一种PETG改性的PVC树脂及其制备方法与流程

一种petg改性的pvc树脂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子树脂领域，具体涉及一种petg改性的pvc树脂，以及该树脂的制备方法。


背景技术：

2.聚氯乙烯(polyvinyl chloride)，英文简称pvc，是氯乙烯单体(vcm)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。pvc有优异的介电性能，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
3.pvc为无定形结构的白色粉末，支化度较小，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
4.工业生产的pvc分子量一般在5～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加，无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态。因此在加工过程中易发生粘模，且易产生有害气体，需要对pvc的上述性能进行改进。
5.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的在于提供一种petg改性的pvc树脂，其具有良好的透光度，加工过程不易粘模，且氯化氢等有害气体不易析出。
7.本发明的第二目的在于提供该改性pvc树脂的制备方法。
8.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
9.本发明涉及一种petg改性的pvc树脂，包括按重量份数计的以下组分：聚氯乙烯(pvc)80～90份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(mbs)3～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(petg)6～12份，增塑剂1～3份，润滑剂0.1～1份，稳定剂1～4份。
10.优选地，所述增塑剂选自二乙二醇二苯甲酸酯(dedb)、对苯二甲酸二辛酯(dotp)和乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。优选将dedb作为主增塑剂，并搭配dotp和/或乙酰柠檬酸三丁酯，即dedb的加入量为1～2重量份，dotp和/或乙酰柠檬酸三丁酯的加入量为0.1～0.3重量份。
11.优选地，所述润滑剂选自硬脂酸和/或单硬脂酸甘油酯。优选将硬脂酸作为主润滑剂，并搭配单硬脂酸甘油酯，即硬脂酸的加入量为0.2～0.3重量份，单硬脂酸甘油酯的加入量为0.1～0.2重量份。
12.优选地，所述稳定剂选自磷酸酯稳定剂和/或有机锡稳定剂。
13.优选地，所述磷酸酯稳定剂选自磷酸三辛酯、磷酸一辛二苯酯、磷酸二辛一苯酯、磷酸三苯酯中的至少一种。
14.优选地，所述petg改性的pvc树脂还包括抗氧剂0.1～0.5重量份。
15.优选地，所述抗氧剂为硫代二丙酸双十二烷酯(dltp)。
16.优选地，所述petg改性的pvc树脂还包括颜料。
17.优选地，所述颜料为蓝光色粉和/或增白剂无色色粉。
18.优选地，所述petg改性的pvc树脂还包括纳米银抗菌剂0.5～1重量份。
19.本发明还涉及所述petg改性的pvc树脂的制备方法，包括以下步骤：将各组分加入双螺杆挤出机中，在145～170℃下挤出造粒，得到所述petg改性的pvc树脂。
20.优选地，在加工前对所述petg进行干燥，然后进行混料。
21.优选地，先将petg在50～60℃下烘干40分钟以上，然后将各组分加入高速混料机中，在50～60℃，600～800r/min转速下混合搅拌均匀，将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中。其中下料口温度为145℃，螺杆头温度为150℃，模具口温度为160℃，出料冷却后得到所述petg改性的pvc树脂材料。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供了一种petg改性的pvc树脂，该材料是一种透明的非结晶性树脂材料，是一种聚氯乙烯树脂，其加工特性与许多其他热塑性材料相似。其具有以下优点：1)该材料具有较高的熔体强度，从而提高了在挤压过程中的加工能力。2)该材料具有闪闪发光的清晰度、优良的韧性和耐化学性，适合于各种应用。从它挤压出的形状和轮廓表现出极好的透明、清晰度和物理性能，适用于定价渠道、标识、装饰、电子包装、管路、医疗和各种其他应用。3)该材料不会结晶，因此相比传统的聚氯乙烯透明树脂，其具有更高强度的韧性以及对设备的自清洁能力，以及延长模具粘模导致的析出拉丝免维护时间。
24.本发明还提供了该petg改性的pvc树脂的制备方法，包括在共混阶段，通过加入聚氯乙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯进行共混，并以适当的比例加入苯乙烯共聚物，增加了抗冲击强度。共混阶段还添加了增塑剂以增加塑化熔融效果，加入稳定剂以增加材料热稳定性，加入抗氧剂以提升抗氧化耐候效果。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
26.本发明实施例涉及一种petg改性的pvc树脂，包括按重量份数计的以下组分：聚氯乙烯(pvc)80～90份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(mbs)3～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(petg)6～12份，增塑剂1～3份，润滑剂0.1～1份，稳定剂1～4份。
27.其中，mbs树脂主要作为pvc树脂的抗冲改性剂，可以在增韧的同时，最大限度保持pvc的透明性。同时与其它抗冲改性剂相比，在同等加入量情况下，还可以更大幅度地提升
制品的韧性。
