交联型高抗冲聚氯乙烯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚氯乙烯树脂悬浮聚合技术领域，是交联型高抗冲聚氯乙烯树脂及其制备方法和应用，该交联型高抗冲聚氯乙烯树脂原料按照质量分数计包括氯乙烯单体100份、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液、分散剂0.2份至0.5份、引发剂0.1份至1.0份和去离子水200份至300份。本发明专利技术制备方法简单，通过在丙烯酸酯乳液中引入含叔氨基甲基丙烯酸酯单体，得到的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂具有耐热稳定性高、抗冲击性能好、拉伸强度高和加工流动性能优异的特点，可以作为高抗冲板材、型材、管道原材料，广泛的应用于电气、化工和环保领域；同时，由于叔氨基团具有一定的亲水性，在生产过程中体系不易粘釜。

【技术实现步骤摘要】
交联型高抗冲聚氯乙烯树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚氯乙烯树脂悬浮聚合
，是一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)塑料树脂价格低廉、耐户外老化性及阻燃性优异，其耗量仅次于聚乙烯，已成为第二大通用塑料树脂。世界产能已达到6500万吨，且近90%的聚氯乙烯主要作为硬质材料使用，但聚氯乙烯的内在结构决定了其作为硬质材料时出现的固有的缺陷，即①熔体强度低，加工性能差；②抗冲性能差，硬质PVC缺口冲击强度只有2kJ/m2至5kJ/m2；③耐热变形温度低，只有80℃左右。④耐热性能差，普通PVC树脂在受热情况下容易分解出氯化氢气体污染环境。因此聚氯乙烯已成为改性最多的塑料树脂，其中如何最大限度提高其抗冲能力且不降低其拉伸强度，同时改善其它性能一直是PVC改性的热点。通常情况下对于聚氯乙烯的物理改性主要是聚氯乙烯与粉末状其他改性剂进行物理共混而得，主要的改性剂有无机刚性粒子，ACR乳胶粒子等。物理共混存在的主要问题是共混过程中存在改性剂与聚氯乙烯共混不均匀，存在相界面差，从而导致了改性后的抗冲强度较低而且乳胶粒子的制备分离干燥也增加了总的生产成本。聚氯乙烯的化学原位增韧改性最理想的是将具有抗冲作用的丙烯酸酯共聚物乳液(L-ACR)直接加在氯乙烯单体的悬浮聚合体系中与ACR乳胶粒子进行悬浮接枝，日本的积水公司，韩国的LG化学公司等在这方面取得了一定的进展，该方法的优点在于能够制备出冲击强度较高的聚氯乙烯树脂。存在问题是未能阐明乳液在悬浮体系下的稳定性及悬浮聚合的粘釜情况，该方法使用阴离子型乳化剂来制备聚丙烯酸酯乳液，所制备的乳液在氯乙烯悬浮体系下乳液受到聚乙烯醇等分散剂的作用下会发生破乳和聚并等现象，导致之前所制备的乳液的乳胶粒子的粒径因为乳液破乳团聚而改变，进而氯乙烯单体聚合的场所也会受到影响最终造成聚氯乙烯的颗粒形态差且容易粘釜等，且通过软单体合成的LACR在提高PVC树脂抗冲强度的同时会降低其拉伸强度，并使其维卡软化点温度明显降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有悬浮聚合得到的聚氯乙烯树脂中，存在抗冲性能虽高但拉伸强度低、耐热稳定性差、加工流动性能不高以及生产体系中粘釜现象严重的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，原料按照质量分数计包括氯乙烯单体5000份、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液300份至400份、分散剂10份至20份、引发剂1.5份至15份和去离子水10000份至15000份，交联型高抗冲聚氯乙烯树脂按照下述步骤得到：第一步，依次将所需量的无离子水、分散剂、引发剂、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液、氯乙烯单体加入至聚合釜内得到混合液，搅拌混合液反应并加热使聚合釜的釜温升到50℃至60℃；第二步，混合液反应2h至2.5h后，当聚合釜的压力降为0.1MPa至0.3MPa时得到混合物料，将混合物料冷却至室温并回收混合物料中残留的氯乙烯单体；第三步，将回收除去氯乙烯单体后的混合物料离心经过滤、洗涤、干燥，得到交联型高抗冲聚氯乙烯树脂。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述分散剂为醇解度为70%至88%的聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的混合物。