一种PVC加工用助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PVC加工用助剂及其制备方法。所述PVC加工用助剂具有以马来酸钙‑苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸烷基酯为壳的核‑壳结构，其特性粘度为3.0~10.0。所述PVC加工用助剂的制备方法包括如下步骤：（1）在反应釜中加入蒸馏水、马来酸钙单体、引发剂A、乳化剂、分散剂、苯乙烯单体，搅拌得到预乳化液；（2）通入N2，并升温至40~90℃，在不断搅拌下保温反应0.5~5小时，得到核层乳液；（3）在核层乳液中加入引发剂B、甲基丙烯酸烷基酯单体，升温至50~95℃，恒温搅拌反应1~5小时，冷却至≤40℃，再经喷雾干燥得PVC加工用助剂。本发明专利技术的PVC加工用助剂可促进PVC均匀塑化，提高熔体强度、耐热性能和刚性，并最大限度地降低了生产成本，经济效益显著。

Auxiliary agent for PVC processing and preparation method thereof

The invention discloses an assistant for PVC processing and a preparation method thereof. The PVC processing additives with maleic acid calcium styrene copolymer as core and alkyl methacrylate as shell nuclear shell structure, the intrinsic viscosity of 3.0~10.0. Preparation method of additives comprising the steps of the PVC process: (1) adding distilled water, calcium maleate monomer, initiator A, emulsifier, dispersant, styrene monomer in a reactor, stirring to obtain pre emulsion; (2) in N2, and heating to 40~90 Deg. C, thermal insulation the reaction for 0.5~5 hours under continuous stirring, nuclear emulsion layer; (3) adding initiator B, alkyl methacrylate monomer emulsion on the core layer, is heated to 50~95 DEG C temperature mixing reaction for 1~5 hours, cooled to less than or equal to 40 DEG C, and then by spray drying PVC processing additives. The PVC processing auxiliary agent of the invention can promote the uniform plasticizing of PVC, improve the strength, the heat resistance and the rigidity of the melt, and reduce the production cost, and the economic benefit is obvious.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子添加剂，尤其是涉及一种添加到PVC中能改善其加工性能的以马来酸钙-苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸烷基酯为壳的PVC加工用助剂及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)树脂应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。PVC分解温度较低，加工时易分解，且其耐热性、耐候性以及抗冲击性能差，因此需要在加工过程中添加各类辅助材料以改善综合性能。PVC软制品或半硬制品配方中一般添加有液体类增塑剂，可以降低PVC分子间作用力，降低加工温度，但其对熔体强度没有改善作用。PVC硬制品中，基本不添加液体类增塑剂，为了获得塑化良好的制品，要么通过加大螺杆的剪切来促进塑化，要么通过外加加工改性剂来降低加工温度，很显然，加大螺杆剪切不仅加快了设备的损耗，而且物料在过高的温度下会造成热破坏从而使整体性能变差，外加降温的加工改性剂是合理之选。目前，经聚合反应制得的加工改性剂主要细分为四大类：甲基丙烯酸酯类-丙烯酸酯类无规共聚物、苯乙烯-丙烯腈无规共聚物、丙烯酸酯类-苯乙烯类共混树脂以及混有改性纳米无机填料的共混树脂。甲基丙烯酸酯类-丙烯酸酯类无规共聚物具有优异的加工性能，能赋予制品较宽的加工温度范围、较高的熔体强度、良好的表面光洁度，但其价格是四类中最高的；苯乙烯-丙烯腈无规共聚物和丙烯酸酯类-苯乙烯类共混树脂具有显著的价格优势，但因其中的苯乙烯与PVC相容性较差，塑化效率低，且加工范围窄，制品表面光洁度不甚好；混有改性纳米无机填料的共混树脂是以上述两类加工改性剂为基础，再加入纳米碳酸钙、二氧化硅等填充物，从而降低产品价格，但无机填料与PVC的相容性差，对PVC制品的性能会有不良影响，而且这些无机填料的比重相对较大，会造成制品体积成本的提高，无法达到预期效果。本专利技术人在研究PVC塑化的过程中发现，马来酸钙可以显著促进PVC塑化， 尤其可以促进PVC更均匀地塑化，同时还能提高PVC混合料的耐热性能和刚性，加之其属于有机酸的金属盐，相较于纳米无机填料而言，与PVC树脂有更优异的相容性以及分散性优异，另外，其制备工艺方便，将其应用于PVC加工改性剂方面，将是合适之举。针对现有几类加工改性剂的优势和不足，若能进行优化组合，并借鉴传统核壳结构ACR的空间结构设计，同时将马来酸钙引入设计方案中，则可在保证促进PVC均匀塑化以及提高熔体强度和耐热性的同时，最大限度地降低PVC加工改性剂的成本，经济效益显著。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种价格适中、塑化效率更高的PVC加工用助剂。本专利技术所要解决的另一技术问题是提供上述PVC加工用助剂的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种PVC加工用助剂，其具有以马来酸钙-苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸烷基酯为壳的核-壳结构，且特性粘度为3.0～10.0。进一步地，按重量份数计，所述PVC加工用助剂包括马来酸钙单体100份、苯乙烯单体10～25份和甲基丙烯酸烷基酯单体15～40份，并通过聚合所述量的单体而得到。进一步地，所述苯乙烯单体包括选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯和叔丁基苯乙烯中的至少一种。更进一步地，所述甲基丙烯酸烷基酯单体包括选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种。一种所述的PVC加工用助剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在装有搅拌、冷凝器的反应釜中，加入定量的蒸馏水、马来酸钙单体、引发剂A、乳化剂、分散剂、苯乙烯单体，搅拌10分钟得到预乳化液；(2)通入N2，并将预乳化液升温至40～90℃，在不断搅拌下保温反应0.5～5小时，得到核层乳液；(3)继续搅拌下，在核层乳液中加入引发剂B、甲基丙烯酸烷基酯单体， 升温至50～95℃，恒温搅拌反应1～5小时，冷却至≤40℃，再经喷雾干燥得PVC加工用助剂。进一步地，所述马来酸钙单体的制备方法，在马来酸酐与氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种反应得到的溶液中，加入可溶性钙盐，再经过滤、洗涤、烘干得到。进一步地，按重量份数计，所述PVC加工用助剂的制备方法中，所用原料的组成如下：马来酸钙单体100份，蒸馏水200～400份，引发剂A 0.01～0.1份，乳化剂0.02～3份，分散剂0.1～3份，苯乙烯单体10～25份，引发剂B 0.01～0.1份，甲基丙烯酸烷基酯单体15～40份。更进一步地，所述引发剂A和引发剂B分别选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过硫酸铵/硫酸亚铁、过硫酸钾/硫酸亚铁、过氧化氢/吊白块、过氧化氢/硫酸亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过硫酸铵/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁中的一种。进一步地，所述乳化剂包括选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、棕榈酸钠、OP-10、OP-20、OP-50中的至少一种。进一步地，所述分散剂包括选自聚乙烯醇、聚乙烯醇-十二烷基磺酸钠、聚乙烯醇-壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯醇-改性纤维素和聚乙烯醇-氨基酸复合分散剂中的至少一种。所合成的聚合物乳胶粒为核壳结构，其中核层材料为马来酸钙-苯乙烯共聚物，壳层材料为甲基丙烯酸烷基酯。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种核壳结构PVC加工用助剂。该产品中马来酸钙是一个平面五元环，嵌入高分子链中能阻止链段的旋转，使分子链有很好的刚性；马来酸钙和甲基丙烯酸烷基酯与PVC有良好的相容性，可显著促进PVC树脂均匀塑化；马来酸钙和甲基丙烯酸烷基酯本身良好的耐热性，可大幅提高PVC混合料的耐热性能；苯乙烯的引入，使该产品流动性好，可以改善PVC的加工性能，同时降低了生产成本。该款PVC加工用助剂，在促进PVC均匀塑化，提高熔体强度、耐热性能和刚性的同时，最大限度地降低了PVC加工改性剂的成本，经济效益显著。附图说明图1为实施例1所制备产品的微观结构图。图2为应用对比试验中得到的流变性能曲线。具体实施方式下面将通过具体实施例对本专利技术做进一步的具体描述，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限定。实施例1本专利技术的一种PVC加工用助剂，其具有以马来酸钙-苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳结构，且特性粘度为3.0。按重量份数计，所述PVC加工用助剂包括马来酸钙单体100份、苯乙烯单体10份和甲基丙烯酸甲酯单体15份，并通过聚合所述量的单体而得到。本专利技术所述的PVC加工用助剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在装有搅拌、冷凝器的反应釜中，加入定量的蒸馏水、马来酸钙单体、引发剂A、乳化剂、分散剂、苯乙烯单体，搅拌10分钟得到预乳化液；(2)通入N2，并将预乳化液升温至40℃，在不断搅拌下保温反应0.5小时，得到核层乳液；(3)继续搅拌下，在核层乳液中加入引发剂B、甲基丙烯酸甲酯单体，升温至50℃，恒温搅拌反应1小时，冷却至≤40℃，再经喷雾干燥得PVC加工用助剂。所述马来酸钙单体的制备方法，在马来酸酐与氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种反应得到的溶液中，加入可溶性钙盐，再经过滤、洗涤、烘干得到。按重量份数计，所述PVC加工用助剂的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVC加工用助剂，其特征在于，所述PVC加工用助剂具有以马来酸钙‑苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸烷基酯为壳的核‑壳结构，其特性粘度为3.0~10.0。

