专利名称：部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内加工方法
技术领域：
本发明涉及部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内加工方法，属于聚氯乙烯加工工艺技术领域。
背景技术：
聚氯乙烯是一种综合性能优良，用途广泛的通用树脂。聚氯乙烯具有原料丰富、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。但由于其耐热性较差，于130℃-140℃开始分解变色，析出HCI，使得产品性能下降，且容易腐蚀加工设备。
高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯相对于普通软质聚氯乙烯具有压缩永久形变小、高温下尺寸稳定性好、耐热性好、改变温度时硬度稳定性好、耐油耐溶剂性能好、耐老化性能和机械性能优异等特点。但是高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯在熔融状态下物理缠结急剧增多，导致加工过程中的流动性差。因此高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯的工业应用时，聚合度被限制在2500以内。更高聚合度的聚氯乙烯的广泛应用被严重制约。
目前聚氯乙烯硬制品(板材、异型材、管材等)的加工温度在180℃-200℃以上，而聚氯乙烯的软制品尤其是高分子量的聚氯乙烯软制品在加工过程中即使添加大量的增塑剂也要在140℃-150℃以上加工。这些加工温度都超过了聚氯乙烯的热分解温度130℃-140℃。而且大量增塑剂的使用也加剧了全球的环境污染。也有在高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯中加入0-15份低聚合度聚氯乙烯来改善加工的流动性。这样做的缺点在于使得实际的分子量降低，分子量分布加宽，相应的制品的力学性能也不如预期的好。{参考文献1斯钦达来，华幼卿中国塑料，1994，Vol.8，No.1，pp.37-2刘方，张军特种橡胶制品，2000，Vol.21，No.3，pp.11-13刘玉强弹性体2000，Vol.10，No.2，pp.48-4刘岭梅中国氯碱2000，No.7，pp.24-25R.N.Haward，R.J.Young The Physics of GlassyPolymers 1997，2nd edn.pp.20-26中国专利ZL03131504.6}三、发明内容本发明的目的是在10℃至120℃范围内加工部分解缠结聚氯乙烯母料，解决现有聚氯乙烯加工方法中聚氯乙烯易于分解的技术难题。
本发明的目的是这样实现的将聚氯乙烯按0.1-50wt％溶于四氢呋喃或邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中，充分搅拌至溶液均一透明。将溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀，并用乙醇或甲醇洗涤沉淀，干燥，得到粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料。将粉末状部分解缠结的聚氯乙烯母料均匀的加入模具中铺平，将模具放在压力机或平板硫化仪上，在常温到低于聚氯乙烯分解温度范围内(10℃至120℃范围内)施加5-300MPa的压力。并且将压力保持1分钟到1小时。经受压力时，聚氯乙烯分子链有较大幅度的滑移，即表现出一定的流动性能。卸压、脱模后可以获得和常规热加工样品具有相同物理机械性能的聚氯乙烯制品。下表是本加工方法和常规加工方法制得的聚氯乙烯制品(分子量为150,000)的性能对照表。由于本加工方法是在聚氯乙烯的热分解温度以下进行的，解决了常规加工过程中聚氯乙烯热降解的难题。
本加工方法和常规加工方法制得的聚氯乙烯制品性能对照表
A来自DMTA测试B来自RAMAN光谱测试本发明所采用的加工方法的优点是1.成型过程中耗能较少本方法采用较低的加工温度(10℃至120℃范围内)，使得成型过程中耗能较少。
2.反复加压成型过程中聚氯乙烯不发生降解由于本方法的加工温度低于聚氯乙烯的热分解温度，避免了常规聚氯乙烯加工过程中热降解的问题，也就避免了产品性能的降低及设备腐蚀等问题。
3.无需加入增塑剂本方法加工聚氯乙烯可以不加增塑剂。在聚氯乙烯加工过程中减少增塑剂的用量，不仅可以降低成本，提高制品的刚性，还可以减少增塑剂对环境的污染。
4.无需加入抗氧剂由于本方法加工聚氯乙烯不存在热降解问题，聚氯乙烯母料中可以不加抗氧剂，减少制品中抗氧剂对环境的污染。
5.处理操作简便本方法使用的溶剂为工业化的化工产品，且可以循环使用，处理工艺简单，其相应的操作费用较低。
6.和常规热加工制品具有相同物理机械性能采用本方法制备的聚氯乙烯制品和常规热加工方法制备的聚氯乙烯制品具有相同的物理机械性能。
本发明的用途从方法上对聚氯乙烯的加工工艺进行了革新，经溶解沉淀后得到的粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料在常温到低于聚氯乙烯热分解温度范围内(10℃至120℃范围)加工，产品具有良好的物理机械性能，同时减少了环境污染和设备腐蚀，有望应用于聚氯乙烯及其共混物(如与丁腈橡胶、ABS工程树脂等的共混物)和聚氯乙烯复合材料的大规模的工业化生产。
