专利名称：环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法。
背景技术：
聚氯乙烯是常用的通用塑料之一，具有阻燃、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘 性良好、价格低、应用领域广等优点，广泛的应用于管材、棒材、薄膜、建筑材料等方面，其产 量居世界树脂产量的第二位。但是，聚氯乙烯尤其是硬质聚氯乙烯具有流动性差、热稳定性 差、耐热性差、韧性差等缺点，限制了其使用。聚氯乙烯的改性途径主要包括化学改性和物理改性。化学改性就是通过共聚、接 枝反应等方法对聚氯乙烯进行改性。化学改性对聚氯乙烯改性效果明显，但一般对技术控 制要求较高，步骤较复杂。改性聚氯乙烯的第二条途径是物理改性，即通过添加各种助剂或 进行共混来改善其性能。该方法简单易行，是被广泛采用的改性方法。1990年1月10日公开的中国专利CN1038660A公开了“填充型聚氯乙烯流动改性 剂”，该专利在纯PVC中加入经四层包覆的填充材料颗粒，改善了硬质聚氯乙烯的加工性能。 2006年7月5日公开的中国专利CN1796426A公开了 “高流动聚氯乙烯专用树脂的制作方 法”，改聚氯乙烯专用树脂将水、氯乙烯、水溶性分散剂、油溶性引发剂以及PH调节剂和链转 移剂均勻混合并反应后，加入终止剂，分离、干燥得到高流动聚氯乙烯专用树脂，该专用树 脂在注塑成型管件时流动性很好，能够使物料快速充满模具，且制品表面质量好。2009年 10月7日公开的中国专利CN100547027C公开了“PVC用超大粒径高流动型丙烯酸酯类抗冲 改性剂”，该改性剂为核壳结构共聚物，核层由丙烯酸丁酯与交联剂、弱酸性扩径剂进行乳 液聚合反应而成，壳层首先是由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯在核层上继续乳液聚合，然后甲 基丙烯酸甲酯单独包覆形成第二壳层，聚合完成后乳液中添加丙烯酸酯类抗冲改性剂隔离 齐U。该专利解决了抗冲ACR与PVC的相容性问题，使抗冲ACR快速均勻分散于PVC粒子中， 可有效的增韧PVC制品。2009年9月16日公开的中国专利CN101531793A公开了“耐热聚 氯乙烯合金材料及其制备方法”，该合金由聚氯乙烯基体、耐热改性剂、热稳定剂、润滑齐U、 填料、抗冲改性剂和加工助剂组成，该合金改善了聚氯乙烯与耐热树脂的相容性，解决了聚 氯乙烯耐热性能的提高与强度和韧性的矛盾，制备了高耐热、高强度和高韧性的聚氯乙烯 工程塑料。1996年10月30日公开的中国专利CN1134436公开了“改进聚氯乙烯耐热性的 方法”，制得了以聚氯乙烯为基础的热塑性组合物，其耐热性高，同时具有较好的机械性能， 特别是抗冲击性能高、与耐老化性能好。2005年8月10日公开的中国专利CN1651505A公 开了一种耐热抑烟聚氯乙烯组合物及其制备方法，该组合物采用多元复合技术改善聚氯乙 烯耐热和韧性不足的缺陷，具有耐热、阻燃、抑烟、耐候等多重优异性能。现有的研究可见， 采用化学方法和物理方法均可以有效的改善聚氯乙烯的加工流动性和力学性能。其中化学 改性效果明显，但往往制备工艺的条件控制比较苛刻，技术要求较高；物理方法简便易行， 但多种改性剂的加入，往往会出现与体系相容性较差而导致力学性能下降的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种环保型高流动性高热稳定性改性 聚氯乙烯母粒的制备方法。采用力化学方法与物理共混法相结合制备环保型高流动性高热 稳定性改性聚氯乙烯母粒，该改性聚氯乙烯母粒应用于硬质聚氯乙烯中可有效的提高其加 工流动性和热稳定性。环保型高流动高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法包括如下步骤1)将100重量份聚氯乙烯、100-2000重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中， 混合至50-80°C，出料加入冷混机中混合并冷却，温度降至40°C后，加入100-2000重量份丙 烯酸酯类加工助剂、100-2000重量份内润滑剂、50-500重量份外润滑剂、100-5000重量份 纳米刚性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯复合物；2)将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至140-200°C，使聚氯乙烯复合物熔融， 然后搅拌5-60分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定性改性 聚氯乙烯母粒。所述聚氯乙烯的聚合度为300-2500。所述的镧锡复合稳定剂为硬脂酸镧和甲基硫 醇有机锡的混合物，硬脂酸镧和甲基硫醇有机锡的重量比为8 2-4 6。所述的内润滑剂 选自于饱和烃类润滑剂、脂肪酸类润滑剂或金属皂类润滑剂。所述外润滑剂为氧化聚乙烯 蜡或石蜡。所述纳米刚性粒子为硬脂酸处理过的纳米碳酸钙或硬脂酸处理过的纳米二氧化 硅，粒径30-200纳米。本发明与现有技术相比，具有的有益效果是1)通过新的加工工艺对聚氯乙烯与助剂进行力化学处理并制备改性母粒，增强了 纳米刚性粒子在聚氯乙烯复合物中的分散，改善了聚氯乙烯与助剂的相容性；2)采用镧锡复合稳定剂，热稳定效果明显，环保无毒，且硬脂酸镧可增加体系的流 动性；3)该母粒不含增塑剂，通过硬脂酸类润滑剂用量来有效的调节加工流动性，克服 了以往增塑剂添加物易迁移的缺点；4)提供了一种通过母粒两步法来制备高流动高热稳定性硬质聚氯乙烯的方法，减 少了聚氯乙烯制品的制备工序。
具体实施例方式以下结合实施例进一步说明本发明。实施例1将100重量份聚氯乙烯、100重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至 500C，出料加入冷混机中混合并冷却。待物料温度降至40°C后，加入100重量份丙烯酸酯类 加工助剂、100重量份内润滑剂、50重量份外润滑剂、100重量份纳米刚性粒子，充分混合， 得到聚氯乙烯复合物。将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至140°C，使聚氯乙烯复合物 熔融，然后搅拌5分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定性改 性聚氯乙烯母粒。实施例2将100重量份聚氯乙烯、2000重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至80°C，出料加入冷混机中混合并冷却。