28.petg是一种非晶型共聚酯，是由对苯二甲酸(pta)、乙二醇(eg)和1,4-环己烷二甲醇(chdm)三种单体用酯交换法缩聚的产物。将其作为改性剂能使制品高度透明，抗冲击性能优异，特别适宜成型厚壁透明制品，并具有良好的加工成型性能。也可以采用国产改性pet树脂代替。
29.向pvc树脂中添加petg共聚酯主要具有以下功能：1)外观功能：因共聚酯具有高粘度，可增加透光度；2)制备功能：制备过程中利用其粘度和包覆性，防止助剂在高温下析出，造成粘模，使模具达到免拆洗维护的目的；3)环保功能：同样是由于共聚酯具有粘度和包覆性，可防止pvc颗粒加工过程中析出有害气体。
30.在本发明的一个实施例中，增塑剂选自二乙二醇二苯甲酸酯(dedb)、对苯二甲酸二辛酯(dotp)和乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。优选将dedb作为主增塑剂，并搭配dotp和/或乙酰柠檬酸三丁酯，即dedb的加入量为1～2重量份，dotp和/或乙酰柠檬酸三丁酯的加入量为0.1～0.3重量份。其中，dotp能提高制品的耐热绝缘性能，并避免制品发黄。
31.在本发明的一个实施例中，润滑剂选自硬脂酸和/或单硬脂酸甘油酯。优选将硬脂酸作为主润滑剂，并搭配单硬脂酸甘油酯，即硬脂酸的加入量为0.2～0.3重量份，单硬脂酸甘油酯的加入量为0.1～0.2重量份。单硬脂酸甘油酯主要作为外表面润滑剂，如添加量过多，会导致制品表面磨砂。
32.在本发明的一个实施例中，稳定剂选自磷酸酯稳定剂和/或有机锡稳定剂。
33.在本发明的一个实施例中，磷酸酯稳定剂选自磷酸三辛酯、磷酸一辛二苯酯、磷酸二辛一苯酯、磷酸三苯酯中的至少一种。
34.在本发明的一个实施例中，petg改性的pvc树脂还包括抗氧剂0.1～0.5重量份。
35.在本发明的一个实施例中，抗氧剂为硫代二丙酸双十二烷酯(dltp)。
36.在本发明的一个实施例中，petg改性的pvc树脂还包括颜料。颜料的加入量根据调色量确定，因此不限定明确的加入量。
37.在本发明的一个实施例中，颜料为蓝光色粉和/或增白剂无色色粉。
38.在本发明的一个实施例中，petg改性的pvc树脂还包括纳米银抗菌剂0.5～1重量份。
39.在本发明的一个优选实施例中，上述petg改性的pvc树脂，具有以下的原料组分：
[0040][0041]
本发明实施例还涉及上述petg改性的pvc树脂的制备方法，包括以下步骤：将各组分加入双螺杆挤出机中，在145～170℃下挤出造粒，得到petg改性的pvc树脂。
[0042]
在本发明的一个实施例中，为了更好地进行共混，在加工前对petg进行干燥，建议使用干空气来转移水分。
[0043]
在本发明的一个具体实施例中，先将petg在50～60℃下烘干40分钟以上，然后将各组分加入高速混料机中，在50～60℃，600～800r/min转速下混合搅拌均匀，将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中。其中下料口温度为145℃，螺杆头温度为150℃，模具口温度为160℃，在出料口采用刀片切粒，得到的颗粒经风冷进入冷却震动槽(此时需要带有水冷控温震动槽急速冷却，冷却速度快慢将直接导致材料透明度数值)，装袋包装后即得到petg改性的pvc树脂材料。
[0044]
实施例1
[0045]
一种petg改性的pvc树脂，其原料组分如下所示：
[0046][0047]
备注：
[0048]
1)上述pvc树脂的gpc数据为：mn＝6.17
×
104，mw＝1.16
×
105，d＝1.88。
[0049]
2)混合磷酸酯含有磷酸三辛酯、磷酸一辛二苯酯、磷酸二辛一苯酯、磷酸三苯酯中的至少一种。
[0050]
3)petg除ws-501n江阴华宏以外，还可以选择pn303、pn220、sk2013等。
[0051]
4)可适量加入颜料。
[0052]
上述petg改性的pvc树脂的制备方法包括以下步骤：
[0053]
先将petg在60℃下烘干40分钟以上，然后将各组分加入高速混料机中，在50～60℃，800r/min转速下混合搅拌均匀，将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中。挤出机需用油冷螺杆(不是普通实心螺杆)，即利用油温冷却，保持不粘螺杆。控制螺杆温度从下料口开始为145℃，到达螺杆头滤网处为150℃，于160℃出模具口。在出料口采用刀片切粒，得到的颗粒经风冷进入冷却震动槽(此时需要带有水冷控温震动槽急速冷却，冷却速度快慢将直接导致材料透明度数值)，装袋包装后即得到所述petg改性的pvc树脂材料。
[0054]
需要说明，制备过程中如存在雾化气泡塑化不佳的问题，可在60℃(150f)温度下的除湿干燥机中将原料进行干燥，以将含水量降低到一个水平(最高0.04％)，这将防止在195～275℃(380～525f)下运行的处理设备的显著水解。通常1小时的干燥时间就足够了，然而在潮湿的地区或当使用不太理想的干燥设备时，可能需要延长干燥时间。干燥机温度不应超过60℃(150f)，以防止颗粒软化并粘在料斗中。
[0055]
对于挤出过程(即上述petg改性的pvc树脂的挤出加工过程)，该petg改性的pvc树脂具有与塑料相同的进料、熔化、压缩和计量过程。入口点(第1区)处的螺杆应加热至165℃
(329f)以上。必须小心防止进料区过热，因为可能会发生过早熔化和螺杆“套管”。建议下料喉口冷却，当颗粒通过螺杆输送到挤出机料筒内时，会发生额外的加热和压缩。
[0056]
该材料的测试性能见表1。
[0057]
表1
[0058][0059][0060]
上述处理的功能性数据见表2。
[0061]
表2
[0062][0063]
表2为挤塑机和模具在制备过程中的参数，说明该材料碳化耐久比较好，粘模几乎
可以忽略不计。
[0064]
改变对比例1～3中的原料或制备步骤，其它步骤同实施例1，具体设置方式和产品测试结果见表3：
[0065]
表3
[0066][0067]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。