一种混合增韧增强RPVC组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种混合增韧增强硬质聚氯乙烯（ＲＰＶＣ或ＵＰＶＣ）组合物。其特征是：它含有聚氯乙烯（ＰＶＣ）１００重量份，复合稳定剂３～８重量份，碳酸钙５～３０重量份，钛白粉４～２０重量份，纳米刚性冲击改性剂（Ｎ－ＡＣＲ）２～１０重量份，氯化聚乙烯（ＣＰＥ）２～１０重量份，纳米刚性改性剂１～２０重量份，高温高效流动改性剂０．０１～５重量份，加工助剂０．１～５重量份。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种含有混合增韧增强改性剂的硬质聚氯乙烯(RPVC或UPVC)组合物，主要用于制备UPVC门窗异型材和UPVC建筑用塑料管材。聚氯乙烯是一种应用非常广的塑料，其全球产量居第二位。过去由于聚氯乙烯加工困难，多用添加增塑剂的办法来改善其加工性，所以以软制品为主。近几年由于加工设备和各种助剂的发展，硬质PVC制品越来越多。从全球范围来讲，软硬制品比例已达1∶1。特别是从1998年开始，化学建材在建筑领域内应用越来越广，如建筑用PVC塑钢门窗，建筑用UPVC管材等。但由于UPVC性脆，加工困难，若不对其进行改性，则很难满足建筑用材料的要求。目前多用氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、ACR、MBS、ABS等对其进行增韧改性。采用这些增韧冲击改性剂所制得的UPVC制品具有较好的耐冲击性能，但同时也丧失了UPVC原有的宝贵的强度、刚性、硬度和耐热性。此外用ACR、MBS、ABS来增韧改性PVC，也带来高成本。本专利技术旨在采用混合增韧增强体系对UPVC进行增韧改性，在提高其冲击强度的同时，保持了UPVC原有的改性、强度、硬度和耐热性，提供了一种具有优异综合性能的、相对低成本的UPVC组合物。本专利技术的具体组成为(重量份数)PVC 100重量份复合稳定剂 3～8重量份，优选4～6重量份碳酸钙 5～30重量份，优选6～20重量份，最优选6～12重量份钛白粉 3～25重量份，优选4～10重量份N-ACR1～10重量份，优选3～8重量份N-PMMA 1～20重量份，优选3～15重量份，更优选5～10重量份CPE 1～10重量份，优选3～8重量份高温高效流动改性剂 0.01～5重量份，优选0.3～3重量份加工助剂 0.1～5重量份，优选0.5～2重量份本专利技术使用的PVC树脂，其K值为63～72mL/g，优选齐鲁石化公司的S-900型、S-1000型、S-1100型或北京化工二厂的SG-5、SG-6型。本专利技术使用的N-ACR，其结构特征为具有核—壳结构，它含有5～90％的纳米无机粒子，优选10～30％；5～95％的高聚物，优选70～90％。所使用的纳米无机粒子为SiO2，CaCO3，滑石粉，高岭土，BaSO4等，优选SiO2，CaCO3，所用粒径为20～100nm，优选40～60nm。其详细的制备已同时申请专利。本专利技术使用的复合稳定剂，其组成为(重量，下同)有机酸铅 50～80％，优选60～70％石蜡 5～20％，优选6～10％硬脂酸铅 10～20％，优选15～18％多元醇酯 0～10％，优选3～5％所用的有机酸铅为富马酸铅、苯二甲酸铅和氰脲酸铅之一种或其复合物。本专利技术使用的高温高效流动改性剂为氧化聚乙烯蜡，其分子量为1000～100000，优选3000～10000，其软化点为85℃～120℃，优选100～115℃，优选使用美国联信公司(Allied Signal Co.，Ltd)的A-C307A。本专利技术使用的加工助剂，是一种能促进PVC熔融塑化的助剂，为丙烯酸酯类聚合物，或丙烯酸酯类与苯乙烯的共聚物。选用ACR-201(苏州安利化工厂或上海珊瑚化工厂)、ACR-401(苏州安利化工厂或上海珊瑚化工厂)、M-80(江苏吴县保安化工厂)和K-125P(日本KurehaChemicalsPTE.Ltd.或美国Rohm-Haas公司)之一种或上述几种的复合物。本专利技术使用的碳酸钙(CaCO3)为轻质CaCO3、胶质CaCO3、活性轻质CaCO3、，重质CaCO3和活性CaCO3之一种或上述几种的复合物，优选白艳华。本专利技术使用的钛白粉，其特征为金红石型，优选美国杜邦(DuPont)公司的R-902、R-906和德国Kronos公司的N-2220之一种或其复合物。本专利技术使用的纳米刚性改性剂(N-PMMA)，其特征是含有1～99％(重量)(重量，下同)、优选20～80％(重量)的纳米无机粒子，1～99％(重量)、优选20～80％(重量)的聚合物。本专利技术所采用的纳米无机粒子为下列之一或其复合物纳米二氧化硅(SiO2)、纳米碳酸钙(CaCO3)、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、超微细滑石粉、超微细硫酸钡、超微细氧化铝，粒径10～100nm，优选30～60nm。