[發明專利]一種塑料用加工助劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110316182.X
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102372857A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 吳躍強
• 申請（專利權）人: 青陽縣三寶塑業有限責任公司
• 主分類號: C08K13/02
• 分類號: C08K13/02;C08K3/26;C08K3/16;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/36;C08K5/42;C08L97/02;C08L33/10;C08L23/06;C08L83/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及塑料加工領域，具體是一種塑料用加工助劑及其制備方法。

背景技術

我國塑料加工多功能化的改性劑尚處于發展階段，無論在品種、產量、質量和改性功能上與國外差距較大。

世界上生產塑料加工改性劑的廠家很多，主要有美國Rohmandhass(羅門哈斯)公司和ATOCHEM公司，日本鐘淵化學公司等。羅門哈斯公司在六十年代中期開發了第一個丙烯酸類抗沖改性劑，以后相繼開發了ParaloidKM323B、KM330、KM334、KM335等系列牌號產品，其中ParaloidKM355為較新一代的產品，有著優越的性能。目前，羅門哈斯公司已成為世界范圍內塑料添加劑的主要供應者。日本吳羽公司在太平洋地區和世界上其他地區與羅門哈斯公司聯合銷售PVC抗沖改性劑和加工助劑。上述兩公司合作在新加坡由吳羽化學(新加坡)私人有限公司生產ACR類改性劑，其產品牌號為ParalOidKM355P的制品已投入市場，年產量為10萬噸。國外一些ACR抗沖改住劑牌號見表1。

表1國外若干ACR抗沖改性劑牌號

核-殼型ACR類抗沖改性劑使用廣泛，且有多功能性，應用前景廣泛。目前，我國使用的高性能及專用型核-殼ACR類抗沖改性劑大多依賴進口，國內僅齊魯石化、山西化工研究所、上海珊瑚化工廠等少數廠家生產，且品種單一，遠不能滿足不同型號PVC塑料的需要。

不同改性劑性能比較見表2。

表2三種改性劑比較

注：從1至5，性能從劣到優

此外，除了上述的幾種沖擊改性劑外，還有許多可用于塑料加工功能改性劑。譬如，CPE接枝氯乙烯共聚物、EVA接枝氯乙烯共聚物、ACR接枝氯乙烯共聚物、EPR(乙丙膠)接枝氯乙烯共聚物、氯乙烯接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物以及EVACO共聚物(乙烯-乙酸乙烯醋-CO三元共聚物)等。近年來，用兩種彈性體復合增韌PVC的研究也取得了很大進展，如用CPE/ACR、CPE/MBS復合增韌PVC。研究結果表明，兩種增韌劑的協同作用產生的沖擊效果優于單一增韌劑。除了用彈性體增韌PVC，如用有機剛性粒子(PMMA、AS等)、無機剛性粒子(超細CaCO₃)增韌PVC的報道，這些非彈性體共混體系也可用作塑料加工改性劑。還有使用彈性體和非彈性復合增韌的報道，如用CPE/PS、CPE/超細CaCO₃，復合增韌PVC。而我國PVC納米CaCO₃復合材料的研究開發，近兩年來已取得顯著進展。

ACR的“核”一般均為低度交聯的丙烯酸酯類橡膠聚合物，“殼”層可以是一層或雙層，所以抗沖型ACR有雙層和三層“核-殼”結構之分。其基本制法是先以乳液聚合法制造種子乳膠粒，并在交聯劑存在下適度交聯，然后滴加其他單體，使其在種子乳膠粒表層進行接枝共聚。雙層“核-殼”結構ACR的外層主要是甲基丙烯酸甲酯聚合物或甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯的共聚物；三層“核-殼”結構ACR又可分為次外層與最外層，其次外層常為苯乙烯聚合物。根據應用的需要，除核層肯定為輕度交聯外，其他層又可分為線型的或交聯的。不論雙層還是三層“核-殼”結構ACR，其核層與殼層之間有著聚合物鏈的互穿，所以ACR實際上又是一類膠乳IPN，根據電子顯微鏡觀察和動態粘彈譜儀的測定，均可證明ACR是多相結構體系。

其增韌機理通常以銀紋-剪切帶理論解釋較為普通。“核-殼”類橡膠粒子的作用，一方面作為應力集中中心，誘發基體產生大量銀紋和剪切帶，其銀紋或剪切帶的產生和發展需消耗大量能量，因而顯著提高材料的抗沖擊性能。同時，通過在銀紋和橡膠分界面承擔部分三軸向應力，控制了銀紋的發展，并使銀紋及時終止而不致發展成為破壞性裂紋，銀紋尖端的應力場可誘發剪切帶的產生，而剪切帶也可阻止銀紋的進一步發展。

“核-殼”結構改性劑，常通過加入典型交聯單體的共價鍵進行交聯，其核芯具有良好的彈性，殼是具有較高玻璃化溫度的高聚物，粒子間容易分離，可均勻的分散至PVC基材，并能和PVC基材相互作用，因而這類粒子除可改進PVC抗沖性能外，還起到類似ACR加工助劑的作用，促進PVC樹脂凝膠化和塑化。ACR類抗沖改性劑的主要優點有：良好的抗沖擊改性效果、較寬的加工溫度范圍、低模脹性、制品尺寸穩定、兼有加工助劑特點、可縮短混合料的熔融塑化時間、改善共混體系成型加工性能、具有較好的耐候性。