[發明專利]具有改進的耐環境應力開裂性的CPVC管材

在審

• 申請號: 201580076548.7
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN107250258A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: C·D·祖克;M·D·朱利葉斯
• 申請（專利權）人: 路博潤先進材料公司
• 主分類號: C08L27/24
• 分類號: C08L27/24;C08F8/22;C08F14/06;F16L9/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 彭立兵,徐國棟

發明背景

所公開的技術涉及適用于制備具有良好物理性質，如沖擊強度和耐環境應力開裂性(ESC)的制品，如管材的塑料復合物。該技術特別涉及包括氯化聚氯乙烯(“CPVC”)均聚物的氯乙烯樹脂。本發明還涉及含有該氯乙烯均聚物樹脂的氯乙烯均聚物復合物和由此類復合物制成的制品，所述復合物符合ASTM D1784下的23447單元分類(cell class)。

聚氯乙烯(PVC)是具有大約57摩爾％沿聚合乙烯骨架鍵合的氯的氯乙烯聚合物。氯化聚氯乙烯(CPVC)是通常具有大于57摩爾％鍵合氯的PVC的后氯化形式。CPVC已知具有優異的高溫性能特征，以及其它合意的物理性質。

由于其高玻璃化轉變溫度、高熱變形溫度、出色的阻燃抑煙性質和化學惰性，CPVC是重要的特種聚合物。盡管CPVC的玻璃化轉變溫度通常隨氯量提高而提高，但提高的氯含量導致CPVC變得更難加工并且由其制成的產品變得更脆。就此而言，CPVC樹脂已知通常具有低沖擊性質并通常需要與抗沖擊改性劑配混。

CPVC樹脂還已知發生環境應力開裂。機械荷載并浸漬在某些種類的液體中的許多聚合材料通過銀紋和/或開裂發生破壞。所需載荷比在空氣中破壞所需的載荷小得多。促進破壞的液體是非溶劑并對聚合物化學惰性。此類破壞被稱作環境應力銀紋(ESCR)、環境應力開裂(ESC)和包括兩者的環境應力破壞(ESF)。

簡言之，ESC源自由小于塑料的短期機械強度的拉伸應力造成的塑料中的外部或內部裂紋，以造成破壞。在外加應力下添加有機液體(環境)會導致ESC破壞。實質上，有機液體潤濕聚合物表面并與拉伸應力結合地，加速破壞速率。在通用熱塑性塑料領域中早在40年代就已確認這一現象。

當前在CPVC管材領域中，在施工實踐中推薦限制CPVC管材與不相容材料的接觸。但是，需要用于改進CPVC制品的耐ESC性的更根本的方法。

容易加工并可用于CPVC復合物以制造具有改進的耐環境應力開裂性、同時與傳統CPVC復合物相比至少保持或改進沖擊強度并符合ASTMD1784下的單元分類23447的最終產品的CPVC樹脂是合意的。

發明概述

令人驚訝地，本發明人已經發現，氯乙烯均聚物樹脂，特別是通過將具有大約1.02或更高的特性粘度的氯乙烯樹脂氯化制成的CPVC均聚物樹脂具有改進的耐環境應力開裂性，在一些實施方案中，將此類均聚物樹脂氯化至大約64至大約66.75重量％的氯含量。更加令人驚訝和與預期相反地，使用此類樹脂的復合物可提供與通過將具有大約0.92或更低的特性粘度的氯乙烯樹脂氯化制成的標準氯乙烯復合物提供的沖擊強度至少相當并通常改進的沖擊強度，特別地，此類標準氯乙烯樹脂具有67重量％或更高的氯含量。同樣地，使用此類樹脂的復合物表現出比標準氯乙烯復合物改進得多的化學穩定性。

因此，本發明的一個方面涉及一種氯化氯乙烯(CPVC)復合物。所述CPVC復合物可包括(A)至少一種高分子量CPVC樹脂，其中所述高分子量CPVC樹脂通過將具有大約1.02或更高的特性粘度的氯乙烯樹脂氯化制備。該高分子量CPVC樹脂是均聚物樹脂；也就是說，該高分子量CPVC樹脂基本由CPVC構成。就高分子量CPVC樹脂而言，基本由...構成是指該樹脂可含有少量共聚單體，如小于該聚合物的大約1％或小于0.5％或小于0.25％的含量。在一些實施方案中，該均聚物僅由CPVC構成。

該CPVC復合物可另外包括(B)至少一種標準分子量CPVC樹脂，其中所述標準分子量CPVC樹脂通過將具有0.92或更低的特性粘度的氯乙烯樹脂氯化制備。但是，優選不包括或以低含量包括此類標準樹脂，例如以1:1或更高的高分子量CPVC樹脂與標準分子量CPVC樹脂的比率。

在一個實施方案中，該CPVC復合物中的高分子量CPVC樹脂可具有小于67重量％的氯含量，如大約63至大約66.75重量％氯。

如果使用標準分子量CPVC樹脂，該標準分子量CPVC樹脂也可具有小于67重量％的氯含量。

在一個實施方案中，該CPVC復合物可另外含有(C)其它添加劑。所述其它添加劑可包括例如(1)穩定劑、(2)抗沖擊改性劑、3)潤滑劑、(4)填料、(5)著色劑和(6)它們的組合的至少一種。