专利名称：一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法
技术领域：
本发明属于改性复合与共混改性技术，涉及一种新型聚合物共混复合改性材料的制备方法，尤其涉及一种氯化聚氯乙烯(CPVC)改性塑料的制备方法。
背景技术：
氯化聚氯乙烯(CPVC)是由聚氯乙烯树脂(PVC)经过进一步氯化制得，PVC经氯化后，其氯含量可由原来的56. 7 %上升到63 % 68 %，是PVC的重要改性品种。随着氯含量的增加，分子极性增大，使分子间作用力增强，使CPVC树脂在物理机械性能，特别是耐候性、 耐蚀性、耐老化性、可溶性、阻燃自熄性等方面均比PVC有较大的提高，其耐热性也比PVC提高20% 40%，是一种性能优良、近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。但是随着氯含量的提高，提升其部分性能的同时，CPVC在某些方面存在一些问题， 主要是其加工温度范围窄(180°C 190°C )，熔体粘度高，加工成型困难，所得制品的冲击强度低等，所以必须对其进行改性才能加工成制品。自从CPVC工业化生产以来，人们一直在寻找提高其抗冲击性能，降低其熔体粘度，并保持其高强度、高耐热性的有效途径。由于美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发已经日趋成熟，所以CPVC塑料制品已具有很大的市场潜力，尤其是在中国这一庞大的塑料市场中， CPVC塑料尚属新产品、新材料，其利润空间和市场发展空间均有极大的吸引力。CPVC管材的应用范围相当广泛，它的耐热、耐候、耐腐蚀、阻燃、消烟等诸多优良性能被用于输送高温腐蚀性介质，因而工业用CPVC管材这一产品首先被用于化工行业，如氯碱工业、冶炼工业、 石油工业、造纸工业等。其次冷热水用CPVC管材被应用于开发地热资源，输送温泉热水及其它生活热水。然而，目前中国所使用的CPVC改性材料都来自于进口，还没有中国自己知识产权的CPVC改性材料问世，所以开发出适用于普通成型加工的CPVC改性材料迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，采用熔融插层复合和共混改性技术，并添加各种聚合物或助剂去改善氯化聚氯乙烯(CPVC)成型加工性，降低其熔体粘度，并保持其高强度、高耐热性。为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案—种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，包括如下步骤按照质量份数计，(A)将2 3份的硅烷偶联剂和100份的纳米蒙脱土在100°C、3000转速条件下混合处理10分钟；(B)将1 2份的润滑剂、3 5份的复合稳定剂和100份的氯化聚氯乙烯在25°C、 3000转速条件下混合6分钟；(C)将按照步骤(A)处理好的纳米蒙脱土与按照步骤(B)处理好的氯化聚氯乙烯在25°C、3000转速条件下混合6分钟，然后将已经混合均勻的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料；熔融挤出插层时挤出机各段温度范围为160 195°C，螺杆转速为50r/min ；(D)将100份的氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料与7 8份的PVC和2 3 份的ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，再将共混改性后的共混物经水冷、牵引得到最终的氯化聚氯乙烯改性塑料；共混改性时双螺杆挤出机各段温度范围为 160 200°C，螺杆转速为50r/min。作为优选，所述步骤㈧中硅烷偶联剂的加入量为2. 5份。作为优选，所述步骤⑶中润滑剂的加入量为1. 5份。作为优选，所述步骤(C)中挤出机各段温度范围为170 190°C。作为优选，所述步骤⑶中PVC的加入量为7. 5份。作为优选，所述步骤⑶中ACR加工助剂的加入量为2. 5份。作为优选，所述步骤⑶中的挤出机各段温度为170 190°C。本方案，首先采用熔融插层法制备氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料，使CPVC 聚合物直接插入蒙脱土的层间形成稳定的插层型和剥离型结构的聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料。该种复合材料具有很高的强度和耐热性，但加工性能仍然需要改善。再将复合与共混改性后的氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料与PVC和各种助剂进行加工性能改性， 降低其熔体粘度，保持其高强度、高耐热性，制备出具有高强度、高耐热性、较好加工性能的 CPVC改性塑料。本发明由于采用了以上的技术方案，具有下述优点熔融插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料是应用传统的聚合物加工工艺，在聚合物熔融温度以上将聚合物与蒙脱土共混复合制备纳米复合材料的方法。该方法不需要任何溶剂，工艺简单，节约了生产成本，对环境不产生污染，易于工业化应用。对蒙脱土进行插层有机化处理，改善了其与高聚物基体之间的相容性，并利用受限空间内的化学作用加强基体与蒙脱土之间的相互作用， 使熔体插层法成为制备纳米复合物材料的有效方法。又由于该复合材料已经形成了稳定的插层型和剥离型结构，且具有很高的强度和耐热性，给接下来的改善复合材料加工性能留下来了很大的性能调节空间，使复合材料不仅降低了熔体粘度，而且保持着很高的强度和高耐热性。该复合材料既能保留了 CPVC高的强度和高耐热性的特征，又达到了通用PVC材料易加工的特点，因此具有传统PVC材料难以达到的优异性能。本发明对于CPVC实现工程化具有重大意义。
具体实施例方式下面对本发明的具体实施方式
