一种氧化聚乙烯蜡的改性方法及所得产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化聚乙烯蜡的改性方法及所得产品和应用，将氧化聚乙烯蜡和改性剂在引发剂的作用下进行聚合反应，得到改性氧化聚乙烯蜡；所述改性剂为金属氧化物或金属氢氧化物。本发明专利技术采用溶液聚合法或熔融聚合法对氧化聚乙烯蜡进行改性，所需设备简单，聚合工艺简单，操作简便，成本低。本发明专利技术改性氧化聚乙烯蜡既具有很好的热稳定性、润滑性，又具有低析出性，改善或抑制了氧化聚乙烯蜡在PVC加工中的压析现象。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化聚乙烯蜡的改性方法及所得产品和应用
本专利技术涉及一种氧化聚乙烯蜡的改性方法，具体涉及一种高密度氧化聚乙烯蜡的改性方法及得到的改性氧化聚乙烯蜡，以及该改性氧化聚乙烯蜡在改善PVC加工过程中的压析现象的应用。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)凭借着性能优良，价格低廉，强度高，耐腐蚀性强等特点在生活领域中得到了十分广泛的应用，其用量仅次于聚乙烯，属于第二大类塑料产品。由于PVC树脂内在的结构特性，在PVC加工时，需要加入稳定剂、脱模剂、润滑剂等各种加工助剂来协同配合才能制备出性能优异的制品。然而，这些助剂在PVC中并不稳定，在PVC配料、混料、加工过程中，助剂组分容易析出而黏附在压辊、模具内壁等金属表面，逐渐形成积垢，这种现象称之为“压析”。在PVC挤出加工中，压析现象经常出现在模具内的金属表面，例如螺杆鼻、模唇、模芯支架或芯模的表面以及定型模内。压析一旦发生，挤出件就会出现口模印、瑕疵、光泽度下降等表面缺陷以及其他缺陷，严重时会造成配合物从设备上剥离并使制品表面污染等一系列问题，经过一段时间后还会导致熔体黏附金属表面而降解，导致设备内模具糊料以及机器设备的腐蚀等，使得制品生产机台连续生产周期缩短，且清理压析要耗费大量的劳动以及生产时间和生产成本。通过对压析物的分析表明，配方组分中的所有元素几乎都可以析出，只是析出量多少不同。在PVC加工过程中压析的影响因素错综复杂，因为压析是多组分相互作用的结果，而这种组分间的相互作用又会因为加工条件和使用条件的不同而变化。由于PVC加工中所添加的配方组分种类繁多、成分复杂，以及各类制品加工工艺条件、加工设备的不同，使压析现象形成机理的研究也变得非常复杂。目前，压析现象还是一直困扰着各个领域的PVC加工行业。氧化聚乙烯蜡是一种优良的新型极性蜡，其分子链带有一定量的羧基、羰基和羟基等基团，有一定的亲金属性和润滑性，常被作为脱模剂用于PVC加工中。但是在实际加工中发现，氧化聚乙烯蜡的加入会加重PVC挤出时的压析现象，这限制了氧化聚乙烯蜡在PVC中的使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种氧化聚乙烯蜡的改性方法，该方法对氧化聚乙烯蜡的结构进行改性，从而使其不但很好的保留了润滑脱模性，还在PVC加工过程中不容易析出，很好的改善了因氧化聚乙烯蜡的加入造成的PVC制品的压析问题。本专利技术具体技术方案如下：一种氧化聚乙烯蜡的改性方法，该方法包括以下步骤：将氧化聚乙烯蜡和改性剂在引发剂的作用下进行聚合反应，得到改性氧化聚乙烯蜡。进一步的，本专利技术所述的氧化聚乙烯蜡具有润滑的作用，是PVC领域常用的脱模剂，其又名氧化蜡。氧化聚乙烯蜡有高密度氧化聚乙烯蜡和低密度氧化聚乙烯蜡之分，这两者均可，优选为高密度氧化聚乙烯蜡。进一步的，所述改性剂为金属氧化物或金属氢氧化物，所述金属为钠、锌、铝、钾、铁、铜、钡、锰、镁、钙等，这些金属的效果类似。例如，所述改性剂可以是氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化镁等。通过聚合反应，在氧化聚乙烯蜡的功能基团上接入各种金属离子，所得的改性氧化聚乙烯蜡熔点会比原来的氧化蜡更高，在加工时会延迟PVC的塑化甚至是不会塑化，这样析出就会减少；此外，改性后的氧化聚乙烯蜡依然保持了很好的润滑性，能够提高PVC制品与模具之间的脱模效果，以此减少PVC制品的析出。此外，PVC在加工过程中会产生HCl，而改性后的氧化聚乙烯蜡会在HCl的作用下还原成一部分的氧化聚乙烯蜡，所以在PVC制品中加入改性后的氧化聚乙烯蜡可以起到一剂双效的作用，既有氧化聚乙烯蜡提高加工性能的优点，又有改性氧化聚乙烯蜡减少析出的优点。进一步的，所述引发剂为氨水，氨水可提供碱性环境，在碱性环境下氧化聚乙烯蜡和改性剂可更好的反应。氨水的浓度可以随意选择，能够提供反应所需的碱性环境即可，一般所用浓度为25-28wt％。进一步的，聚合反应可以是溶液聚合反应，也可以是熔融聚合反应。溶液聚合反应和熔融聚合反应的条件不同。进一步的，溶液聚合反应需要以水为溶剂，熔融聚合反应不需要加入额外的溶剂。