【技术特征摘要】
1.一种PVC加工用助剂，其特征在于，所述PVC加工用助剂具有以马来酸钙-苯乙烯共聚物为核、甲基丙烯酸烷基酯为壳的核-壳结构，其特性粘度为3.0~10.0。2.根据权利要求1所述的PVC加工用助剂，其特征在于，按重量份数计，所述PVC加工用助剂包括马来酸钙单体100份、苯乙烯单体10~25份和甲基丙烯酸烷基酯单体15~40份，并通过聚合所述量的单体而得到。3.根据权利要求2所述的PVC加工用助剂，其特征在于，所述苯乙烯单体包括选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯和叔丁基苯乙烯中的至少一种。4.根据权利要求2所述的PVC加工用助剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸烷基酯单体包括选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种。5.权利要求1~4任一所述的PVC加工用助剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在装有搅拌、冷凝器的反应釜中，加入定量的蒸馏水、马来酸钙单体、引发剂A、乳化剂、分散剂、苯乙烯单体，搅拌10分钟得到预乳化液；（2）通入N2，并将预乳化液升温至40~90℃，在不断搅拌下保温反应0.5~5小时，得到核层乳液；（3）继续搅拌下，在核层乳液中加入引发剂B、甲基丙烯酸烷基酯单体，升温至50~95℃，恒温搅拌反应1~5小时，冷却至≤40℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉娜，周健，刘尚才，方春平，
申请(专利权)人：江苏爱特恩东台新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32