四、本发明的具体实施方法例1、聚氯乙烯在10℃加工将聚氯乙烯(分子量为80,000)100克加入到200-10,000克四氢呋喃(THF)溶剂中，溶液的浓度为1-50wt％，在常温溶解、搅拌至体系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗涤，干燥，得到粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料。将该粉末状部分解缠结的聚氯乙烯母料加入模具中平铺均匀，将模具放置在常规的压机上或平板硫化仪上10℃施加250MPa的压力30分钟，得到完全透明的试样。试样经DMTA测试表明和常规热加工方法制备的试样具有相同的杨氏模量(2×109Pa)。试样通过RAMAN分析测试没有发现由于热降解而出现1117cm-1及1497cm-1的共轭双键峰。而常规加工的试样其RAMAN谱图上出现明显的共轭双键峰，说明试样经过常规加工发生了热降解。
例2、聚氯乙烯在60℃加工将聚氯乙烯(分子量为223,000)100克加入到500-10,000克邻苯二甲酸二辛酯溶剂中，溶液的浓度为1-20wt％，在80℃溶解、搅拌至体系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗涤，干燥，得到粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料。将该粉末状部分解缠结的聚氯乙烯母料加入模具中平铺均匀，将模具放置在常规的压机上或平板硫化仪上60℃施加100MPa的压力5分钟，得到完全透明的试样。试样经DMTA测试表明和常规热加工方法制备的试样具有相同的杨氏模量(2×109Pa)。试样通过RAMAN分析测试没有发现由于热降解而出现1117cm-1及1497cm-1的共轭双键峰。而常规加工的试样其RAMAN谱图上出现明显的共轭双键峰，说明试样经过常规加工发生了热降解。
例3、120℃聚氯乙烯的加工将聚氯乙烯(分子量为300,000)100克加入到500-10,000克邻苯二甲酸二辛酯溶剂中，溶液的浓度为1-20wt％，在80℃溶解、搅拌至体系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗涤，干燥，得到粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料。将该粉末状部分解缠结的聚氯乙烯母料加入模具中平铺均匀，将模具放置在常规的压机上或平板硫化仪上120℃施加100MPa的压力1分钟，得到完全透明的试样。试样经DMTA测试表明和常规热加工方法制备的试样具有相同的杨氏模量(2×109Pa)。试样通过RAMAN分析测试没有发现由于热降解而出现1117cm-1及1497cm-1的共轭双键峰。而常规加工的试样其RAMAN谱图上出现明显的共轭双键峰，说明试样经过常规加工发生了热降解。
例4、60℃聚氯乙烯复合材料的加工将聚氯乙烯(分子量为60,000)100克加入到500-10,000克四氢呋喃(THF)溶剂中，溶液的浓度为1-50wt％，在常温溶解、搅拌至体系呈均一透明。溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗涤，然后在聚氯乙烯的乙醇或甲醇的悬浮液中加入4～6份碳酸钙(CaCO3)，8～10份氯化聚乙烯(CPE)及1～2份抗冲改性剂FM-21，充分搅拌均匀之后过滤、干燥，即得到粉末状聚氯乙烯复合物。将该粉末状聚氯乙烯复合物加入模具中平铺均匀，将模具放置在常规的压机上或平板硫化仪上60℃施加250MPa的压力10分钟，得到完全透明的试样。试样经DMTA测试，发现和常规热加工方法制备的聚氯乙烯试样具有相同的杨氏模量(2×109Pa)。
权利要求
1.部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内加工方法，将聚氯乙烯溶于四氢呋喃或邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中，充分搅拌至溶液均一透明，将均一溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀出聚氯乙烯，并用乙醇或甲醇洗涤沉淀，干燥，得到粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料，本发明特征是粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料平铺入模具中，在10℃至120℃范围内在压力机或者平板硫化仪上单向施加5-300MPa压力1分钟-1小时，可以获得与常规热加工方法物理机械性能相同的透明片材。
2.据权利要求1所述的部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内加工方法，本发明特征还在于聚氯乙烯的分子量范围是50,000～500,000。
3.据权利要求1所述的部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内加工方法，本发明特征还在于聚氯乙烯与四氢呋喃或邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯的重量百分比为1-50％。
全文摘要
聚氯乙烯经溶解沉淀处理得到的粉末状部分解缠结母料在10℃至120℃范围内加工，属聚氯乙烯加工工艺领域。将聚氯乙烯溶于四氢呋喃或邻苯二甲酸二(2－乙基己)酯中，搅拌至溶液均一透明，溶液倒入乙醇或甲醇中沉淀，并用乙醇或甲醇洗涤，干燥后得到的粉末状部分解缠结聚氯乙烯母料在10℃至120℃范围内单向施加5－300MPa压力1分钟－1小时，所得产品与常规热加工方法制得的产品物理机械性能相同。
文档编号C08J3/20GK1899796SQ20061008839
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月17日 优先权日2006年7月17日
发明者薛奇, 孙清, 徐俊伟, 王晓亮, 高云, 陶芳芳 申请人:南京大学, 常州华钛化学股份有限公司