[發明專利]聚氯乙烯耐熱改性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010600236.0
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102127273A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 盧曉;于元章;路玉濱;路玉海;李毅璞
• 申請（專利權）人: 山東舜天力塑膠有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L33/12;C08F220/14;C08F212/12;C08F222/40;C08F2/26;C08F2/38
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明屬于改性劑制備領域，具體涉及聚氯乙烯耐熱改性劑及其制備方法。

背景技術

眾所周知，通常的聚氯乙烯(PVC)加工過程有以下缺點：脆性大，熱穩定性差，熱變形溫度低，維卡軟化點僅為85℃左右。這些缺點限制了PVC樹脂的使用范圍。雖然CPE、MBS、ACR等助劑的使用基本上解決了PVC的抗沖擊性和加工性問題，但未能解決耐熱性問題。

為此，人們采用了制備氯化聚氯乙烯(CPVC)的方法來進行改性，此法雖然可提高PVC的玻璃化溫度，但是其熱穩定性、加工性和耐沖擊性有所下降，應用受到一定的限制。近年來為提高玻璃化溫度和熱變形溫度，許多研究機構和生產廠家進行了諸多研究，也有很多耐熱改性劑產品面市。如專利號為200510061324介紹：采用乳液聚合方法，制備NPMI和丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等多元共聚物，然后再采用硫酸鋁凝聚的后處理方法得到PVC耐熱改性劑。這種產品有較好的性能，但是存在著原料單體多，聚合過程復雜，且后處理的產品粉末形態差、粉塵大，收率低等不足。還有專利號為200710150188.8介紹，采用含有稀土的NPMI和其他單體共聚后得到的改性劑具有更好的耐熱性能。專利號為1998121804.0則提出了采用雙馬來酰亞胺進行共聚改性的方法等等。采用這些方法制備的產品質量勿容置疑，但是制備過程復雜、生產成本增加，所以也是制約該產品大量上市的瓶頸。

目前國外也有很多耐熱改性劑進入我國市場。如日本鐘淵TELALLOY?A15為ABS系的PVC用耐熱改性劑，可無損PVC樹脂的固有特性而大幅度改善其耐熱性。本品在軟質及半硬質人造革方面使用可大大改善其保皺性。日本鐘淵TELALLOY?A50B為ABS系的PVC用耐熱改性劑。S700N是α-甲基苯乙烯-丙烯晴共聚物，是高效的耐熱改性材料，與PVC及ABS有良好的相容性，可以提高ABS/PVC制品的耐溫性能。但這些產品無一例外都加入了丙烯晴類單體。丙烯晴類單體毒性較大，生產過程中有一定危險性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種聚氯乙烯耐熱改性劑，其性能優異、產品顆粒形態好、收率高、采用原料品種少、成本低且噴霧干燥后處理工藝簡單，制備出的耐熱改性樹脂維卡軟化點明顯提高且加工性能良好。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明聚氯乙烯耐熱改性劑，其特征在于是甲基丙烯酸甲酯-α-甲基苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺的三元共聚物，甲基丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯用量占總質量的60～80％，N-苯基馬來酰亞胺(NPMI)用量占總質量的20～40％，甲基丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯的質量比為1∶1。

本發明中，如果甲基丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯的用量超過80％，在耐熱改性劑中起關鍵作用的馬來酰亞胺的用量就會減少，改善PVC耐熱性能的效果就會降低；如果馬來酰亞胺的用量超過40％，由于該原料是粉末，在甲酯和甲基苯乙烯中難以溶解，使聚合過程難以進行，且聚合后的產品顆粒不均勻，給后處理造成困難，因此甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯、N-苯基馬來酰亞胺的原料質量比優選35∶35∶30。

所述的聚氯乙烯耐熱改性劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)單體制備：在配置罐中加入甲基丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯，開啟攪拌，慢慢加入N-苯基馬來酰亞胺其中，攪拌半小時，待N-苯基馬來酰亞胺全部溶解后待用；

(2)聚合助劑制備：

a.引發劑溶液配制：將引發劑配制成質量比為3％的水溶液待用，引發劑采用過氧化物；

b.乳化劑溶液配制：在配置罐中加入水和乳化劑，質量比為85∶15，在常溫下攪拌均勻，并采用氫氧化鉀調節乳化劑溶液的PH值為9～10待用，乳化劑采用烷基硫酸鹽或烷基磺酸鹽；

(3)聚合：

a.第一步聚合：在搪瓷聚合釜中，加入去離子水、單體、引發劑溶液、乳化劑溶液和分子量調節劑，單體用量占單體總質量的1/3，引發劑溶液用量占引發劑溶液總質量的1/3，乳化劑溶液用量占乳化劑溶液總質量的2/3，分子量調節劑用量占分子量調節劑總質量的1/3，進行第一步聚合，溫度為60～80℃，時間為2～3小時；

b.第二步聚合：加入單體、引發劑溶液、分子量調節劑及剩余的乳化劑溶液，單體用量占單體總質量的1/3，引發劑溶液用量占引發劑溶液總質量的1/3，分子量調節劑用量占分子量調節劑總質量的1/3，溫度為60～80℃，時間為2～3小時；