待物料温度降至40°C后，加入2000重量份丙烯酸酯 类加工助剂、2000重量份内润滑剂、500重量份外润滑剂、5000重量份纳米刚性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯复合物。将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至200°C，使聚氯乙烯复 合物熔融，然后搅拌60分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定 性改性聚氯乙烯母粒。实施例3将100重量份聚氯乙烯、1000重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至 60°C，出料加入冷混机中混合并冷却。待物料温度降至40°C后，加入1000重量份丙烯酸酯 类加工助剂、1000重量份内润滑剂、300重量份外润滑剂、3000重量份纳米刚性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯复合物。将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至170°C，使聚氯乙烯复 合物熔融，然后搅拌30分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定 性改性聚氯乙烯母粒。实施例4将100重量份聚氯乙烯、500重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至 70°C，出料加入冷混机中混合并冷却。待物料温度降至40°C后，加入500重量份丙烯酸酯 类加工助剂、500重量份内润滑剂、200重量份外润滑剂、2000重量份纳米刚性粒子，充分混 合，得到聚氯乙烯复合物。将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至160°C，使聚氯乙烯复合 物熔融，然后搅拌20分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定性 改性聚氯乙烯母粒。实施例5将100重量份聚氯乙烯、1500重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至 70°C，出料加入冷混机中混合并冷却。待物料温度降至40°C后，加入1500重量份丙烯酸酯 类加工助剂、1500重量份内润滑剂、400重量份外润滑剂、4000重量份纳米刚性粒子，充分 混合，得到聚氯乙烯复合物。将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至190°C，使聚氯乙烯复 合物熔融，然后搅拌50分钟使之混合均勻，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定 性改性聚氯乙烯母粒。将各实施例制得的母粒与普通聚氯乙烯按重量比10/100在锥形双螺杆挤出机和 注塑机中经挤出、注塑成型，最终得到的改性硬质聚氯乙烯产品的性能测试数据见表1。表1
性能聚氯 乙烯实施例12345熔融指数(g/lOmin)0. 55. 26. 14. 25. 75. 1刚果红变蓝时间(分钟)83055334547拉伸强度(MPa)557567655356缺口冲击强度(J/m)3050070574085热变形温度(°c)56779080848权利要求
一种环保型高流动高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将100重量份聚氯乙烯、100 2000重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至50 80℃，出料加入冷混机中混合并冷却，温度降至40℃后，加入100 2000重量份丙烯酸酯类加工助剂、100 2000重量份内润滑剂、50 500重量份外润滑剂、100 5000重量份纳米刚性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯复合物；2)将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热至140 200℃，使聚氯乙烯复合物熔融，然后搅拌5 60分钟使之混合均匀，冷却、切粒、干燥得到环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备 方法，其特征在于，所述聚氯乙烯的聚合度为300-2500。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备 方法，其特征在于，所述的镧锡复合稳定剂为硬脂酸镧和甲基硫醇有机锡的混合物，硬脂酸 镧和甲基硫醇有机锡的重量比为8 2-4 6。
4.根据权利要求1所述的一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备 方法，其特征在于，所述的内润滑剂选自于饱和烃类润滑剂、脂肪酸类润滑剂或金属皂类润 滑剂。
5.根据权利要求1所述的一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备 方法，其特征在于，所述外润滑剂为氧化聚乙烯蜡或石蜡。
6.根据权利要求1所述的一种环保型高流动性高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备 方法，其特征在于，所述纳米刚性粒子为硬脂酸处理过的纳米碳酸钙或硬脂酸处理过的纳 米二氧化硅，粒径30-200纳米。
全文摘要
本发明公开了一种环保型高流动高热稳定性改性聚氯乙烯母粒的制备方法。它包括如下步骤1)将100重量份聚氯乙烯、100-2000重量份镧锡复合稳定剂加入高速混合机中，混合至50-80℃，出料加入冷混机中混合并冷却，温度降至40℃后，加入100-2000重量份丙烯酸酯类加工助剂、100-2000重量份内润滑剂、50-500重量份外润滑剂、100-5000重量份纳米刚性粒子，充分混合，得到聚氯乙烯复合物；2)将聚氯乙烯复合物加入反应釜中，加热，使聚氯乙烯复合物熔融，然后搅拌使之混合均匀，冷却、切粒、干燥。得到的改性聚氯乙烯母粒可方便地与普通聚氯乙烯进行共混造粒，最终得到的改性聚氯乙烯具有良好的加工流动性、热稳定性和良好的力学性能。
文档编号C08L27/06GK101914250SQ20101026259
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者宋义虎, 郑强, 都佩华 申请人:浙江大学