专利名称：用于搪塑成型的搪塑粉末及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于搪塑成型工艺的搪塑粉末及其制备方法。
背景技术：
粉末搪塑是粉末模塑工艺中最先进的工艺，其工艺流程大致如下首先将模具加热到一定的温度，利用搪塑粉的自由流动，进行搪塑成型，通过旋转，使搪塑粉粘到热的模具的内表面；再将粘有搪塑粉的模具进一步加热，使搪塑粉熔融密实；接着将模具进行冷却使制品定型，在最后将制品从模具中取出，完成一个搪塑循环。从搪塑成型的过程，可以看到，搪塑粉必须具有较好的流动性和熔融特性，尤其是搪塑粉的熔融特性，非常重要，它对最终产品的质量和性能有着决定性的影响。
目前已公开的关于搪塑成型工艺中搪塑粉末的相关专利文献有CN1012682B，EP934983，EP544411，JP07179702和JP07149983，其中专利文献CN1012682B报道一种适于搪塑成型的聚氯乙烯组合物，该组合物中使用了目前已被限制使用的危害人体的钡盐作为热稳定剂。而EP934983，EP544411，JP07179702和JP07149983均报道以一种含悬浮聚合的聚氯乙烯树脂(SPVC)的组合物为搪塑粉末。本发明人经研究发现，使用悬浮聚合的聚氯乙烯树脂(SPVC)制备搪塑粉有以下两点不足(1)搪塑粉一般多用于生产半硬质的制品，如汽车仪表板表皮等，在配方中需要使用大量增塑剂，考虑到搪塑工艺的特点，搪塑粉还必须为可自由流动的粉末，因此树脂的增塑剂的吸收性能特别重要，这是因为增塑剂吸收速度的快慢，决定了搪塑粉的生产效率，而且对所得搪塑粉的粉料性能，如流动性等会产生一定的影响。实验研究发现，在同样的条件下，悬浮聚合的聚氯乙烯树脂吸收增塑剂的速度比较慢，而且吸收以后，粉料的过筛率也不是很理想。
(2)搪塑过程中，模具所蓄的热量将搪塑粉吸附并熔融。考虑到聚氯乙烯树脂在高温下会分解，因此希望搪塑粉能够在较低的温度下熔融或者熔融的速度较快。采用悬浮聚合树脂制备搪塑粉，其熔融性能较差。
发明内容
本发明选用本体聚合的聚氯乙烯树脂，同时配合以无毒稳定剂，以及分子量相对较高的增塑剂，并加入了粒径极细的聚氯乙烯糊状树脂，通过干混方法制备搪塑粉。所得搪塑粉的流动性能较好，熔融性能特别优异，力学性能满足使用要求，从而改进了现有搪塑粉的不足。本发明所述的搪塑粉特别适用于汽车仪表板的制造。
本发明的技术方案本发明所述搪塑粉的组分及其重量份数如下组分 重量份数聚氯乙烯本体聚合树脂(MPVC)100增塑剂40-80热稳定剂 4-8环氧酯类化合物2-10抗氧化剂1 0.1-0.6抗氧化剂2 0.05-1.0
光稳定剂1 0.01-0.3光稳定剂2 0.01-0.3聚氯乙烯糊状树脂(PPVC) 5-25其中所述聚氯乙烯本体聚树脂(MPVC)的聚合度为700-1800(JISK6721)，优选聚合度为800-1300；所述增塑剂为C9-C13的邻苯二甲酸酯类化合物或偏苯三酸酯类化合物；所述热稳定剂为有机羧酸的钙和/或锌盐，如硬脂酸钙和/或苯甲酸锌等，其中以有机羧酸的钙盐与锌盐复配使用为优。为进一步提高体系的热稳定性能，可在上述组合物中添加环氧酯类化合物(如环氧大豆油或环氧蓖麻油)配合使用；所述聚氯乙烯糊状树脂(PPVC)的聚合度为1000-2000(JISK6721)，其中又以聚合度为1300-1800最为合适；所述抗氧化剂1为单酚、双酚或多酚化合物；所述抗氧化剂2为硫醚类化合物，如DLTP、DSTP、DMTP和/或TPD2000；所述光稳定剂1为受阻胺类光稳定剂，如光稳定剂144和/或UV-3034；所述光稳定剂2为苯并三唑类化合物，如UV-326和/或UV-P；根据需要可在上述组合物中添加颜料，如碳黑和/或二氧化钛。
上述所有化合物均为市售商品。
本发明所述的搪塑粉末的制备方法包括如下步骤
(1)将MPVC树脂、抗氧剂、热稳定剂和光稳定剂按上述比例加入带搅拌和加热装置反应器中，搅拌升温至85-95℃后一次性加入增塑剂和环氧酯，继续搅拌升温，当温度升至100-110℃时，停止加热和搅拌。5-15分钟后继续搅拌升温至115-125℃，搅拌2-5分钟后出料。
(2)将步骤(1)所得的反应物置于另一带搅拌装置的反应器中在40-70℃条件下加入聚氯乙烯糊状树脂，搅拌10-20分钟后出料。反应产物经过筛(20-100目)后可得到本发明所述的可自由流动且熔化性能特别优异的搪塑成型用搪塑粉末。