进一步的，溶液聚合反应需要在气体保护的高压下进行，反应可以在反应釜中进行。所述保护气体可以是氮气或氩气等惰性气体。反应压力在0.5-2.0MPa之间。进一步的，溶液聚合反应时，改性剂的用量根据氧化聚乙烯蜡的酸值计算得来，改性剂的用量为氧化聚乙烯蜡酸值的1-5倍。氧化聚乙烯蜡的酸值表示中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数。当改性剂为金属氢氧化物时，先计算出中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧根(KOH)的摩尔数，该摩尔数乘以1-5倍即为金属氢氧化物的氢氧根的摩尔数，根据该氢氧根的摩尔数换算出金属氢氧化物的质量，即为改性剂的用量。例如，当改性剂为氢氧化钙、氧化聚乙烯蜡的酸值为27mg/g时，每g氧化聚乙烯蜡需要27mg氢氧化钾，每g氧化聚乙烯蜡需要的氢氧根的摩尔数为0.48mmol，每g氧化聚乙烯蜡需要的氢氧化钙的摩尔数为0.24mmol-1.2mmol。当改性剂为金属氧化物时，先计算出中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧根(KOH)的摩尔数，该摩尔数乘以1-5倍即为金属氧化物的氧的摩尔数，根据氧的摩尔数换算出金属氧化物的质量，即为改性剂的用量。例如，当改性剂为氧化锌、氧化聚乙烯蜡的酸值为27mg/g时，每g氧化聚乙烯蜡需要27mg氢氧化钾，每g氧化聚乙烯蜡需要的氢氧根的摩尔数为0.48mmol，每g氧化聚乙烯蜡需要的氧化锌的摩尔数为0.48mmol-2.4mmol。进一步的，溶液聚合反应中，引发剂与改性剂的摩尔比为1:0.9-1.2，优选为1:1。当引发剂为氨水时，引发剂的摩尔量指的是氨水中氨的摩尔量。例如，当改性剂为0.1mol氢氧化钙或氧化锌时，氨水中氨的摩尔数为0.09-0.12mol，当氨水浓度为25wt％时，氨水的质量为6.1-8.2g。进一步的，溶液聚合反应中，氧化聚乙烯蜡在水中的浓度一般为14-25wt％。进一步的，溶液聚合反应中，反应的温度为100-150℃，反应时间为3-6h。在本专利技术某一具体实施方式中，提供了一种溶液聚合法氧化聚乙烯蜡的改性方法，步骤为：将水加入高压釜中，再加入氧化聚乙烯蜡和改性剂，最后加入引发剂氨水，将高压釜密封，然后通保护气体以排除空气，升温进行溶液聚合反应，反应后即可得到改性氧化聚乙烯蜡。进一步的，熔融聚合反应时，在真空条件下进行，反应可以在捏合机中进行。进一步的，熔融聚合反应时，改性剂的用量根据氧化聚乙烯蜡的酸值计算得来，改性剂的用量为氧化聚乙烯蜡酸值的1-5倍。氧化聚乙烯蜡的酸值表示中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数。当改性剂为金属氢氧化物时，先计算出中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧根(KOH)的摩尔数，该摩尔数乘以1-5倍即为金属氢氧化物的氢氧根的摩尔数，根据该氢氧根的摩尔数换算出金属氢氧化物的质量，即为改性剂的用量。当改性剂为金属氧化物时，先计算出中和1克氧化聚乙烯蜡所需的氢氧根(KOH)的摩尔数，该摩尔数乘以1-5倍即为金属氧化物的氧的摩尔数，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化聚乙烯蜡的改性方法，其特征是包括以下步骤：将氧化聚乙烯蜡和改性剂在引发剂的作用下进行聚合反应，得到改性氧化聚乙烯蜡；所述改性剂为金属氧化物或金属氢氧化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化聚乙烯蜡的改性方法，其特征是包括以下步骤：将氧化聚乙烯蜡和改性剂在引发剂的作用下进行聚合反应，得到改性氧化聚乙烯蜡；所述改性剂为金属氧化物或金属氢氧化物。


2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征是：所述改性剂为金属钠、锌、铝、钾、铁、铜、钡、锰、镁或钙的金属氧化物，或者是金属钠、锌、铝、钾、铁、铜、钡、锰、镁或钙的金属氢氧化物；所述引发剂为氨水。


3.根据权利要求1或2所述的改性方法，其特征是：所述聚合反应是溶液聚合反应或熔融聚合反应。


4.根据权利要求3所述的改性方法，其特征是：溶液聚合反应以水为溶剂，在气体保护的高压下进行反应；压力优选为0.5-2.0Mpa；熔融聚合反应在真空下进行。


5.根据权利要求3所述的改性方法，其特征是：溶液聚合反应时，改性剂的用量根据氧化聚乙烯蜡的酸值计算得到，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，刘元，
申请(专利权)人：济南金昌树新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37