做一个详细的说明。实施例1 一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，首先用2质量份硅烷偶联剂与100质量份纳米蒙脱土在高速混合机中在ιοογ、3ΟΟΟ转速条件下混合 ο分钟，实施对纳米蒙脱土进行偶联处理。然后将4质量份复合稳定剂、2质量份润滑剂与100质量份CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。再将已处理好的纳米蒙脱土与前述混合均勻的CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。最后将已经混合均勻的CPVC/纳米蒙脱土混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、切粒得到CPVC/蒙脱土纳米复合材料。熔融挤出插层时挤出机各段温度为175°C，185°C，195°C，1900C ；螺杆转速为50r/min。最后将100质量份CPVC/蒙脱土纳米复合材料与8质量份 PVC和2质量份ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，挤出机各段温度为180°C，18(TC，20(rC，195°C ；螺杆转速为50r/min。将共混改性后的共混物经水冷、牵引得到最终的CPVC改性塑料。实施例2 一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，首先用2. 5质量份硅烷偶联剂与100质量份纳米蒙脱土在高速混合机中在100°C、3000转速条件下混合10分钟，实施对纳米蒙脱土进行偶联处理。然后将3质量份复合稳定剂、1. 5质量份润滑剂与100质量份CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。再将已处理好的纳米蒙脱土与前述混合均勻的CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。最后将已经混合均勻的CPVC/纳米蒙脱土混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、 切粒得到CPVC/蒙脱土纳米复合材料。熔融挤出插层时挤出机各段温度为170°C，18(TC， 190°C，185°C;螺杆转速为50r/min。最后将100质量份CPVC/蒙脱土纳米复合材料与7. 5 质量份PVC和2. 5质量份ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，挤出机各段温度为175°C，185°C，195°C，185°C ；螺杆转速为50r/min。将共混改性后的共混物经水冷、牵引得到最终的CPVC改性塑料。实施例3 一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，首先用3质量份硅烷偶联剂与100质量份纳米蒙脱土在高速混合机中在ιοογ、3ΟΟΟ转速条件下混合 ο分钟，实施对纳米蒙脱土进行偶联处理。然后将5质量份复合稳定剂、1质量份润滑剂与100质量份CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。再将已处理好的纳米蒙脱土与前述混合均勻的CPVC在高速混合机中在25°C、3000转速条件下混合6分钟备用。最后将已经混合均勻的CPVC/纳米蒙脱土混合物在一定的工艺条件下在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、切粒得到CPVC/蒙脱土纳米复合材料。熔融挤出插层时挤出机各段温度为:160oC,180°C,190oC,185°C ；螺杆转速为50r/min。最后将100质量份CPVC/蒙脱土纳米复合材料与9质量份PVC和3质量份ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，挤出机各段温度为160°C，18(TC，19(rC，185°C ；螺杆转速为50r/min。将共混改性后的共混物经水冷、牵引得到最终的CPVC改性塑料。
权利要求
1.一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤按照质量份数计，(A)将2 3份的硅烷偶联剂和100份的纳米蒙脱土在100°C、3000转速条件下混合处理10分钟；(B)将1 2份的润滑剂、3 5份的复合稳定剂和100份的氯化聚氯乙烯在25°C、3000 转速条件下混合6分钟；(C)将按照步骤(A)处理好的纳米蒙脱土与按照步骤(B)处理好的氯化聚氯乙烯在 253000转速条件下混合6分钟，然后将已经混合均勻的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料；熔融挤出插层时挤出机各段温度范围为160 195°C，螺杆转速为50r/min ；(D)将100份的氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料与7 8份的PVC和2 3份的 ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，再将共混改性后的共混物经水冷、 牵引得到最终的氯化聚氯乙烯改性塑料；共混改性时双螺杆挤出机各段温度范围为160 200°C，螺杆转速为50r/min。
2.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中硅烷偶联剂的加入量为2. 5份。
3.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中润滑剂的加入量为1. 5份。
4.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(C)中挤出机各段温度范围为170 190°C。
5.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑶中PVC的加入量为7. 5份。
6.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑶中ACR加工助剂的加入量为2. 5份。
7.根据权利要求1所述的一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(D)中的挤出机各段温度为170 190°C。
全文摘要
本发明公开了一种氯化聚氯乙烯改性塑料的制备方法，按照质量份数计，将2～3份的硅烷偶联剂和100份的纳米蒙脱土混合处理；将1～2份的润滑剂、3～5份的复合稳定剂和100份的氯化聚氯乙烯混合；将处理好的纳米蒙脱土与氯化聚氯乙烯混合，然后将已经混合均匀的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出插层，经拉条、冷却、切粒得到氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料；将100份的氯化聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料与7～8份的PVC和2～3份的ACR加工助剂在双螺杆挤出机中进行加工性能共混改性，再将共混改性后的共混物经水冷、牵引得到最终的氯化聚氯乙烯改性塑料。本技术方案改善氯化聚氯乙烯成型加工性，降低熔体粘度，保持高强度和高耐热性。
文档编号C08K9/06GK102250438SQ20101017789
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者林海明, 章利强 申请人:浙江宏博新型建材有限公司