上述聚乙烯醇为第一分散剂和第二分散剂中的一种以上，其中，第一分散剂为牌号为PVA-L-9-78、PVA-L-10和AlcotexB72的聚乙烯醇中的一种，第二分散剂为牌号为GH20、TCR-7524和TCR-8624的聚乙烯醇中的一种；或/和，羟丙基甲基纤维素为牌号为F50、E50、和K100的羟丙基甲基纤维素中的一种。上述引发剂为过氧化二碳酸双-2-乙基己酯和过氧化新葵酸异丙苯酯的混合物。上述含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液的原料按照重量份数计包括核心单体300份至500份、含叔氨基单体0份至80份、交联剂3份至5份、乳化剂2份至5份、氧化剂1份至5份、pH缓冲剂1份至3份、还原剂1份至5份和去离子水800份至1000份。上述核心单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上；或/和，含叔氨基单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯中的一种；或/和，乳化剂包括阴非离子混合型乳化剂和阴离子乳化剂，阴非离子混合型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐、异构十三醇聚氧乙烯基醚12磺酸钠中的一种，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基联苯醚二磺酸钠中的一种；或/和，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、亚硫酸氢钠和过硫酸钾中的一种；或/和，还原剂为亚硫酸氢钠、甲醛合次亚硫酸钠和甲醛合次亚硫酸锌中的一种；或/和，交联剂为1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种以上。上述含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液制备步骤中，阴非离子混合型乳化剂为辛基酚聚氧乙醚4硫酸铵，阴离子乳化剂为十二烷基联苯醚二磺酸钠。上述含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液按照下述步骤得到：第一步，将所需量的无离子水和首次加入的乳化剂加入至聚合釜内，搅拌9min至11min后，加入所需量的pH缓冲剂，得到第一混合液，将聚合釜加热到釜温为70℃至80℃时，第一次保温10min至20min；第二步，聚合釜的釜温第一次保温时间到达后，将所需量的核心单体和交联剂混合得到第二混合液，将第二混合液和所需量的氧化剂、二次加入的乳化剂滴加至聚合釜内，与第一混合液混合搅拌得到第三混合液，其中，第二混合液、氧化剂、二次加入的乳化剂的滴加时间控制为90min至180min，滴加过程中聚合釜的釜温控制在68℃至71℃，加入完毕后聚合釜的釜温控制在68℃至73℃并第二次保温28min至32min，首次加入的乳化剂和二次加入的乳化剂重量份数之比为3:6至5:6；第三步，聚合釜第二次保温时间到达后，在第三混合液中加入所需量的还原剂得到第四混合液，其中，还原剂的加入时间控制为30min至45min，还原剂加入完毕后聚合釜的釜温控制在60℃至67℃并第三次保温28min至32min；第四步，聚合釜第三次保温时间到达后，将聚合釜的釜温降到30℃至40℃，用质量百分数为15%的氨水将第四混合液的pH值调至7.5至8.0后过滤，得到含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂的制备方法，按照下述步骤进行：第一步，依次将所需量的无离子水、分散剂、引发剂、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液、氯乙烯单体加入至聚合釜内得到混合液，搅拌混合液反应并加热使聚合釜的釜温升到50℃至60℃；第二步，混合液反应2h至2.5h后，当聚合釜压力降为0.1MPa至0.3MPa时得到混合物料，将混合物料冷却至室温并回收混合物料中残留的氯乙烯单体；第三步，回收后的混合物料离心经过滤、洗涤、干燥，得到交联型高抗冲聚氯乙烯树脂。本专利技术的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂作为高抗冲板材或/和高抗冲型材或/和高抗冲管道的原材料的应用。