[發明專利]硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑及其合成方法

無效

• 申請號: 201410079078.7
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103788281A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉清祥;呼建強;朱發勝
• 申請（專利權）人: 山東世拓化學科技有限公司
• 主分類號: C08F218/08
• 分類號: C08F218/08;C08F220/14;C08F2/26;C08F2/30;C08L31/04;C08L27/06
• 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

本發明涉及一種用新型加工改性劑，尤其涉及一種硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑及其合成方法。

背景技術

我國是世界硬質聚氯乙烯PVC生產及消費大國、相關PVC制品擁有廣闊的市場環境，既有力度又有廣度?；诔青l建筑工程、交通工程、環境工程、能源及水利工程等的迅猛發展，PVC建筑材料、工程材料的市場需求日益提高，目前是我國產量最大的塑料品種之一。硬PVC不含柔軟劑，因此，易成型，不易脆，無毒無污染，保存時間長，廣泛應用于型材、異型材、板材、管材、發泡板、建筑模板、木塑等行業，具有很大的開發應用價值。

PVC在加工中需要通過加熱和剪切分散為均勻的熔融態才能成型，但PVC樹脂本身對熱量和剪切力的傳遞不強，塑化時間較長，形成的熔體不均勻，影響制品外觀及機械性能，當加入加工改性劑后，可以明顯改善PVC樹脂的熔體流動性、熱變形性及制品表面光澤等特性。經聚合反應而制得的加工改性劑大致可細分為以下五大類：甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯無規共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯無規共聚物、苯乙烯-丙烯腈無規共聚物，丙烯酸酯類-苯乙烯類共混樹脂以及混有納米改性的無機填料共混樹脂。甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯（或丙烯酸乙酯）共聚物其優點為具有優異的加工性能，耐熱性能、能夠賦予制品較寬的加工溫度范圍、較高的熔體強度、良好的表面光潔度以及尺寸穩定性能；苯乙烯-丙烯腈類加工改性劑相比較丙烯酸酯類加工改性劑而言，具有明顯的成本優勢，但是因苯乙烯含有不飽和雙鍵，抗紫外線和抗老化性能一般，同時苯乙烯與PVC相容性比較差，加工范圍較窄，熔體塑化慢，制品表面光潔度不好；混有納米改性的無機填料共混樹脂是由上述兩大類加工改性劑為基礎，再配以納米碳酸鈣、二氧化硅、云母粉等填充物，從而降低產品價格。添加量越大，硬質PVC制品的力學性能下降越明顯，如制品脆性加大，加工過程中熔體塑化慢，表面光潔度下降、尺寸穩定性無法達到預期指標等。

本發明人在研究PVC加工改性劑技術路線及市場應用過程中發現，甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯類樹脂以及丙烯腈、苯乙烯類樹脂在提高加工助劑與PVC相容性及塑化方面有一定的優勢，但是隨著石油化工原材料價格上漲而迫使PVC加工改性劑生產、應用廠家不得不通過添加大量的無機填料，以此來降低成本來尋求企業發展。最終形成惡性循環，嚴重阻礙了硬質PVC制品行業整體水平，偏離國家“以塑代鋼、以塑代木”總體規劃。

發明內容

本發明的目的是提供一種硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑及其合成方法，乳液穩定性好；大大提高熔體強度及平衡扭矩，提高共聚物的耐水性、耐堿性以及耐熱性能，成本低，收率高。

本發明所述的一種硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑，以重量份數計，原料的組成如下：

乙酸乙烯酯單體100份、水250-300份、分散劑0.01-0.1份、乳化劑0.1-5.0份、堿性介質0.5-2.0份、引發劑0.02-0.1份、單體甲基丙烯酸甲酯20-50份。

所述的分散劑為聚乙烯醇。

分散劑為聚乙烯醇PVA-1788或聚乙烯醇PVA-1799中的一種或兩種混合使用。

所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、OP-10或吐溫-80中的一種或多種混合使用。

乳化劑優選十二烷基硫酸鈉與OP-10混合使用，兩者重量比例優選1:2。

所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉或碳酸氫鈉中的一種或多種混合使用。

所述的堿性介質為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉或氨水中的一種或兩種混合使用。

硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑的合成方法，首先將乙酸乙烯酯單體、水、分散劑、乳化劑、堿性介質加入反應裝置，通氮氣排氧，在50-300轉/分的攪拌速度下攪拌2-5小時升溫至45℃-55℃，加入引發劑，控制反應溫度在60℃以下，反應2-5小時，制備出核層乳液；然后將單體甲基丙烯酸甲酯、乳化劑加入核層乳液，通氮氣排氧，在50-300轉/分的攪拌速度下升溫至40℃-50℃，加入引發劑，控制反應溫度在55℃以下，反應2-3小時，然后升溫至80℃熟化，最后降溫至40℃出料，經噴霧干燥得到具有核殼結構的硬質聚氯乙烯用核殼結構加工助劑。

所合成的聚合物乳液乳膠粒為核殼結構，其中核層為聚乙酸乙烯酯，殼層為甲基丙烯酸甲酯。

核殼結構中核殼比例為10:2-10:5。

本發明所使用的原料均為市售。

本發明的具體制備步驟為：