本专利技术采用超声辅助原位乳液聚合工艺。乳液聚合所采用的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰之一种或其复合物；所采用的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MS-1、吐温-80之一种或其复合物，活性改性剂为聚丙烯酸钠、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂之一种或其复合物。本专利技术所采用的聚合物为下列单体的共聚物70～95％(重量)的MMA，优选80～90％(重量)；5～30％(重量)的丙烯酸或甲基丙烯酸或其复合物，优选10～20％(重量)。本专利技术乳液聚合的组成为单体总量的0.1～5％(重量)的乳化剂，单体总量的0.1～5％(重量)的引发剂，单体总量的0.1～5％(重量)的活性改性剂。本专利技术采用超声辅助原位乳液聚合工艺，其特征是按下列步骤进行(1)将定量的乳化剂、分散剂、表面改性剂、去离子水加入到反应容器中，加热至50～90℃，搅拌溶解。然后加入纳米无机粒子，搅拌，在超声波下作用10～60分钟后，加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)，搅拌2～5分钟后，加入过硫酸盐5％(重量)(水溶液)，反应2～5小时。(2)升温至70～95℃，反应0.5～3小时后，将所制得的乳液缓慢投入到温度为70～95℃的3％(重量)硫酸铝或氯化钙水溶液，进行破乳，凝聚，过滤，水洗三遍后于室温～60℃下真空干燥4～6小时，粉碎，过筛即得纳米刚性改性剂。本专利技术所制备的刚性冲击改性剂，其特征是含有5～95(重量)％、优选20～40(重量)％的纳米无机粒子，5～95(重量)％、优选60～80(重量)％的聚合物，此改性剂具有核—壳结构，能使无机纳米粒子充分分散到基体树脂中，充分发挥纳米粒子效应，使无机与有机的刚性和韧性有机地结合起来。本专利技术所采用的纳米无机粒子为下列之一或其复合物纳米二氧化硅(SiO2)、纳米硅基氧化物(SiO2-x)、纳米碳酸钙(CaCO3)、超微细滑石粉、超微细硫酸钡、超微细氧化铝、纳米二氧化钛，其粒子尺寸为10～100nm，优选20～60nm。本专利技术采用纳米粒子的超声辅助分散和原位乳液聚合。本专利技术所采用的原位乳液聚合的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈之一种或其复合物，乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MS-1、吐温-80之一种或其复合物，活性改性剂为聚羧酸钠衍生物，交联剂为二乙烯基苯，二甲基丙烯酸四甘醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯之一种或其复合物。本专利技术所采用的聚合物为下列单体的共聚物(a)10～70(重量)％的丙烯酸丁酯；(b)10～60(重量)％的甲基丙烯酸甲酯；(c)10～30(重量)％的丙烯酸乙酯；(d)0～50(重量)％的苯乙烯；(e)0～20(重量)％的丙烯酸引发剂。本专利技术所采用的乳液聚合，其使用的乳化剂量为0.1～10(重量)％，优选2～6(重量)％，活性改性剂为0.01～5(重量)％，优选0.5～3(重量)％，更优选1～2(重量)％，交联剂为0.1～5(重量)％，优选1～2(重量)％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合增韧增强硬质聚氯乙烯组合物，它含有ＰＶＣ１００重量份，复合稳定剂３～８重量份，碳酸钙５～３０重量份，钛白粉４～２０重量份，纳米刚性冲击改性剂（以下称为Ｎ－ＡＣＲ）１～１０重量份，氯化聚乙烯（ＣＰＥ）１～１０重量份，纳米刚性改性剂（Ｎ－ＰＭＭＡ）１～２０重量份，高温高效流动改性剂０．０１～５重量份，加工助剂０．１～５重量份，其中，所用的复合稳定剂基于该复合物稳定剂的总重量含有有机酸铅５０～８０％（重量），石蜡５～２０％（重量），硬脂酸铅１０～２０％（重量），多元醇酯 ０．１～１０％（重量）；所用的加工助剂为丙烯酸酯类共聚物或丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物；所用的高温高效流动改性剂为氧化聚乙烯蜡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明山，权英，王志勋，陈献，李毕忠，严庆，
申请(专利权)人：海尔科化工程塑料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]