[發明專利]一種抗沖聚氯乙烯組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201110341548.9
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN103087438A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 潘國元;劉軼群;郭敏;喬金樑
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L9/02;C08K5/134;C08K5/372
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及塑料領域，進一步地說，是涉及一種抗沖聚氯乙烯組合物及其制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)是僅次于聚乙烯(PE)而位居世界產量第二的樹脂，其制品雖具有較好的力學性能、優異的介電性能、優良的耐化學腐蝕性、不易燃燒、耐磨損、價格低廉、原料來源廣泛等優點，可廣泛地運用于管材、棒材、薄膜、絕緣材料、防腐材料、建筑材料等方面。然而，其作為硬制品時因韌性差而不能廣泛用作結構材料。尤其作為戶外制品，除要滿足較高的韌性外還必須具有耐老化及耐寒性。

PVC增韌改性方法主要分為化學法和物理法兩大類。化學改性是通過在分子中引入柔性鏈段而改變PVC的分子結構，以達到增韌的目的，包括共聚、交聯、接枝等。雖然化學改性對PVC增韌改性效果顯著，但要經過復雜的化學反應，對工藝、設備的要求嚴格，大多需在樹脂合成時方可實現，所以發展緩慢。物理改性包括剛性粒子和彈性體填充增韌改性，它是將增韌劑與PVC進行機械混合，使增韌劑在PVC基體中分散良好，從而起到增韌作用。由于其不涉及PVC化學結構的變化，可行性比化學改性強，是如今提高PVC性能最重要、最有發展前景的方法。

剛性粒子增韌雖可明顯提高PVC的韌性，且可使PVC的拉伸強度、模量、熱變形溫度等性能得到改善，但存在改性材料的耐寒性差。彈性體增韌改性PVC發展較為成熟，雖在改善PVC的韌性的同時也使得PVC的耐熱性、拉伸強度、剛度等性能下降，但制品具有優良的耐寒性，能滿足制品室外低溫環境的需求。部分彈性體如NBR、XNBR、ABS、MBS、MABS及SBR等，雖然耐寒性好，但因含有不飽和雙鍵，作為PVC抗沖改性劑制備PVC制品用于戶外時，不飽和的丁二烯組分易光氧化降解，嚴重降低了制品的壽命。必須在橡膠中加入防老劑，以抑制或延緩其老化降解。

增韌PVC的彈性體主要分為離散型彈性體(MBS、MABS、ACR、ABS等)和網狀聚合物(NBR、EVA、TPU、CPE等)。前者一般具有核-殼結構，核為交聯彈性體，對抗沖性能起決定作用，它們在PVC當中形成“海-島”結構，即在PVC基體中以島(粒子)相存在。顆粒的大小由乳液聚合時交聯彈性體的尺寸決定，一般為納米級；作為核的成分與PVC的相容性好，起到增容與隔離的作用。而后者一般靠共混塑煉剪切分散于樹脂基體中，尺寸大小僅能達到微米級，增韌效果沒有前者好。根據塑料增韌理論：橡塑共混體系中，分散的橡膠粒子越小，粒子間的距離越近，基體層厚度就越小，越容易發生脆-韌轉變。粒子尺度很小的納米材料可以很好地提高材料韌性，同時也會帶來納米效應而全面改善材料的綜合性能，樹脂賦予材料某些神奇性能。如中國專利文獻CN1353131A、CN1383439A、CN1330097A、CN1536020A、CN1412244A公開了粒徑大小為100nm左右的超細全硫化粉末橡膠的制備方法。其結構不同于傳統的彈性體，類似于具有核-殼結構的離散型彈性體。但又不完全相同，其在加工過程中并不熔融，而以顆粒形式分布于PVC基體中。用超細全硫化粉末橡膠增韌塑料時，不但可大幅度提高塑料的韌性，還可以使韌性塑料保持較高的強度和耐熱溫度。當納米級橡膠粒子在塑料中達到均勻分散時，還可使塑料的強度和耐熱溫度高于純的空白塑料樣品。如科技文獻：Wang?Q，Zhang?X.al?et.，Ultrafine?full-vulcanized?powdered?rubbers/PVC?compounds?with?higher?toughnessand?higher?heat?resistance，Polymer.24(46)，10614-10617(2005)，報道了完全硫化的超細粉末丁腈橡膠(NBR-UFPR)與PVC共混，結果表明，NBR-UFPR可同時提高PVC的耐熱性和韌性，而且NBR-UFPR的顆粒尺寸越小，體系的耐熱性和韌性越好。超細全硫化粉末丁腈橡膠由于納米效應，容易團聚，如何提高其在PVC樹脂基體中分散性，是提高其增韌PVC效果的關鍵所在。中國專利文獻CN101434734A公開了一種在PVC漿料與增韌橡膠膠乳混合液中加入絮凝劑，將膠乳與PVC共絮凝、脫水、干燥制備增韌PVC樹脂的方法。該方法使超細全硫化丁腈橡膠增韌劑均勻粘附在PVC顆粒的表面，提高了增韌劑在PVC樹脂中的分散性，從而提高了PVC的韌性。但該方法生產的增韌PVC樹脂中增韌劑易氧化老化變色，制品的抗老化性能差。

因此，如何提高PVC樹脂得韌性和抗老化性是目前需要解決的技術問題。

發明內容