吸收剂、抗氧剂，主要作用是防止聚氯乙烯退色、老化，以保证长时间透明度，它可以是各种常用的紫外线吸收剂、抗氧剂。

本发明聚氯乙烯组合物，优选改性剂组量为有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂1-5份，聚氯乙烯增塑剂10-30份，丁二烯10-30份。

为提高改性聚氯乙烯组合物的后续加工性能，如流动性，使之易于加工成型，以及进一步提高成型产品表面的光亮度，本发明组合物中还可以加入(外加)0.4-1份的牌号为70S外润滑剂，和1-2份的牌号为G16内润滑剂；或1-4份的环氧大豆油。这些润滑剂具有对聚氯乙烯透明度损害极少，不仅可充分发挥润滑剂的作用，而且有助于确保聚氯乙烯改性组合物在制成厚型产品时仍有较高的透明度。

在本发明聚氯乙烯组合物中，为增加成型制品的美观性，还可以通过添加荧光透明颜料，可使成型制品具有透明的色彩，又不降低透明度。

本发明透明高抗冲聚氯乙烯组合物制备：将丁二烯及螯合剂在90-110℃混合拌和备用；将聚氯乙烯、有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂、聚氯乙烯增塑剂及其他添加物放入拌和机中于60-90℃混炼均匀，然后加入丁二烯混合料，拌和至110-120℃，再经小于60℃低温拌和，造粒。

本发明方法中，其他助剂既可以与聚氯乙烯等主料一起加入，也可以待主料混合后与丁二烯一起加入，对本发明是无关紧要的。所说低温拌和，主要是使高温拌和时产生的气体，通过降温拌和使其溢出挥发，防止组合物中夹杂气体，造成对产品质量的影响。

本发明透明高抗冲聚氯乙烯组合物用途，特别适用于各种工具手柄，如木凿柄、螺丝批柄等，其中因抗冲击性和透明度均好，尤其用于木凿柄。

本发明聚氯乙烯组合物，由于采用丁二烯作抗冲及增强改性剂，以及采用螯合剂改善丁二烯与聚氯乙烯的混合性，既提高了聚氯乙烯强度和抗冲击性，又较大减少对聚氯乙烯透明度的影响；以及采用对透明度影响较小的改性添加物如有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂、70S外润滑剂和G16内润滑剂、或环氧大豆油、荧光透明颜料，不仅可以达到对聚氯乙烯改性，而且较少影响透明度，以及加入紫外线吸收剂、抗氧剂，可有效防止聚氯乙烯退色、老化，耐候性优异，可保证长时间高透明度。本发明聚氯乙烯组合物，不仅具有强度好，高抗冲，而且高透明，制作厚制品时仍具有高透明度，尤其是采用乙烯法合成的聚氯乙烯，透明度更好。因此特别适用于制作各种工具手柄，尤其是高抗冲要求的木凿柄。本发明聚氯乙烯组合物，还具有价格低廉，性能不仅可与聚碳酸酯相媲美，而且价格仅为聚碳酸酯的50％左右；与MBS改性基本相等，但其抗冲强度、透明度明显高于用MBS改性。此外，采用丁二烯增强改性，还较MBS改性较大幅度降低了铅含量，更有利于环保。

本发明组合物与MBS改性性能对比表

拉伸强度		静弯曲强度		缺口冲击强度		邵氏硬度		透光率		铅含量
												Mpa		Mpa		Kj/m2		Mpa		％		Ppm
A	B	A	B	A	B	A	B	A	B	A	B
												55.8	65	87.1	132	6.24	＞25	100	90	87	90	23	16

说明：A为采用MBS改性；B为本发明专利。

以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。

具体实施方式

实施例1：先将30份丁二烯与1份螯合剂，在100℃温度下混合拌和备用；将100份电石法生产的聚氯乙烯，甲基硫醇锡1.5份，30份邻苯二甲酸二辛酯，1份紫外线吸收剂，1.5份抗氧剂，1.6份70S外润滑剂，0.8份G16内润滑剂，混合加入高速拌和机于80℃混炼均匀，然后加入前述丁二烯改性料，拌和至110℃，移入50℃的低温拌和机搅拌，经造粒的聚氯乙烯粒子。再通过注塑成型或挤出成型制成木凿柄。

实施例2：取丁二烯20份，螯合剂0.8份，在95℃温度下混合拌和备用；将乙烯法合成的聚氯乙烯100份，甲基硫醇锡2份，丁基硫醇锡3份，辛基硫醇锡3份，邻苯二甲酸二辛酯10份，邻苯二甲酸二丁酯10份，混合加入高速拌和机于90℃混炼均匀，加入前述丁二烯改性料，环氧大豆油润滑剂2份，紫外线吸收剂0.8份，抗氧剂1.2份，拌和至120℃，移入40℃的低温拌和机搅拌，经造粒的聚氯乙烯粒子。通过注塑成型或挤出成型制成木凿柄。

实施例3：丁二烯10份，螯合剂0.5份，90℃温度下混合拌和备用；乙烯法合成的聚氯乙烯100份，甲基硫醇锡4.5份，邻苯二甲酸二辛酯10份，70S外润滑剂1.6份，G16内润滑剂0.8份，紫外线吸收剂0.5份，抗氧剂0.8份，方法同上，制作螺丝批柄。

上述实施例中还可以加入荧光透明颜料，如黄色、红色、紫色等，可以制成纯色透明工具柄。

Claims (10)

1、一种透明高抗冲聚氯乙烯，基本组成为：

聚氯乙烯100份；

有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂1-10份；

聚氯乙烯增塑剂2-30份；

丁二烯2-30份；

螯合剂0.5-1.6份；

紫外线吸收剂0.3-1份；

抗氧剂0.8-1.5份。

2、根据权利要求1所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说

有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂1-5％份；

聚氯乙烯增塑剂10-30份；

丁二烯10-30份。

3、根据权利要求1或2所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说聚氯乙烯为乙烯法合成聚氯乙烯。

4、根据权利要求1或2所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说有机硫醇锡或有机羧酸锡为甲基硫醇锡、丁基硫醇锡、辛基硫醇锡、丁基羧酸锡。

5、根据权利要求1或2所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说聚氯乙烯增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二甲酸二丁酯。

6、根据权利要求1或2所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说组合物中还加有0.4-1份牌号为70S外润滑剂，和1-2份牌号为G16内润滑剂；或1-4份环氧大豆油。

7、根据权利要求1或2所述透明高抗冲击聚氯乙烯，其特征在于所说组合物中还加有荧光透明颜料。

8、前述权利要求所述透明高抗冲击聚氯乙烯制备方法，将丁二烯及螯合剂在90-110℃混合拌和备用；将聚氯乙烯、有机硫醇锡或有机羧酸锡稳定剂、聚氯乙烯增塑剂及其他添加物放入拌和机中于60-90℃混炼均匀，然后加入丁二烯混合料，拌和至110-120℃，再经小于60℃低温拌和，造粒。

9、前述权利要求1-9所述透明高抗冲击聚氯乙烯，用于制造各种工具手柄。

10、根据权利要求9所述透明高抗冲击聚氯乙烯，用于制造木凿柄。