具体实施方法下面通过实施例及对比例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的保护范围实施例将40Kg的MPVC(聚合度为1000)、1.2Kg的硬脂酸钙、0.8Kg的硬脂酸锌，120g双酚A、200gDSTP，20g光稳定剂144，20g UV-326，加入到高速混合机中，搅拌升温至95℃，加入25KgDINP，2.7Kg的环氧大豆油，继续搅拌升温，当温度升至105℃时，停止加热，停止搅拌，使聚氯乙烯树脂吸收增塑剂，10分钟(t1)后，增塑剂已被完全吸收，此时再搅拌升温至120℃，加入800g碳黑，搅拌2-5分钟后出料，可得到蓬松状粉料。当此蓬松状的粉料温度降至65℃时，将它加入另一高速混合机中，加入6KgPPVC树脂(聚合度为1500)，搅拌10分钟后出料。用40目的分样筛进行过筛，便可得到题述混合物。
对比例为了较好体现上述混合物的特点，在此使用了对比例。在对比例中，仅将本体聚合聚氯乙烯树脂换成悬浮聚合的聚氯乙烯树脂，其他组分不变，各组分的用量不变。在混合过程中，由于树脂吸收增塑剂的速度较慢，因此须延长增塑剂的吸收时间(即上述混合工艺中的t1)到30分钟，此时增塑剂吸收完全，其他工艺条件不变。
实施例和对比例的性能对比如下(1)从混合过程可以看出，MPVC与SPVC相比，其增塑剂的吸收速度要快得多，因此选用MPVC，可以提高生产效率。
(2)力学性能和粉料性能对比实施例和对比例的力学性能和粉料性能的对比见表1表1 实施例和对比例的力学性能和粉料性能性能及测试标准实施例 对比例粉料流速(ml/s)ASTMD189515.74 14.75流动静止角(°)GB11986 27.71 27.72拉伸强度(MPa)GB104014.72 14.81硬度(肖氏A)DIN5350574.50 74.70断裂伸长率(％)GB1040 374.60 359.50从表1，可以看到，通过合适的干混工艺，制备得到的实施例和对比例的力学性能和粉料性能基本接近，在拉伸强度和粉料流速等方面，以实施例较好。
(3)熔融性能对比将上述两种搪塑粉，倒在已加热到230℃的热台上，一定时间以后，将热台迅速冷却，在带标尺的显微镜下，测定已经熔融厚度。设定不同时间，可得到一系列的数据，列于表2中。
表2实施例和对比例的熔融性能对比 从表2中可以看到在相同的时间下，实施例熔融的厚度比对比例要厚，这一方面可以保证了在搪塑过程中的厚度，从而使制品的力学性能得到保障，另一方面它可以缩短搪塑时间，减少聚氯乙烯树脂降解的可能性。
权利要求
1.一种用于搪塑成型的搪塑粉末，其特征为所述搪塑粉末包括如下组分及其重量份数聚氯乙烯本体聚合树脂 100增塑剂 40-80热稳定剂 4-8环氧酯类化合物 2-10抗氧化剂10.1-0.6抗氧化剂20.05-1.0光稳定剂10.01-0.3光稳定剂20.01-0.3聚氯乙烯糊状树脂 5-25其中所述聚氯乙烯本体聚合树脂的聚合度为700-1800；增塑剂为C9-C13的邻苯二甲酸酯类化合物或偏苯三酸酯类化合物；热稳定剂为有机羧酸的钙和/或锌盐；聚氯乙烯糊状树脂的聚合度为1000-2000；抗氧化剂1为单酚、双酚或多酚化合物；抗氧化剂2为硫醚类化合物；光稳定剂1为受阻胺类光稳定剂；光稳定剂2为苯并三唑类化合物。
2.如权利要求1所述搪塑粉末，其特征为其中所述聚氯乙烯本体聚树脂聚合度为800-1300，所述聚氯乙烯糊状树脂聚合度为1300-1800。
3.如权利要求1所述搪塑粉末，其特征为其中所述环氧酯类化合物为环氧大豆油或环氧蓖麻油。
4.如权利要求1-3所述任意一种搪塑粉末的制备方法，其特征为所述方法包括如下步骤(1)将聚氯乙烯本体聚树脂、抗氧剂、热稳定剂和光稳定剂加入带搅拌和加热装置反应器中，搅拌升温至85-95℃后，加入增塑剂和环氧酯类化合物，继续搅拌升温，当温度升至100-110℃时，停止加热和搅拌，5-15分钟后继续搅拌升温至115-125℃，搅拌2-5分钟后出料；(2)将步骤(1)所得的反应物置于另一带搅拌装置的反应器中在40-70℃条件下加入聚氯乙烯糊状树脂，搅拌10-20分钟后即得到本发明所述搪塑粉末。
全文摘要
本发明公开了一种用于搪塑成型的搪塑粉末及其制备方法,所述的搪塑粉末选用本体聚合的聚氯乙烯树脂,同时配合以无毒稳定剂,以及分子量相对较高的增塑剂,并加入了粒径极细的聚氯乙烯糊状树脂,通过干混方法制备搪塑粉。所得搪塑粉的流动性能较好,熔融性能特别优异,力学性能满足使用要求,从而改进了现有搪塑粉末的不足。本发明所述的搪塑粉末特别适用于汽车仪表板的制造。
文档编号C08L27/00GK1363627SQ0211078
公开日2002年8月14日 申请日期2002年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者戴干策, 骆玉祥, 林群芳, 周晓东, 孙斌, 潘敏 申请人:华东理工大学