本本专利技术制备方法简单，通过在丙烯酸酯乳液中引入含叔氨基甲基丙烯酸酯单体，得到的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于原料按照质量分数计包括氯乙烯单体5000份、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液300份至400份、分散剂10份至20份、引发剂1.5份至15份和去离子水10000份至15000份，交联型高抗冲聚氯乙烯树脂按照下述步骤得到：第一步，依次将所需量的无离子水、分散剂、引发剂、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液、氯乙烯单体加入至聚合釜内得到混合液，搅拌混合液反应并加热使聚合釜的釜温升到50℃至60℃；第二步，混合液反应2 h至2.5 h后，当聚合釜的压力降为0.1MPa至0.3MPa时得到混合物料，将混合物料冷却至室温并回收混合物料中残留的氯乙烯单体；第三步，将回收除去氯乙烯单体后的混合物料离心经过滤、洗涤、干燥，得到交联型高抗冲聚氯乙烯树脂。

【技术特征摘要】
1.一种交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于原料按照质量分数计包括氯乙烯单体5000份、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液300份至400份、分散剂10份至20份、引发剂1.5份至15份和去离子水10000份至15000份，交联型高抗冲聚氯乙烯树脂按照下述步骤得到：第一步，依次将所需量的无离子水、分散剂、引发剂、含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液、氯乙烯单体加入至聚合釜内得到混合液，搅拌混合液反应并加热使聚合釜的釜温升到50℃至60℃；第二步，混合液反应2h至2.5h后，当聚合釜的压力降为0.1MPa至0.3MPa时得到混合物料，将混合物料冷却至室温并回收混合物料中残留的氯乙烯单体；第三步，将回收除去氯乙烯单体后的混合物料离心经过滤、洗涤、干燥，得到交联型高抗冲聚氯乙烯树脂。2.根据权利要求1所述的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于分散剂为醇解度为70%至88%的聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的混合物。3.根据权利要求2所述的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于聚乙烯醇为第一分散剂和第二分散剂中的一种以上，其中，第一分散剂为牌号为PVA-L-9-78、PVA-L-10和AlcotexB72的聚乙烯醇中的一种，第二分散剂为牌号为GH20、TCR-7524和TCR-8624的聚乙烯醇中的一种；或/和，羟丙基甲基纤维素为牌号为F50、E50、和K100的羟丙基甲基纤维素中的一种。4.根据权利要求1或2或3所述的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于引发剂为过氧化二碳酸双-2-乙基己酯和过氧化新葵酸异丙苯酯的混合物。5.根据权利要求1或2或3或4所述的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于含叔胺基的弹性丙烯酸酯共聚物乳液的原料按照重量份数计包括核心单体300份至500份、含叔氨基单体0份至80份、交联剂3份至5份、乳化剂2份至5份、氧化剂1份至5份、pH缓冲剂1份至3份、还原剂1份至5份和去离子水800份至1000份。6.根据权利要求5所述的交联型高抗冲聚氯乙烯树脂，其特征在于核心单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上；或/和，含叔氨基单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯中的一种；或/和，乳化剂包括阴非离子混合型乳化剂和阴离子乳化剂，阴非离子混合型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐、异构十三醇聚氧乙烯基醚12磺酸钠中的一种，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基联苯醚二磺酸钠中的一种；或/和，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、亚硫酸氢钠和过硫酸钾中的一种；或/和，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永禄，夏宇正，张作岐，王熙宁，郝涛，罗宗美，李霜梅，张治宁，石淑先，
申请(专利权)人：新疆中泰化学股份有限公司，新疆中泰化学阜康能源有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65